Повечето базирани на писта състезателни автомобили имат някои трикове в ръкава си, за да изпреварят конкуренцията. Като върхът на автомобилния спорт, автомобилите F1 не са чужди на сложни системи, предназначени да карат колите да се движат по-бързо.
Една такава система е KERS. Той беше въведен през 2009 г., за да подкрепи двойната стратегия на F1 за насърчаване на развитието на щадящи околната среда и свързани с шосейните автомобили технологии в състезанията на F1, но не беше широко възприет до 2011 г.
Оттогава присъства на всяка кола.
Какво е KERS и как работи?
KERS означава система за възстановяване на кинетична енергия. Всеки път, когато спирате, за да забавите колата си, кинетичната енергия се губи под формата на топлина от триенето между спирачните накладки и действителното колело. Вместо това KERS използва тази енергия и я спестява, за да бъде разгърната по-късно, когато е от полза за водача.
Има два основни вида KERS - механични и електрически. Въпреки че всяко разгръщане на пътни автомобили може да използва механичен KERS, конструкторите на F1 досега са използвали всички електрически системи.
Те се захранват от електрически генератор, наречен Motor Generator Unit - Kinetic (MGU-K), който преобразува топлината, произведена от спирането, в електрическа енергия. След това преобразуваната електрическа енергия се съхранява в батерия с регулиран от FIA капацитет от 2MJ на обиколка, наречен Energy Storage (ES).
Когато е необходимо, водачът може да натисне бутон на волана си, за да разгърне тази мощност, като я обедини с мощността на двигателя благодарение на електрически мотор, който обикновено се намира в предния край на колянов вал.
Общата мощност на MGU-K също се регулира от FIA. По-ранните системи бяха ограничени до 60kW (приблизително 80bhp), но ограничението по-късно беше повишено до 120kW (почти 160bhp) през 2014 г., за да балансира по-слабия 1,6-литров V6, който замени по-стария, по-мощен 2,4-литров V8 двигател.
Докато точните спецификации на системата KERS на F1 конструктор, наричана просто ERS в спорта, би било строго пазена тайна, гореспоменатата система наистина формира основите на електрическата KERS.
MGU-K срещу MGU-H
MGU-K не трябва да се бърка с MGU-H (Heat), което е отделно електронно устройство, образуващо останалата част от F1 ERS. Това е подобна концепция, но вместо да улови топлината от спирачките, тя улавя топлинната енергия, генерирана от изгорелите газове на двигателя.
Комбинирането на двете системи означава, че батерията вече може да се зарежда дори когато автомобилът не е активно на спирачки. Освен това, тъй като FIA не налага никакви разпоредби върху MGU-H, всяка енергия, генерирана от него, може да бъде подадена директно към MGU-K, като по същество заобикаля всички разпоредби за последния.
MGU-H също така решава турбо забавянето, като използва мотор за захранване на компресора и следователно не изисква турбината да чака изгорелите газове. Комбинацията от двете системи образува ERS или система за възстановяване на енергията на болид F1.
Както споменахме по-горе, разгръщането на мощността към колелата се контролира от бутон на волана на водача. Екипите често помагат на шофьорите да спират по-агресивно или да превключват скоростите по определен начин, за да презаредят максималното количество енергия всяка обиколка или да я използват по-тактически.
Различава ли се ERS от регенеративното спиране?
Дотук, ако ERS звучи много като регенеративното спиране, което виждате в електрическите автомобили на пътя, не грешите. По същество те са едно и също нещо. И двете системи използват спирачките на автомобила, за да презаредят акумулатора на автомобила, който след това се използва за захранване на колелата.
Въпреки това, ERS е много по-сложен и мощен от простите приложения за регенеративно спиране, които виждате в пътните автомобили. Пътните автомобили имат регенеративни спирачни системи, които са насочени към зареждане на батерията възможно най-много, без да карат водача да спира постоянно, за да извлече нещо от системата.
Това е помогнало за постигането на така нареченото шофиране с един педал в повечето електрически автомобили. Когато пуснете газта, системата се включва и забавя колата с агресия, която често се контролира от водача.
Това гарантира, че батерията се зарежда толкова, колкото е възможно по време на ежедневните пътувания до работа и пътувания. Вместо това ERS ще се съсредоточи върху зареждането на същата батерия с възможно най-малко спиране, оттук и комбинацията от MGU-K и MGU-H. Разгръщането на съхранената енергия също е много по-агресивно.
KERS в пътни автомобили
Така че бихте ли могли да пуснете KERS в обикновен пътен автомобил и да го вземете превозни средства с невероятен пробег? Не точно, като се има предвид, че ERS е много по-агресивен от обикновеното регенеративно спиране, ще има няколко проблема, като се започне с батерията.
Батериите, използвани в ERS, са много по-устойчиви на бързо зареждане и разреждане, тъй като понасят тежестта на F1 болид, който хвърля повече от 60 обиколки около пистата. Те могат да поемат големи количества енергия, за да се презаредят бързо, и след това да осигурят също толкова голямо количество мощност, което да се добави към общата мощност на автомобила.
Батериите за шосейни автомобили са насочени към издръжливост, по-дълъг живот за поддържане на повече цикли на зареждане и по-важното - безопасност. Това не означава, че ERS не е безопасен, просто батерията на обикновен пътен електрически или хибриден автомобил няма да може да се справи със системата.
Регенеративните спирачни системи на автомобилите също не генерират почти толкова енергия, която да се постави обратно в батерията, колкото е необходима за движение на самата кола. Това означава, че полученият заряд е много по-малък от това, което би осигурил MGU-K.
И накрая, разгръщането на енергия също е доста различно, особено ако карате хибридна кола, където електрическите системи често са предназначени да заменят мощността, произведена от газовия двигател на автомобила. При електрическите автомобили изобщо не е необходимо електрическо разгръщане, тъй като системата зарежда само батерията.
За разлика от това, ERS във F1 или KERS като цяло е фокусиран върху разгръщането на съхранената електрическа мощност към съществуващата мощност на двигателя.
Бъдещето на KERS
Тъй като напредъкът във Формула 1 прави батериите и регенеративните системи по-ефективни, те в крайна сметка преминават към автомобилите, които караме всеки ден. Това означава, че ще получим автомобили, които се зареждат по-бързо, с подобрен обхват.
Дотогава можете да се гордеете със съществуващите регенеративни системи на вашия автомобил за спестяване на толкова енергия, колкото вече правят.
