Система керс: Как работает электрическая система Керс (KERS) в болидах гонок формула-1

Как работает электрическая система Керс (KERS) в болидах гонок формула-1

Новые экономичные технологии ворвались в мир гонок, в частности в гонки формула-1, совсем недавно. В 2009 году впервые болиды оснастили технологией рекуперации энергии под название KERS (Керс). Давайте же разберемся что это такое.

KERS (Kinetic Energy Recovery System) — это система рекуперация кинетической энергии.

Рекуперация в свою очередь это вид накопления энергии в частности при торможении. По факту энергия которая была потрачена на разгон автомобиля, потом может превращаться в тепло на тормозных колодках и дисках при торможении. Эта энергия бесполезно распыляется по окружающей среде, а ведь ее можно использовать на благое дело.
Инженеры долго ломали голову над тем как сохранить энергию от торможения для ее дальнейшего использования по ходу гонки.

Одно из первых изобретений был маховик который вращается в вакуумной камере. При торможении маховик раскручивался и вращался до тех пор пока гонщик не нажимал на кнопку керса и не отбирал усилие с маховика для разгона автомобиля.

Так же был разработан гидравлический вариант керса. В этой системе роль накопителя кинетической энергии выполняла гидравлическая жидкость, которая сильно сжималась при торможении. Затем стравливая давление можно было получить дополнительную энергию для разгона. К сожалению эта система совсем не прижилась в современных автомобилях.

В 2009 году на болиде Ferrari F60 была установлена более современная система керса, которая накапливала энергию в электрических аккумуляторах, которая затем в нужный момент могла быть использована для разгона.

Давайте разберемся более подробно как же это работает.

Как работает электрический KERS (Керс)

В ситеме Керс присутствуют несколько ключевых элементов.

Структурная схема расположения элекментов электрической системы Керс

Мотор/генератор — электрический мотор который может работать в режиме  генератора (то есть вырабатывать энергию, отбирать кинетическую энергию с вала двигателя и превращать ее в электрическую), а так же в  режиме мотора (превращать электрическую энергию во вращательную и передавать ее на вал двигателя).

CPU (Electronic Control Unit) — центральный процессор или блок управления системой КЕРС. Этот блок занимается зарядкой и разрядкой аккумуляторов, включения и выключения мотора. По сути это мозг всей системы, он следит за состоянием батарей (за их зарядом) и за состоянием мотора (не допускает перегрузки). Так же именно этот блок следит за температурой всех элементов.

Система Керс — аккумуляторы, электрический моторо/генератор и система охлаждение

Battery Pack — Набор литий-ионных батарей. Расположены они зачастую под сидением пилота (в центре кузова), для правильной развесовки автомобиля. Существует не проверенная «инсайдерская» информация, что набор аккумуляторов выдает 400 V и 700 — 800 A, при этом весит около 25 -30 кг. Этот вес добавляется к минимально установленному весу болида (605 кг) по правилам проведения гонок. Из этих же источников стало известно, что некоторые команды уже подумывают о том что бы использовать суперконденсаторы для накопления энергии во время резких торможений в комплексе с аккумуляторами.

Делается это для того что бы отнять как можно больше энергии в момент торможения, а основным недостатком аккумуляторов является то что они не могут быстро накапливать заряд, при быстрой зарядке зачастую их структура разрушается и они больше не могут выполнять свои функции.

Kers Button — кнопка управления керсом. Расположена она на сложном руле пилота формулы-1. Пилот нажимает на нее когда ему необходимо использовать дополнительную энергию в течении гонки. Зачастую это происходит на старте, однако не стоит забывать, что система начинает работать только при преодолении порога скорости в 100 км/ч.

Порядок работы системы керс и всех ее ключевых элементов

Цикл работы системы Керс

Система имеет два цикла.

Накопление энергии — При торможении от задних ведущих колес через привод двигателя кинетическая энергия передается на вал Мотор/генератора. Тот в свою очередь передает энергию на главный блок управления керса, который распределяет электрическую энергию по батареям.

