Lielākajai daļai trasē paredzētu sacīkšu automašīnu ir daži triki, lai pārvarētu konkurenci. Tā kā F1 automobiļi ir autosporta virsotne, tiem nav svešas sarežģītas sistēmas, kas izstrādātas, lai mašīnas brauktu ātrāk.
Viena no šādām sistēmām ir KERS. Tas tika ieviests 2009. gadā, lai atbalstītu F1 divkāršo stratēģiju, lai veicinātu videi draudzīgu un automobiļiem piemērotu tehnoloģiju izstrādi F1 sacīkstēs, taču tā tika plaši pieņemta tikai 2011. gadā.
Kopš tā laika tas ir bijis katrā automašīnā.
Kas ir KERS un kā tas darbojas?
KERS apzīmē kinētiskās enerģijas atjaunošanas sistēmu. Katru reizi, kad bremzējat, lai palēninātu savu automašīnu, kinētiskā enerģija tiek zaudēta siltuma veidā no berzes starp bremžu klučiem un faktisko riteni. Tā vietā KERS izmanto šo enerģiju un ietaupa to vēlākai izmantošanai, kad tas ir izdevīgi vadītājam.
Ir divi galvenie KERS veidi - mehāniskie un elektriskie. Lai gan jebkurā automobiļu izvietošanā var izmantot mehānisko KERS, F1 konstruktori līdz šim visi ir izmantojuši elektriskās sistēmas.
Tos darbina elektriskais ģenerators, ko sauc par motora ģeneratora bloku – kinētisko (MGU-K), kas pārvērš bremzēšanas radīto siltumu elektroenerģijā. Pēc tam pārveidotā elektroenerģija tiek uzglabāta akumulatorā ar FIA regulētu jaudu 2MJ aplī, ko sauc par enerģijas uzglabāšanu (ES).
Ja nepieciešams, vadītājs var nospiest pogu uz stūres, lai izmantotu šo jaudu, to apvienojot ar dzinēja jaudu, pateicoties elektromotoram, kas parasti atrodas dzinēja priekšpusē kloķvārpsta.
MGU-K kopējo jaudu regulē arī FIA. Agrākās sistēmas tika ierobežotas līdz 60 kW (aptuveni 80 ZS), bet vēlāk ierobežojums tika palielināts līdz 120 kW (gandrīz 160 ZS). 2014. gadā, lai līdzsvarotu vājāko 1,6 litru V6, kas aizstāja vecāko, jaudīgāko 2,4 litru V8 dzinējs.
Lai gan precīzas F1 konstruktora KERS sistēmas specifikācijas, ko sportā sauc vienkārši par ERS, būtu stingri apsargāts noslēpums, iepriekš minētā sistēma veido elektriskās ierīces pamatus KERS.
MGU-K pret MGU-H
MGU-K nevajadzētu sajaukt ar MGU-H (Heat), kas ir atsevišķa elektroniska ierīce, kas veido F1 ERS atlikušo daļu. Tas ir līdzīgs jēdziens, taču tā vietā, lai uztvertu siltumu no bremzēm, tas uztver siltumenerģiju, ko rada dzinēja izplūdes gāzes.
Abu sistēmu apvienošana nozīmē, ka tagad akumulatoru var uzlādēt pat tad, ja automašīna netiek aktīvi bremzēta. Turklāt, tā kā FIA neuzliek nekādus noteikumus MGU-H, jebkuru tā saražoto enerģiju var tieši padot MGU-K, būtībā apejot visus noteikumus, kas attiecas uz pēdējo.
MGU-H arī atrisina turbo nobīdi, izmantojot motoru, lai darbinātu kompresoru, un tāpēc turbīnai nav jāgaida izplūdes gāzes. Abas sistēmas kopā veido ERS jeb enerģijas atjaunošanas sistēmu F1 automašīnām.
Kā minēts iepriekš, jaudas aktivizēšana uz riteņiem tiek kontrolēta ar pogu uz vadītāja stūres. Komandas bieži palīdz braucējiem agresīvāk bremzēt vai noteiktā veidā pārslēgt pārnesumus, lai uzlādētu maksimālo enerģijas daudzumu katrā aplī vai izmantotu to taktiskāk.
Vai ERS atšķiras no reģeneratīvās bremzēšanas?
