موتور های هایبریدی فرمول یک پیشرفتهترین موتورهای جهان از نظر فناوری میباشند که دارای سطح شگفتانگیزی از بازده عملکردی و توان خروجی هستند.
قوانین فعلی موتور فرمول یک حکم می کند که هر تیم باید از یک موتور چهار زمانه ۱.۶ لیتری ۶ سیلندر استفاده کند که شامل یک توربوشارژ و لوازم هایبریدی است و حداکثر RPM (دور موتور) مجاز ۱۵,۰۰۰ است.
جزئیات فنی این موتورها، همانطور که در مقررات فنی فعلی ذکر شده، کاملاً مشخص میباشد.
فرمول یک موتور های فعلی که تیم ها استفاده میکنند را در فصل ۲۰۱۴ معرفی کرد، با سرعت پیشرفت تکنولوژی از آن زمان تا کنون شاهد دستیابی سازندگان به بازده عملکرده باورنکردنیای و همچنین توان خروجی قابل توجهی هستیم.
قوانین فعلی موتور ها تا فصل ۲۰۲۵ ادامه خواهد داشت تا در فصل ۲۰۲۶ نسل جدیدی از قوانین مربوطه به موتور ها آغاز شود.
اکنون چند تیم تولید کننده موتور های فرمول یک وجود دارد؟
در حال حاضر چهار تولید کننده واحد قدرت در فرمول یک وجود دارد که هر کدام موتور های تیم های دیگر را با قرارداد های مشخص تأمین میکنند.
مرسدس بنز: مستقر در بریکسورث و تولید شده توسط مهندسان تیم آلمانی، موتور شرکت آلمانی توسط تیم اصلی کارخانه مرسدس بنز و تیم های مشتری مانند مکلارن، ویلیامز و استون مارتین استفاده می شود.
اسکودریا فراری: موتوری که در مقر فراری در مارانلو تولید می شود، موتور تیم ایتالیایی توسط تیم اصلی کارخانه و مشتریانی مانند ساوبر و هاس استفاده میشود.
ردبول: بخش موتور جدید تیم ردبول، با نام تجاری Red Bull Powertrains، تولید موتورهای خود را از هوندا بر عهده گرفت، موتور این تیم توسط تیم ردبول و ریسینگ بولز استفاده میشود.
رنو: مقر فعلی رنو که در ویری چتیلون مستقر است، موتور رنو تنها توسط تیم آلپین استفاده می شود.
موتورهای فعلی فرمول یک چقدر قدرت دارند؟
موتورهای فعلی بیش از ۱,۰۰۰ اسب بخار قدرت تولید می کنند و همه سازندگان به ارقام مشابهی دست یافته اند اما رقم دقیقی توسط تولید کنندگان ارائه نشده است و معیار دقیقی نیز وجود ندارد.
با وجود این قدرت خروجی باورنکردنی، موتور ها تنها حدود ۱۳۰ لیتر سوخت برای مسافت حدودا ۳۰۰ کیلومتری هر جایزه بزرگ مصرف می کنند.
خودروهای فرمول یک ۰ تا ۱۰۰ کیلومتر را در مدت زمانی حدود ۲.۶ ثانیه پشت سر میگذارند و در کمترین میزان نیروی رو به پایین که تیم ها در طول فصل از آن در پیستی مانند مونزا استفاده می کنند به سرعتی در حدود ۳۸۰ کیلومتر در ساعت میتوانند دست یابند، به عبارتی هر چه میزان نیروی رو به پایین کمتر باشد خودرو به ماکسیمم سرعت بالاتری میتواند دست یابد.
موتورهای هایبرید
با حذف موتورهای ۸ سیلندر قدیمی در پایان فصل ۲۰۱۳، عصر هایبرید منجر به رویکردی کاملاً جدید در مورد نحوه تولید نیرو در موتورهای فرمول یک شد.
با نسل جدید، اکنون دیگر همه چیز صرفاً به ICE (موتور احتراق داخلی) محدود نمیشود، موتور های هایبرید فرمول یک دارای اجزای مختلفیاند که ICE در قلب آن جا دارد.
اجزای تشکیل دهنده موتور های هایبرید
موتور احتراق داخلی (ICE): موتور احتراق داخلی به موتور ۱.۶ لیتری ۶ سیلندر گفته می شود که به تنهایی حدود ۷۰۰ اسب بخار قدرت تولید می کند.
توربوشارژ (TC): توربوشارژ به ICE متصل است و از فناوری مشابهی با هر خودروی جاده ای که توربو شارژ دارد استفاده میکند، توربو چگالی هوایی را که به موتور وارد میشود افزایش میدهد که باعث افزایش توان خروجی میشود. توربوشارژ توسط یک توربین از اگزوز تغذیه می شود و نیروی بیشتری از انرژی گرمایی موتور ایجاد می کند.