Использование накопленной энергии — при разгоне, когда пилоту необходимо использовать дополнительную энергию он нажимает на кнопку. Кнопка в свою очередь передает сигнал на блок управления, который подключает батареи напрямую к Мотор/генератору. Мотор преобразует электрическую энергию во вращающий момент и переводит усилие на вал двигателя.

Не стоит забывать, что в болидах так же присутствует гидравлическая система которая отключает и подключает привод Мотор/генератора к основному валу двигателя через передаточные шестеренки.

Сделано это примерно так же как и в обычных автомобилях со стартером. При нажатии кнопки шкив Мотор/генератора выдвигается и входит в сцепление с шестернями передачи двигателя. После использования Керса, шкив Мотор/генератора возвращается на место в состояние — когда он не подключен к общей системе привода.

Гидравлика позволяет экономить бесценную энергию, которая тратится на вращающие моменты при подключенном Мотор/генераторе, который в отключенном состоянии бесполезен.

Подключение электрического двигателя к оси ДВС с помощью передаточных шестеренок (увеличение оборотов двигателя в два раза)

При подключении электрического мотора используется соотношение оборотов 1:2. При максимальных оборотах основного двигателя (18000 оборотов), генератор вращается на скорости 36000 оборотов. Сделано это для того, что бы использовать более высоко оборотистый электродвигатель, который скорее всего меньше весит, но при этом выдает намного более высокий крутящий момент. Соответственно при таком соотношении шестеренок электродвигателю проще вращать основной двигатель, и конечно на высоких оборотах и на низком передаточном числе его очень трудно остановить. Так же быстро происходит и накоплении энергии в батареи с высоким напряжением (об этом мы говорили чуть выше).

3d модель работы системы керс в реальном времени вы можете посмотреть на видео

На сегодняшний день в гонках используется Керс который может выдать мощность в  60кВт ( примерно 400 кДж или 80 лошадиных сил) в течении 6,67секунда в течении одного круга.
Себастьян Феттель красочно объяснил в красивом видео — как работает керс вместе со специальным крылом на гонках формула-1.

Только система керс дает преимущество в 0.1 — 0.4 секунды на круге. Эти цифры кажутся незначительными, однако на гонках это целая вечность. Так же керс незаменим при обгонах, где каждый сантиметр имеет значение.

Системы рекуперации энергии обязательно будут все больше развиваться и выдавать все больше мощности при меньшем весе.
Скорее всего стоит ожидать и прорывов в разработках аккумуляторных батарей.

Судьбу таких новейших технологий так же решит вопрос безопасности.

При первых испытаниях электрического керса был травмирован техник команды Вильямс — его ударило током от корпуса болида и он попал в больницу. Не стоит забывать, что аккумуляторы работают на больших напряжениях и таят в себе большое  количество энергии.

Так же перегрев батарей или мотора всегда могут стать причиной возгорания в болиде, а значит могут быть угрозой жизни и здоровью водителя.
Особенно это опасно учитывая то, что для правильно развесовки автомобиля, часто аккумуляторные батареи располагаются под сидением водителя в центре кузова.

Тем не менее мы все так же с интересом будем следить за развитием этих технологий и ждать новых прорывов  — ведь именно из гонок новейшие технологии переходят и в наши повседневные автомобили.

Страница не найдена

вид спортаБегВелосипедыЙогаКоньки ледовыеКоньки роликовыеЛыжи беговыеЛыжи горныеПлаваниеСамокатыСёрфингСкейтбордыСноубордыТуризм