Līdz šim, ja ERS izklausās pēc reģeneratīvās bremzēšanas, ko redzat elektriskajās automašīnās uz ceļa, jūs nekļūdāties. Tās būtībā ir viena un tā pati lieta. Abas sistēmas izmanto transportlīdzekļa bremzēšanu, lai uzlādētu automašīnas akumulatoru, kas pēc tam tiek izmantots riteņu darbināšanai.
Tomēr ERS ir daudz sarežģītāka un jaudīgāka nekā vienkāršie reģeneratīvās bremzēšanas pielietojumi, ko redzat automobiļos. Automašīnām, kas izmanto ceļu, ir reģeneratīvās bremzēšanas sistēmas, kas ir vērstas uz akumulatora uzlādi pēc iespējas vairāk, neliekot vadītājam visu laiku bremzēt, lai kaut ko izņemtu no sistēmas.
Tas ir palīdzējis sasniegt ko sauc par viena pedāļa braukšanu lielākajā daļā elektrisko automašīnu. Kad jūs atlaižat gāzi, sistēma sāk darboties un palēnina automašīnu ar tādu agresiju, ko bieži vien var kontrolēt vadītājs.
Tas nodrošina, ka akumulators tiek uzlādēts tik daudz, cik tas ir iespējams ikdienas braucienos un braucienos. Tā vietā ERS būtu vērsta uz viena un tā paša akumulatora uzlādi ar pēc iespējas mazāku bremzēšanu, līdz ar to MGU-K un MGU-H kombinācija. Uzkrātās enerģijas izvietošana ir arī daudz agresīvāka.
KERS automobiļos
Tātad, vai jūs varētu iekāpt KERS parastajā ceļa automašīnā un ir transportlīdzekļi ar pārsteidzošu diapazonu? Ne gluži, ņemot vērā, ka ERS ir daudz agresīvāka nekā parastā reģeneratīvā bremzēšana, radīsies dažas problēmas, sākot ar akumulatoru.
ERS izmantotās baterijas ir daudz izturīgākas pret ātru uzlādi un izlādi, jo tās nes smagumu, ko rada F1 automašīna, kas ap trasi met vairāk nekā 60 apļus. Tie var uzņemt lielu enerģijas daudzumu, lai ātri uzlādētu sevi, un pēc tam nodrošināt tikpat lielu enerģijas daudzumu, lai pievienotu automašīnas kopējo jaudu.
Automašīnu akumulatori ir vērsti uz izturību, ilgāku kalpošanas laiku, lai uzturētu vairāk uzlādes ciklu, un, vēl svarīgāk, drošību. Tas nenozīmē, ka ERS nav drošs, vienkārši parastā ceļa elektriskā vai hibrīdauto akumulators nespēs sekot līdzi sistēmai.
Arī automašīnu reģeneratīvās bremžu sistēmas nerada gandrīz tik daudz enerģijas, lai ievietotu atpakaļ akumulatorā, cik nepieciešams pašas automašīnas pārvietošanai. Tas nozīmē, ka iegūtais lādiņš ir daudz mazāks nekā tas, ko nodrošinātu MGU-K.
Visbeidzot, arī enerģijas izmantošana ir diezgan atšķirīga, it īpaši, ja braucat ar hibrīdauto, kur elektriskās sistēmas bieži ir paredzētas, lai aizstātu automašīnas gāzes dzinēja radīto jaudu. Elektriskajos automobiļos vispār nav jāveic elektriskās darbības, jo sistēma tikai uzlādē akumulatoru.
Turpretim ERS F1 vai KERS kopumā ir vērsta uz uzkrātās elektriskās jaudas izmantošanu dzinēja esošajai jaudai.
KERS nākotne
Tā kā F1 sasniegumi padara akumulatorus un reģeneratīvās sistēmas efektīvākus, tie galu galā nonāk līdz automašīnām, ar kurām braucam katru dienu. Tas nozīmē, ka mēs iegūsim automašīnas, kas uzlādējas ātrāk un ar uzlabotu diapazonu.
Līdz tam jūs varat lepoties ar sava transportlīdzekļa esošajām reģeneratīvajām sistēmām, kas ietaupa tikpat daudz enerģijas, cik tās jau ietaupa.