De helft van de brandstof, meer vermogen: de raceauto werd de zuinigste motor ter wereld.
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
1· 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.
2· 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
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
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
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.
Een motor op de turbo-as: oogst de uitlaat, schrapt het turbogat.
Op de turbo-as, tussen turbine en compressor·100.000–125.000 tpm·Onbeperkt door het reglement — het slagveld van het rendement·Geschrapt in het reglement van 2026
1· WAT HET DOET
Motor-Generator Unit, Heat — draait mee met de turbolader op 100.000+ tpm
Tussen de turbine en de compressor van de turbolader zit een slanke elektrische machine die met hen meedraait op meer dan 100.000 tpm: de MGU-H (de H staat voor heat). Wanneer de uitlaat de turbine harder aandrijft dan de compressor nodig heeft, wordt het overschot elektriciteit. En wanneer de coureur NU laaddruk wil, draait hij achterstevoren — hij brengt de compressor elektrisch op toeren, sneller dan de uitlaat dat kon. De vertraging van een seconde bij de BT52 wordt een afrondingsfout.
2· WAAROM HET ERTOE DOET
De uitlaat betaalt eindelijk volledig terug
Ruwweg een derde van de energie in de brandstof verlaat de auto via de uitlaatpijp. De turbine won daar al iets van terug; de MGU-H pakt de rest van het overschot als elektriciteit — en volgens het reglement is die oogst onbeperkt, wat er het slagveld van efficiëntie van maakte in het hybride tijdperk.
3· WAAROM HET ERTOE DOET
Anti-lag, eindelijk goed opgelost
Veertig jaar turbogat eindigde met een motor: de demo vergelijkt het puur op uitlaatgas op toeren brengen van een turbo uit 1983 met de MGU-H die dezelfde compressor in ongeveer een tiende seconde op toeren brengt. Gasrespons als een atmosferische motor, laaddruk als een turbo.
4· WAAROM HET ERTOE DOET
Briljant, en te slim voor deze wereld
De MGU-H wordt algemeen het slimste en duurste onderdeel van het hybride tijdperk genoemd — een belangrijke reden waarom deze motoren boven de 50 % thermisch rendement uitkomen, en zo complex dat het nieuwe fabrikanten afschrikte. Hij verdwijnt uit het reglement van 2026; zijn decennium was dit.
5· PROBEER HET
Twee taken: de uitlaat oogsten, de turbo op toeren brengen
Bekijk de reactie van de laaddruk met de MGU-H uit — het wachten van 1983 — en laat hem daarna de compressor elektrisch op toeren brengen. De tweede schuifknop belast de uitlaat voor elektriciteit en laat zien waarom ‘onbeperkte oogst’ van dit kleine motortje het meest bevochten onderdeel van de sport maakte.
Uitlezing
Laaddruk, 90% in0.28 s
vs 1983-turbo2.07 s
Uitlaatenergie per ronde1.22 MJ
Astoerental100 000+ rpm
Anti-lag en een eigen, onbeperkte energiebron uit uitlaatgas dat elke eerdere motor gewoon wegsmeet — één machine, twee taken. Deze machine onder de knie krijgen is een groot deel van waarom Mercedes alles won vanaf 2014, en de complexiteit ervan is precies waarom de regels van 2026 hem schrappen.