категорияснаряжениеодеждаобувьоптиказащитааксессуарызапчастиинструменты

адаптер для заправки картриджаадаптерыадаптеры для крепления чехлаадаптеры для накачки колесаамортизаторы задние для велосипедааптечкибагажники автобагажники для велосипедабазыбалаклавыбаллоны газовые туристическиебаллоны для накачки колесабанданыбанданы многофункциональныебатареи аккумуляторныеблины вратаряболты комплектботинки внутренниеботинки для беговых лыжботинки для горных лыжботинки для сноубордаботинки зимниеботинки с кошкамиботинки треккинговыебрюкибрюки короткиебрюки легкиебрюки термобельебрюки утепленныеварежкивёдра складныевелосипеды BMXвелосипеды беговелывелосипеды горныевелосипеды горные с электроприводомвелосипеды прогулочныевелосипеды складныевелосипеды шоссейныеверевки динамическиеверевки статическиевизоры для шлемавилкивилки для велосипедавинтывинты комплектвкладыши для спального мешкавтулки для велосипедавтулки комплектвыжимки для цепивыносы рулягамакигамашигерметики для колёсгермоупаковкигетрыгидраторыгиророторыгорелки туристическиегребёнкидатчики для велокомпьютерадатчики сердцебиениядатчики скорости педалированиядержателидержатели для велокомпьютеровдержатели для телефонадержатели для флягидержатели для щеткидержатели переключателядержатели ручки переключателядетали для крепленийдиски для балансадиски для крепленийдиски тормозные для велосипедадоски тренировочныедуги комплект ремонтныйдуши походныеемкости для водыжилетыжилеты защитныезаглушки рулязажимы для верёвкизажимы для самокатовзакладки альпинистскиезаклепкизамкизамки для багажазамки для велосипедазамки для цепизатяжки для коньковзацепки комплектзацепки подвесныезащита голенизащита голеностопазащита грудизащита для втулкизащита дна палаткизащита звездызащита коленазащита колена и голенизащита комплектзащита локтязащита на запястьезащита на палкизащита перазащита плечзащита подбородказащита предплечьязащита рамы комплектзащита спинызащита шатуназащита шеизвезды для велосипедазвонкизеркала на рульзолотники для ниппеля велосипедаинструменты комплекткабели для велокомпьютеровкамеры для велосипедакамни абразивныекамусы для лыжкамусы для сплитбордовканторезыкарабины альпинистскиекаретки для велосипедакарманы дополнительные для палаткикартриджи комплект для заправкикартриджи многоразовыекартриджи одноразовые комплекткассетыкассеты для велосипедакастрюликедыкепкиклинья для фиксации ремешкаклипсыключиключи комплект для велосипедаклюшки хоккейныековрики для йогиковрики комплект ремонтныйковрики надувныековрики туристическиекозырек для шлемакозырьки для шлемаколёса велосипедныеколёса велосипедные комплектколёса для лонгборда комплектколёса для лыжероллеровколёса для роликовых коньков комплектколёса для самокатовколёса для скейтборда комплектколодки тормозные дисковые велосипедныеколодки тормозные ободныеколонки рулевые велосипедаколпачки на ниппельколышкикольца для палоккольца для пилатесакольца проставочныекомплект ремонтныйкомплекты для йогикомплекты для накачки колесакомплекты для пилатесакомплекты для сплитбордовкомплекты для ухода за обувьюкомплекты ремонтныекомплекты трансмиссии для велосипедакомплекты тросиков и рубашек тормозакомпьютеры для велосипедаконьки мягкиеконьки роликовыеконьки фигурныеконьки хоккейныекорзины для велосипедакосметика велосипедная комплекткостюмыкостюмы гоночныекостюмы спортивныекофтыкофты термобельекофты флисовыекошелькикошки ледовыекрепежи для плавниковкрепления для беговых лыжкрепления для горных лыжкрепления для сноубордакрепления для сплитбордакрепления для фонарякрепления для шлема на рюкзаккрепления для экшн-камерыкровати надувныекроссовкикружкикрылья велосипедныекрылья велосипедные комплекткрылья для лыжероллеров комплекткрылья комплекткрышки для кассетыкрышки для рулевой колонкикупальники пляжныекурткикуртки ветрозащитныекуртки защитныекуртки легкиекуртки пуховыекуртки с подогревомкуртки утепленныелампа туристическаялампы туристическиелапки для палоклеггинсыледобуры альпинистскиеледорубы альпинистскиелезвия для коньковленты для клюшекленты ободныелесенкилинзы для очков маскалинзы для солнечных очковлипучкилишиложкиложки-вилкилонгбордылонгборды минилопаты лавинныелыжероллерылыжи беговыелыжи беговые комплектлыжи горныелыжи горные комплектмагнезия