Mercedes W05 (2014) — de hybride power unit in de F1

2014·Mercedes PU106A: 1,6 L V6-turbo + MGU-K + MGU-H + accu·~750 pk gecombineerd (verbrandingsmotor ~600 + 160 elektrisch)·2014: 16 zeges in 19 races; beide titels (Hamilton)·>40% in 2014 — meer dan 50% bereikt in 2017

· HET VERHAAL

Terugwinnen wat motoren weggooien

In 2014 herbouwde de Formule 1 de motor als ‘power unit’: een kleine turbo-V6, aangevuld met twee elektrische motor-generatoren — de ene oogst energie uit remmen, de andere uit de turbolader zelf — die samen een accu voeden. De Mercedes W05 beheerste die formule als eerste, en meteen volledig: energie die elke eerdere raceauto als warmte verspilde, komt nu terug als rondetijd, en deze motoren zetten brandstof efficiënter om in arbeid dan welke zuigermotor ooit gebouwd.

· WAAROM HET ERTOE DEED

Remmen werd bijtanken

De MGU-K-motor op de krukas wordt bij het remmen een generator, die tot 120 kW in de accu spaart in plaats van de achterremschijven te verhitten — en geeft die energie op het volgende rechte stuk terug als elektrische duw. Zie in de demo hoe de stromen omkeren zodra de fase van de ronde verandert.

Motor-Generator Unit, Kinetic — gekoppeld aan de krukas

GA DIEPERMGU-K →

· WAAROM HET ERTOE DEED

De uitlaat betaalt twee keer huur

De MGU-H zit op de as van de turbo en melkt de uitlaatturbine leeg voor elektriciteit — energie terugwinnen zonder ook maar te hoeven remmen. Hij jaagt de compressor ook elektrisch aan, waardoor turbogat verdwijnt. Het is de les van de J58 uit de straalmotor-sectie van deze site — verspil nooit uitlaatenergie — in zijn meest volmaakte vorm.

Motor-Generator Unit, Heat — draait mee met de turbolader op 100.000+ tpm

GA DIEPERMGU-H →

· WAAROM HET ERTOE DEED

Efficiëntie als winnend wapen

Brandstof was beperkt tot 100 kg per race en een doorstroom van 100 kg/h, dus was de snelste auto per definitie ook de zuinigste. De regels van 2014 trokken het thermisch rendement van ~29% naar boven de 40% — sindsdien zelfs voorbij de 50% op de testbank — cijfers die geen wegmotor en geen eerdere racemotor ooit had gehaald.

Lithium-ionpakket onder de brandstofcel — de bankrekening van de power unit

GA DIEPEREnergieopslag →

· PROBEER HET

Volg de energie: ICE, MGU-K, MGU-H en de accu

Kies een fase van de ronde en volg de kilowatts. Op het rechte stuk duwen de accu en de motor samen; bij het remmen wordt de MGU-K een generator en laadt de achteras de accu weer op; en de hele tijd tapt de MGU-H stilletjes van de uitlaat. Dit stroomdiagram is het hele hybride tijdperk in één plaatje.

Uitlezing

Vermogen naar de wielen560 kW (751 pk)

Elektrische inzet120 kW

Teruggewonnen energie45 kW

Accutrend-75 kW

Brandstofstroomlimiet100 kg/h

Thermisch rendement (2014)>40%

Doorloop de drie fases en zie de blauwgroene pijlen omkeren: energie die elke vroegere F1-auto wegsmeet als remwarmte en uitlaatlawaai, stroomt nu via de accu terug als duwkracht. Met brandstof geplafonneerd op 100 kg per race was terugwinnen geen luxe — het was het hele spel.

GA DIEPEROpen de volledige demo →