Тази година във Формула 1 влизат редица радикални технически промени. От 2014 насетне болидите ще се задвижват от авангардна технология, комбинираща мощни турбо двигатели с вътрешно горене и високотехнологични системи за възстановяване на енергия.
Появата на тази нова технология означава, че думата „двигател“ вече не е достатъчна: вместо това спортът ще използва термина „Power Unit“.
Renault е напълно готов за тази техническа революция със своя Energy F1-2014 Power Unit, проектиран и разработен в щаб-квартирата във Вири-Шатийон, Франция, който е готов за пистовите изпитания.
Eто накртко най-големите предизвикателства, с които трябва да се справят инженерите на отборите от Формула 1.
V6 двигател
Противно на общоприетото схващане, ICE не е най-лесната за проектиране част от Power Unit, тъй като архитектурата му е много по-различна от лежащите V8. Заради турбото, наляганията в горивната камера са огромни – почти два пъти по-високи спрямо V8. Коляновият вал и буталата ще бъдат подложени на огромни натоварвания, като налягането в горивната камера може да се увеличи до 200 бара, или 200 пъти налягането в околната среда.
Турбокомпресор
Турбокомпресорът използва енергията за изгорелите газове, за да увеличи гъстотата на входящия в двигателя въздух и така генерира повече мощност. Подобно на принципа, приложим в серийните автомобили, турбокомпресорът позволява на по-малък двигател да генерира повече мощност, отколкото размерът му обикновено би позволил. Енергията от изгорелите газове се превръща в механична енергия от вал, задвижван от ауспухова турбина. Механичната енергия от турбината се използва за задвижване на компресора, както и на MGU-H (вижте по-долу).
В най-бързия момент турбокомпресорът се върти с 100 000 об/мин., или 1500 пъти в секунда, следователно генерираните налягания и температури ще са огромни. Част от възстановената енергия от изпускателната система ще бъде предадена към MGU-H и ще се превърне в електрическа енергия, която ще бъде съхранена и по-късно може да се използва, за да се предотврати намаляването на скоростта на въртене на турбото по време на спиране.
MGU-K
MGU-K е свързан с коляновия вал на двигателя с вътрешно горене. По време на спиране, MGU-K работи като генератор, възстановявайки част от кинетичната енергия, отделяща се по време на спиране. Той я преобразува в електричество, което може да се използва в рамките на обиколката (ограничена до 120kW или 160 к.с. от правилата). По време на ускорение, MGU-K се захранва от Energy Store и/или от MGU-H и действа като мотор за ускоряване на болида.
MGU-H
MGU-H е свързан към турбокомпресора. Действайки като генератор, той абсорбира мощност от вала на турбината, за да преобразува топлинна енергия от отработените газове. Електрическата енергия може да се насочи или към MGU-K, или към батерията за използване на по-късен етап. MGU-H се използва също за контрол на скоростта на турбокомпресора, за да отговаря на нуждата от въздух на двигателя (например, да го забави, вместо байпасен клапан или да го ускори, за да се компенсира турбо дупката.)
MGU-H произвежда променлив ток, но батерията съхранява прав ток, затова се изисква много сложен преобразувател.
Батерия (или Energy Store)
Възстановените топлинна и кинетична енергия може да се използват веднага при нужда или да се използват за зареждане на Energy Store (батерията). Съхранената енергия може да се използва за задвижване на болида с MGU-K или да ускори турбокомпресора с MGU-H. Сравнен с 2013 KERS, 2014 ERS ще е два пъти по-мощна (120 kW vs. 60 kW), а енергията, подпомагаща динамиката – 10 пъти по-голяма.
Батерията е с минимално тегло от 20 кг, за да задвижва мотор, който генерира 120kW. Всеки 1 кг захранва 6 kW (огромно съотношение мощност - маса), което ще генерира големи електромагнитни сили.
Какво може да се променя между състезанията
Всеки пилот може да използва не повече от пет Power Unit по време на шампионата. Ако се използва шести цялостен Power Unit, въпросният пилот трябва да стартира състезанието от питлейна.
Задвижващият комплект е разделен на шест отделни елемента:
- Двигател (ICE)
- MGU-K (Motor generator unit-kinetic)
- MGU-H (Motor generator unit-heat)
- Energy store (ES)
- Турбокомпресор (TC)
- Конролни електроники (CE)
Всеки пилот може да използва пет от всеки от горните компоненти по време на шампионата и всяка комбинация между тях може да се монтира на болида по всяко време.
Първият път, когато пилотът използва шести от горните шест елемента, той ще бъде наказан с преместване с 10 места на стартовата решетка на следващото състезание. След това започва нов цикъл, затова, ако друга (различна) част се използва за шести път, той ще получи наказание от преместване с 5 места по-назад на стартовата решетка.
Ако пилот иска да използва седми от шестте елемента, той започва пореден цикъл, затова ще получи допълнителни 10 места наказание на стартовата решетка. Вторият път, когато иска да използва седма част, ще получи наказание от 5 места по-назад на стартовата решетка.
Ако се наложи наказание от преместване назад на стартовата решетка, и стартовата позиция на пилота е такава, че не може да се наложи цялото наказание, остатъкът от наказанието ще се приложи на следващото състезание на пилота. Въпреки това, подобно пренасяне на наказание не може да се приложи за повече от едно състезание.