для скалолазаниямагниты для велокомпьютерамази лыжныемайкимаскимаски ветрозащитныемаски для снамасла для вилокмасла для тормозных системмебель кемпинговая комплектмешки для магнезиимешки компрессионныемешки спальныемешки универсальныемискимолотки скальныемонтажкимонтажки комплектнакидки от дождянакладки для скольжениянакладки защитные для шлеманакладки сменные для подошвынаконечники для палокнаконечники рубашки переключателянаконечники рубашки тормозанаконечники тросика переключателянаконечники тросика тормозанапильникинарукавникинасосынасосы для велосипеданатяжители цепиниппелиниппели велосипедные для бескамерной установкиниппели велосипедные для спицыноскиобмотки руляобода для велосипедаодеяла термоосиоси для втулкиоси комплектотверткиоттяжки альпинистскиеоттяжки для палаткиочистителиочистители для велосипедаочистители для цепиочки маскиочки солнцезащитныепалатки туристическиепалки для беговых лыжпалки для горных лыжпалки для лыжероллеровпалки для скандинавской ходьбыпалки треккинговыепегипедали для велосипедапереключатели скоростей велосипедаперчаткиперчатки велосипедныеперчатки для беговых лыжперчатки с подогревомперчатки хоккейныепетли страховочныеплавкипластыриплатформы для крепленийплатьяплиты газовые туристическиеповязки на лобподкладки сменные для шлемаподножки для велосипедаподушки туристическиеподшипники комплектпокрышки для велосипедаполиролиполотенцаполотенца для коврикапосуда для туризма комплектприборы столовые для туризма комплектпропитки водоотталкивающиепропитки дезодорантыпропитки комплектпрофили для беговых лыжпружины заднего амортизаторапряжкиразвескирамы велосипедныерамы для роликовых коньковрастиркарастиркиремешкиремешки для гамашремешки для ковриковремешки для ледового инструментаремешки для палокремниремни для креплениярепшнурырога на рульроликирубашкирубашки переключателярубашки с коротким рукавомрубашки тормозарули для велосипедаручки дистанционного управленияручки для палокручки переключателяручки руляручки тормозарюкзакирюкзаки для роликовых коньковрюкзаки лавинныесалфетки для очковсамокатысандалиисанки ледянкисвязки для беговых лыжседла для велосипедасетка для крепления багажасетки москитныесиденья для перевозки детейсиденья надувныесиденья пенныесистемы страховочныесистемы шнуровкискейтбордыскребкисмазки для цепи велосипедасмазки консистентныесмывкисноубордыспицы для велосипедасплитбордыспреи против запотеваниястаканыстаканы хоккейныестекла для лампстелькистельки с подогревомстенды для сборки велосипедастолы туристическиестропы универсальныестулья туристическиестяжки эксцентриковыестяжки эксцентриковые комплектсумкисумки для аптечкисумки для ботиноксумки для веревкисумки для коньковсумки на багажниксумки на пояссумки на рамусумки на рульсумки подседельныесумки хоккейныетарелкитенты туристическиетермобелье комплекттермосытопытормоза дисковые для велосипедатормоза для коньковтормоза для крепленийтормоза ободныетрещоткатрещоткитросики гиророторатросики переключателятросики тормозатрубкитрусы термобельетрусы хоккейныетуфли велосипедныетуфли скальныеудлинители ремня для очковуплотнители для визораупоры для ледового инструментаупоры резиновые для крепленияуспокоители цепиустройства для чистки цепиустройства зарядныеустройства переговорные комплектустройства страховочныеутяжелители для рукфиксаторы для карабиновфиксаторы для колецфиксаторы для палокфляги питьевыефонарифонари для велосипедафонари туристическиефутболкифутболки с воротникомфутболки с длинным рукавомхомуты подседельныецепи для велосипедачайникичехлы для беговых лыжчехлы для велосипедачехлы для горных лыжчехлы для коврикачехлы для лыжероллеровчехлы для очковчехлы для рюкзакачехлы для сноубордачехлы для сумкичехлы для телефоначехлы на ботинкичехлы на велотуфличехлы на лезвия коньковчехлы-кресла для коврикашайбышайбы хоккейныешапкишапки для плаванияшарфышатунышатуны комплектшезлонгишипы для обувишипы для обувных насадокшипы для педалей комплектшкуркишлемышлемы велосипедныешлемы для катания на роликовых конькахшлемы хоккейныешнур для дугшнуркишнурки для коньковшнурки для очковшортышорты велосипедныешорты защитныештыри подседельныещеткищетки для обувищетки комплектыщиткищупы лавинныеэкраны ветрозащитныеэлементы питанияэспандерыюбкиякоря

