QUEEN-OF-MOTORSPORT.com
Как новая силовая установка увеличит выходную мощность в лучшей американской гоночной серии с открытыми колесами на овалах, а также на дорожных и городских трассах.
В эти выходные в Мид-Огайо гоночная серия IndyCar открывает новую эру, представив в середине сезона гибридный двигатель, разработанный совместно «Chevrolet» и «Honda».
Нынешний 2,2-литровый двигатель внутреннего сгорания V6 с двойным турбонаддувом, являющийся ярым участником главного чемпионата США по гонкам на машинах с открытыми колесами, остается на своем месте.
Но на этих выходных он будет работать в паре с электрическим низковольтным (48 В) мотор-генераторным блоком (MGU) и суперконденсаторной системой накопления энергии (ESS) мощностью 320 килоджоулей на круг — оба из них помещаются в картер, расположенный между двигателем внутреннего сгорания (ДВС) и коробкой передач, — и составит этот первый в своем роде гибридный блок IndyCar.
MGU и ESS — два из четырех основных компонентов, входящих в состав системы рекуперации энергии (ERS), которая весит 42,5 кг и также включает в себя преобразователь постоянного тока и устройство контроля напряжения.
Система ESS, производимая «Honda Racing Corporation USA», состоит из 20 суперконденсаторов, разработанных «Skeleton», которые хранят энергию, собранную MGU, до тех пор, пока она не будет использована гонщиками.
Решение об использовании суперконденсатора вместо батареи (такой, которая используется в классе GTP чемпионата IMSA) было принято из-за его способности быстрее захватывать и выдавать энергию. ESS, работающий с максимальным рабочим напряжением 60 В и силой тока 2000 ампер, способен полностью зарядиться за 4,5 секунды.
И вот тут-то в игру вступает MGU, разработанный «EMPEL» в сотрудничестве с «Chevrolet» и «Ilmor», который улавливает энергию, вырабатываемую при торможении, а затем преобразует ее в электричество для хранения в ESS.
Работая на максимальной скорости 12 000 об/мин, MGU также связан с приводным валом двигателя, что позволяет гонщику использовать собранную энергию для получения дополнительных 60 лошадиных сил. В сочетании с системой push-to-pass на дорожных и городских трассах пилот может получить более 120 дополнительных лошадиных сил.
Разработанный компанией «Brightloop», базирующейся в Париже (Франция), преобразователь постоянного тока расположен сзади и обеспечивает подачу энергии от ESS или MGU с соответствующим напряжением — 12 В — для текущей силовой установки.
«Обычно электрические системы машин рассчитаны на 12 вольт», — сказал президент «HRC» Дэвид Солтерс. «Этот преобразователь берет эти 60 В, 40 В, 50 В, что бы это ни было, — поскольку они постоянно повышаются и понижаются — и выдает стабильные 12 В в мозг машины. Обычно эти вещи в два-три раза больше, но размер и упаковка имеют большое значение, поэтому он сделан специально для нас».
Устройство контроля напряжения, которое по сути является предохранителем увеличенного размера, представляет собой компонент безопасности, который регулирует напряжение в системе, чтобы оно никогда не превышало 60 В.
Компоненты связаны с блоком управления двигателем (EBU) TAG-400i, предоставленным «McLaren Applied», с дополнительным программным обеспечением, которое будет использоваться для обеспечения правильной синхронизации между ERS и двигателями «Chevrolet» и «Honda».
На гоночной трассе все это работает следующим образом: ERS улавливает энергию, вырабатываемую при торможении, и использует ее для зарядки суперконденсаторов ESS. Этот процесс известен как рекуперация.
Гонщик может вручную управлять этим процессом регенерации энергии, или он может быть автоматически смягчен технологией. При автоматической регенерации программное обеспечение будет диктовать заданный уровень регенерации, который будет происходить, в то время как ручная процедура позволит пилоту лучше контролировать уровень сбора энергии.
Кнопка на руле активирует сбор энергии с заданной скоростью, а нажатие на лепесток на задней части руля изменяет объем регенерации.
Кроме того, использование энергии, хранящейся в ERS, активируется вручную пилотом с помощью кнопки на руле. Количество энергии, хранящейся на круге, будет зависеть от длины и типа трассы.
«Есть несколько способов рекуперации», — сказал Солтерс. «Гонщик может сделать это полностью вручную, используя педали сцепления, и тогда он/она будет линейно увеличивать рекуперацию, когда войдет в поворот или когда захочет. Или это можно сделать с помощью программного обеспечения, которое отслеживает, отпустил ли пилот педаль газа, и устанавливает пороговые значения, которые говорят о начале рекуперации, или есть другой режим, в котором отслеживается давление в тормозной системе, определяются пороговые значения и запускается рекуперация».
Хотя этот процесс будет в первую очередь сосредоточен на дорожных и городских трассах, он также будет применяться на высокоскоростных овалах.
Как это будет работать на овалах, таких как Indianapolis Motor Speedway — путем снятия ноги с педали газа во время драфта, в котором будет происходить регенерация. Затем у пилота есть возможность использовать дополнительный энергетический импульс в фазе наращивания мощности при выполнении обгона.
Текущая максимальная мощность гибрида составляет 60 л. с., но есть потенциал для модернизации системы для получения большей мощности в зависимости от требований IndyCar и двух поставщиков двигателей. Кроме того, ERS генерирует 45 ньютон-метров крутящего момента.
«Гонщик контролирует состояние заряда», — добавил Солтерс. Он может варьироваться от 100% до 0%, что составляет от 60 В до 30 В. Здесь поступает и уходит много энергии, за которой нужно следить, поэтому нам приходится охлаждать суперконденсаторы и электродвигатель с помощью системы охлаждения (дополнительный насос и радиатор), которая поддерживает их в оптимальном состоянии с точки зрения температуры».
Еще одним преимуществом гибридной установки является то, что теперь пилот может заводить или перезапускать машину без посторонней помощи (благодаря ERS), что позволяет ограничить остановку машин и показывать желтые флаги на всей трассе, а также снизит риск для работников трасс, ответственных за обслуживание заглохших машин.
В этом случае у ERS всегда будет достаточно резервной энергии (даже если уровень заряда батареи составляет 0%), чтобы обеспечить возможность многократного перезапуска двигателя при необходимости.
Первоначально двигатель был подключен и протестирован с гибридной силовой установкой в августе 2023 года на гоночной трассе Sebring International Raceway, и с тех пор 30 гонщиков проехали на нем 25 921 милю за последние 10 месяцев.
Другие испытательные площадки варьировались от овалов, таких как Indianapolis Motor Speedway, Milwaukee Mile и Gateway, а сессии на дорожных трассах также проходили в Barber Motorsports Park, Homestead-Miami Speedway, IMS и Road America.
СПАСИБО ВАМ!