سیستم بازیابی انرژی (ERS): توربو و موتور احتراقی داخلی به خوبی توسط ERS پشتیبانی می شوند که بخش هایبریدی واحد موتور را تشکیل می دهند.
سیستم بازیابی انرژی (ERS) برای مهار انرژی تولید شده توسط خودرو در حین ترمز گیری استفاده میشود، این بخش از موتور انرژی را ذخیره می کند و سپس می تواند آن انرژی را به عنوان بخشی برای تقویت توان خروجی و افزایش قدرت موتور استفاده کند.
سیستم بازیابی انرژی به تنهایی حدود ۱۶۰ اسب بخار قدرت تولید میکند و برای ۳۳ ثانیه در طول یک دور قابل استفاده است.
اجزای اصلی جمعآوری انرژی در سیستم بازیابی انرژی (ERS)، دو جزء MGU-H و MGU-K هستند که انرژی جمع آوری شده را برای ذخیره به باتری (ES) ارسال میکنند.
ذخیره انرژی (ES): به زبان ساده، این باتری ماشین است، البته کمی پیچیده تر از باتری هایی که در ماشین های جاده ای میبینید. هر انرژی تولید شده توسط ERS برای ذخیره به باتری ارسال می شود، تا زمانی که راننده انرژی ذخیره شده را استفاده کند. باتری ها می توانند تا 4 مگاژول انرژی در هر دور ذخیره کنند.
ژنراتور بخش گرمایی موتور (MGU-H): این بخش از موتور با گاز های خروجی از اگزوز ارتباط دارد. انرژی ای که به شکل گرما، از طریق اگزوز خارج میشود، ژنراتور بخش گرمایی موتور آن انرژی را جذب می کند تا آن را به نیروی الکتریکی تبدیل کند. با بالا رفتن دور موتور و همچنین سرعت توربین موجود در توربو، MGU-H انرژی را جذب کرده و آن را به باتری می فرستد.
ژنراتور بخش جنبشی موتور (MGU-K): این بخش یک ژنراتور و موتور الکتریکی است که به ICE متصل می شود، ژنراتور بخش جنبشی موتور با گرفتن انرژی هنگام ترمز گیری به ویژه گرمای ترمزها، از انرژی ذخیره شده استفاده و به خودرو هنگام شتاب گیری مجدد بسیار کمک میکند.
کنترل الکترونیک (CE): این بخش یک مؤلفه و سیستم هوشمند است که کنترل کننده ERS میباشد که اطمینان حاصل می کند که بین اجزای بخش الکتریکی (MGU-H , MGU-K) ارتباط وجود دارد و به درستی کار میکنند تا با اجزای بخش مکانیکی (ICE , TC) موتور تعامل داشته باشند.
هر یک از اجزای موتور برای رسیدن به عملکرد حداکثری و خارج کردن تمام پتانسیل از خودرو بسیار مهم هستند. خرابی در ERS لزوماً به این معنی نیست که خودرو دیگر نمیتواند مسابقه را ادامه دهد اما از دست دادن قدرت ناشی از آن میتواند باعث بروز مشکلات متعددی مانند کاهش سرعت در دور، افزایش مصرف سوخت و منجر به خرابی قطعات دیگر شود و در نهایت به این معنی باشد که تیم باید خودرو را از مسابقه کنار بکشد.
با این حال، یک مثال نقض معروف وجود دارد که پیروزی دنیل ریکاردو در فصل ۲۰۱۸ در موناکو است، جایی که او توانست علیرغم مشکلاتی در MGU-K خودرو مسابقه را در مقام اول به پایان برساند.
قوانین مربوطه به حق استفاده از اجزای مختلف موتور
در فرمول یک قوانین سختگیرانه ای در استفاده از تعداد قطعات مختلف موتور وجود دارد، تیم ها نمیتوانند به سادگی قطعات موتوری جدیدی را بر روی خودرو قرار دهند زیرا تعداد استفاده از هر قطعه موتوری محدودیت خود را دارد.
محدودیت استفاده از قطعات در فصل ۲۰۲۴ به نحو زیر میباشد:
موتور احتراق داخلی (ICE): هر راننده مجاز است ۴ موتور احتراق داخلی در فصل استفاده کند.
توربو شارژ (TC): هر راننده مجاز است ۳ عدد توربو شارژ در فصل استفاده کند.
ذخیره انرژی (ES): هر راننده مجاز است ۲ عدد ذخیره انرژی در فصل استفاده کند.
ژنراتور بخش گرمایی موتو (MGU-H): هر راننده مجاز است ۴ عدد ژنراتور بخش گرمایی موتور در فصل استفاده کند.
