Tháng 01, 2018
Thứ ba
Thứ Tư, ngày 17/06/2015 17:53 PM (GMT+7)

Power unit F1 – V6 Turbo 1,6lít được cấu thành ra sao?

Để hiểu rõ Power unit là gì? Chúng ta sẽ tìm hiểu các hệ thống năng lượng được thiết kế xung quanh động cơ V6 turbo để cấu thành nên power-unit...

Đó là tất cả thành phần cấu thành nên động cơ V6 Turbo 1,6 lít được gọi đơn giản là Power unit. Thế hệ động cơ này sẽ cung cấp 760 mã lực (so với 750 mã lực của động cơ V8 2,4 lít) nhờ các hệ thống phục hồi năng lượng ERS. Nó mạnh hơn động cơ cũ nhưng nhưng tiêu thụ nhiên liệu ít hơn, hiệu quả hơn nhờ tính ưu việt về công nghệ và hệ thống tăng áp. Điều duy nhất hạn chế là nó có chi phí cao, và tiếng nổ nhỏ hơn – làm giảm sự hưng phấn từ người hâm mộ. Với những ưu nhược điểm trên, trong thực tế có nhiều ý khiến trái chiều về việc có nên tiếp tục sử dụng loại động cơ này. Liệu kỷ nguyên động cơ tăng áp có đồng hành cùng Thể thức 1 lâu dài hay sẽ sớm thay đổi!?

Như đã biết, kể từ mùa giải 2014 quy định về động cơ thay đổi. Các đội đua sẽ chuyển từ loại động cơ V8 2,4lít hút khí thông thường sang loại động cơ V6 1,6lít turbo phun nhiên liệu trực tiếp. Với sự phức tạp của loại động cơ này cùng các hệ thống năng lượng của nó, thay vì gọi một cách đơn giản là “động cơ” như một thực thể duy nhất thì nó được gọi bằng tên mới: Đơn vị năng lượng – Power unit.

Để hiểu rõ Power unit là gì? Chúng ta sẽ tìm hiểu các hệ thống năng lượng được thiết kế xung quanh động cơ V6 turbo để cấu thành nên power-unit bao gồm 6 thành phần chính:

1. Động cơ đốt trong(ICE) – được thay đổi giảm dung tích từ 2,4 lít xuống còn 1,6 lít và được giới hạn tốc độ tối đa chỉ còn 15.000 vòng/phút. Nó có 6 xi-lanh được bố trí thành 2 hàng lệch nhau 90˚ hình chữ V, mỗi xi-lanh có 2 van nạp và 2 van xả cùng 1 bộ tăng áp đơn và 1 ống xả đơn. Nhiên liệu cung cấp cho động cơ này giới hạn ở mức 100kg/giờ.

Tổng trọng lượng của power-unit tối đa là 145kg bao gồm cả các hệ thống năng lượng và pin. Quy đinh cấm việc sử dụng bất kỳ nguồn động năng nào ngoài năng lượng từ động cơ và MGU-K để tạo lực đẩy lên chiếc xe. Xi-lanh và các-te động cơ phải được chế tạo từ hợp kim nhôm, trục khuỷu và trục cam phải được chế tạo từ hợp kim sắt, piston bằng hợp kim nhôm và các hệ van nạp-xả phải được làm từ hợp kim của sắt-niken và coban hoặc titan.

Power unit F1 – V6 Turbo 1,6lít được cấu thành ra sao? - 1

Các thành phần cơ bản của “Power unit”.

Động cơ này sẽ chỉ cung cấp 600 mã lực (so với 2,4 lít là 750 mã lực), để bù đắp cho số mã lực giảm đi do giảm dung tích động cơ thì năng lượng được hệ thống ERS bù lại theo tính toán sẽ giúp bổ sung cho power-unit thêm khoảng 161 mã lực.

Trong những năm trước đây trên chiếc xe đua F1 đã được lắp đặt Hệ thống phục hồi động năng (Kinetic Energy Recovery Systems – KERS) nhằm thu hồi động năng khi phanh xe tích trữ vào hệ thống pin. Ở thế hệ động cơ mới nó được thay đổi cách gọi thành Hệ thống phục hồi năng lượng (Energy Recovery System - ERS). Điểm khác biệt của ERS so với KERS là nhờ sự kết hợp của 2 thiết bị chính MGU-K và MGU-H.

2. MGU-K(Kinetic) là một dạng động cơ phát điện khi nó thu hồi một phần động năng khi phanh biến thành năng lượng điện và được tích trữ vào hệ thống pin hoặc được truyền trực tiếp vào hệ thống truyền lực của động cơ trước bộ ly hợp.

Power unit F1 – V6 Turbo 1,6lít được cấu thành ra sao? - 2

Động cơ F1 1,6 lít V6.

Với năng lượng mà MGU-K tích lũy được sẽ chỉ được kích hoạt sau khi chiếc xe đạt được vận tốc 100km/giờ hoặc có thể được kích hoạt ngay nếu chiếc xe đua xuất phát từ pit-lane. MGU-K có thể đạt tối đa 50.000 vòng/phút và sản sinh năng lượng điện tối đa 120Kw. Mỗi vòng đua nó có thể thu hồi 2MJ và phát ra 4MJ.

3. MGU-H(Heat) là dạng động cơ máy phát điện nhiệt, nó được kết nối trực tiếp-duy nhất với hệ thống tăng áp và thực hiện thu hồi năng lượng nhiệt từ khí xả thải của động cơ. Năng lượng mà MGU-H tạo ra sẽ được truyền trực tiếp sang MGU-K hoặc được tích trữ vào hệ thống pin. MGU-H quay với tốc độ tối đa 100.000 vòng/phút, mỗi vòng đua động cơ này có thể thu hồi hơn 2MJ.

4. Pin (Battery) là nơi tích trữ năng lượng tạm thời từ các máy phát MGU-K và MGU-H. Việc sử dụng nguồn năng lượng này trong mỗi vòng đua được điều khiển thông qua hệ thống ECU.

Power unit F1 – V6 Turbo 1,6lít được cấu thành ra sao? - 3

Mẫu Turbocharger kết hợp MGU-H.

5. ECU (ERS Control Unit) cơ bản là một máy tính kiểm soát bao nhiêu năng lượng đã được thu hồi từ phanh(MGU-K) và khí thải(MGU-H). Các tay đua sử dụng ECU để có thể sử dụng tối ưu năng lượng của ERS. Với KERS trước đây nó cung cấp cho chiếc xe năng lượng tương đương 80 mã lực và chỉ có thể sử dụng trong 6 giây mỗi vòng đua thì nay với ERS được sự hỗ trợ của ECU có thể cung cấp 160 mã lực trong hơn 30 giây.

Điều đó đồng nghĩa thông qua ECU các tay lái có thể sử dụng tất cả năng lượng được tích trữ trong pin để sử dụng trong vòng vài giây và vượt qua các xe đang chạy trước. ECU cũng đóng góp một phần quan trọng trong việc hỗ trợ các tay lái kiểm soát hiệu suất phanh hiệu quả.

Power unit F1 – V6 Turbo 1,6lít được cấu thành ra sao? - 4

Một phiên bản ECU.

6. Máy nén (Turbocharger) là một thiết bị sử dụng khí xả thải của động cơ. Bao gồm 2 thành phần chính là Tua-bin(Turbine) và Máy nén khí(Compressor). Khi động cơ đốt trong nổ, nó xả khí thải làm quay tua-bin và kéo máy nén khí làm việc, máy nén khí quay với vận tốc cao sẽ cung cấp khí nén áp suất cao kết hợp với nhiên liệu được phun trực tiếp vào buồng đốt giúp cho động cơ đốt cháy nhiên liệu hiệu quả hơn đẫn đến năng lượng thu được cao hơn.

Động năng thu được từ khí xả thải qua turbocharger ngoài việc truyền đến máy nén nó còn được truyền đến MGU-H.

Danica Patrick

Tin đọc nhiều

Gã khổng lồ bóng chuyền 2m10, 1 tạ: Bật 3m40, đối thủ phát ngán Michael Andrei chỉ cần những cú bật nhảy cũng đủ làm đối thủ...
Chi tiết Djokovic - Hyeon Chung: Đòn cân não quyết định (KT) Djokovic tiếp tục thua màn "đấu súng" trước Hyeon Chung.
Tin dữ Australian Open: Federer gặp chấn thương, vẫn ham hố lập kỷ lục? Một nhà phân tích chữ viết đã báo "tin xấu" của Federer với...
Chi tiết Federer - Fucsovics: Nhanh gọn set 3 (KT) Federer đã không tốn quá nhiều sức lực để thắng trong set 3.