ژنراتور بخش جنبشی موتور (MGU-K): هر راننده مجاز است ۴ عدد ژنراتور بخش جنبشی موتور در فصل استفاده کند.
کنترل الکترونیک (CE): هر راننده مجاز است ۲ عدد کنترل الکترونیک در طول فصل استفاده کند.
اگر رانندگانی در اواسط فصل جایگزین هم شوند، تعداد اجزای موتور استفاده شده توسط راننده ای که با او جایگزین میشود ثابت میماند اما این بار مالکی جدید دارد. بنابراین، برای مثال، اگر لوییس همیلتون و چارلز لکلرک صندلیهای خود را در هر نقطهای از فصل عوض کنند، همیلتون مالک تعداد اجزای موتور استفاده شده لکلرک میشود و لکلرک مالک تعداد اجزای موتور استفاده شده همیلتون.
همچنین اگر راننده جدیدی در هر نقطه از فصل توسط تیمی معرفی شود، اجزای موتور استفاده شده راننده ای که جای او را میگیرد به ارث میبرد، به عنوان مثال، اگر دنیل ریکاردو در هر لحظه جایگزین سرجیو پرز شود، وی مشمول قطعات موتوری استفاده شده از جانب سرجیو پرز میباشد.
اجزای موتور را میتوان تا آنجایی که یک تیم برای شرکت در مسابقات نیاز دارد تعویض کرد اما پس از فراتر رفتن از حد مجاز معرفی قطعات موتوری جدید شامل پنالتی رده ای میشود.
اولین باری که یک جزء موتوری جدید خارج از حد مشخص شده توسط راننده ای استفاده شود، آن راننده یک پنالتی ای ۱۰ رده ای دریافت میکند اما برای دفعات بعدی در صورتی که آن راننده دقیقاً همان جزء را تغییر دهد فقط ۵ رده پنالتی دریافت میکند.
برای مثال اگر مکس ورستپن در جایزه بزرگ مجارستان ICE خودرو خود را عوض کند ۱۰ رده پنالتی میگیرد و برای بار بعدی در پیستی دیگر مانند اسپا اگر دقیقاً همان ICE را عوض کند ۵ رده پنالتی میگیرد.
این امکان وجود ندارد که یک تیم با معرفی چندین قطعه یکسان در طول یک آخر هفته، قطعات جدید را ذخیره کند و همچنان فقط یک پنالتی بگیرد.
فیا برای از بین بردن این شکاف در قوانین در نظر گرفته است اگر یک تیم به عنوان مثال سه MGU-K فراتر از حد مجاز را در یک آخر هفته معرفی کند، تنها آخرین قطعه جدید معرفی شده مجاز به استفاده بدون جریمه در جایزه بزرگ بعدی است.
فریز شدن موتور ها در فصل ۲۰۲۲: دیگر خبری از توسعه موتور نیست
مقررات مربوط به موتورهای هایبرید در فصل ۲۰۲۲ بهینه سازی شد تا امکان معرفی سوخت پایدارتر E10 فراهم شود که شامل ۱۰٪ اتانول پایدار در کنار ۹۰٪ سوخت فسیلی است.
با این حال، یک تغییر کلیدی و سرنوشت ساز در فصل ۲۰۲۲، معرفی فریز شدن موتور ها بود. تولیدکنندگان موتور موظف شدند تا طرح نهایی موتور های خود را تا اواسط این فصل ارائه دهند، بدون اینکه اجازه توسعه عملکردی بیشتر را داشته باشند.
اما اکنون تولیدکنندگان همچنان میتوانند اطمینان خود به موتور تولید شده را بیشتر کنند اما روند سختی برای این کار وجود دارد. کتاب قوانین فیا سختتر شده است تا اطمینان حاصل شود که تولیدکنندگان نمیتوانند مسیری را که صرفاً تظاهر به غیرقابل اعتماد بودن موتور برای ایجاد تغییرات عملکردی کنند، طی کنند.
اگر سازنده ای بخواهد در چیدمان موتور خود تغییراتی ایجاد کند، می تواند درخواستی را به بخش فنی فیا ارسال کند تا توضیح دهد که چرا این درخواست را ارائه می دهد. البته تیمی که میخواهد تغییرات ایجاد کند باید اثبات کند که چرا به این تحول در چیدمان موتور نیاز دارد به طوری که فیا سپس درخواست تیم خواستار تغییر و مستندات اثبات را به سایر سازندگان موتور تحویل می دهد.
در صورتی که سایر سازندگان موافق باشند که درخواست موجه است و مفهوم تغییر منطقی باشد، مجوز به تیم خواستار تغییر داده خواهد شد. با این حال، تغییرات مجاز هنوز بسیار جزئی هستند.
نظرات کاربران