30 seven360 Degrees4KAADActive LeisureAdidasAEGAlexrimsAll TerraAlpinaAreaArisunAsicsATIAtomicAvidAxiomBakodaBataleonBauerBickertonBionBlackspireBladerunnerBluesportBorealBraveBrikoBrooksBuffBulaBulletCannondaleCarreraCCMChanexChaoyangChargeChilliChinookCicloCleaveClimb XClimbing TechnologyCodebaCombatCorratecCrankBrothersCrowCSTCycledesignD2bDalbelloDCDiamondDRDrakeDT SwissDynastarE ThirteenEagleEasternEclatEclipticEdeaEiderElementEmmegiEndeavorEnduraEskaEurotrailEVFExelFabricFerlandFischerFive TenFizikFlashFormulaFOXFreetimeFSAFuseGaiamGarmontGonsoGoSystemGRENTGTHADHeadHell is for HeroesHugerIcebreakericonBITIndependentIndianaIzjevskie KovrikiJamisJoytechK2KarrimorKEDKefasKendaKermaKidneykarenKMCKoozerL1LafumaLangeLazerLekiLelumiaLevelLicornLineLoefflerLolёLookLooplineLowaMaceMach 1MadridMagicshineMammutMangoManitouMarkerMarzocchiMDCMedalistMerinopowerMetoliusMetropolisMichelinMicroSHIFTMilletMongooseMons RoyaleMotorexMRPNecoNHSNirveNitroNomisNorcoNordicaNorthcapeNorthwaveO-SynceObermeyerOktosONE IndustriesOne WayOntarioOptiwaxOrageOutleapPallasPillarPOCPolaroidPowderhornPranaPremiumPrinceton TecPro FeetPro WheelPumaQloomRadioRaidenRebel KidzRed Bull SPECTReebokReverseRexRichmanRideRiedellRisportRockRockShoxRodeRoecklRollerbladeRome SDSRossignolRottefellaRoxyRSTSalomonSaltSamoxSauconySaxifragaSchoeffelSchwalbeScreamerSDGSea to SummitShimanoSinnerSixSixOneSlideSmithSnoliSolemateSombrioSpankSpeed StuffSpineSportalmSPRISpringyardSpyderSR SuntourSramStarStencilStormSun RingleSun ValleySunRaceSuper. NaturalSupraSwitchbackSwixTektroTempestaTevaTiogaTisaTokoTorspoTouristTrailsideTravelSafeTrekkoTrial-SportTruvativTSGTurtle FurTwentyUFOUSD ProUYNVansVettaVokulVPWall ActiveWarriorWASPcamWellgoWestbeachWeThePeopleWoodmanWTBXposureYBNYokoZeropointZippZoot

20232022/202320222021/202220212020/202120202019/202020192018/201920182017/201820172016/201720162015/201620152014/201520142013/201420132012/201320122011/201220112010/201120102009/201020092008/200920082007/200820072006/200720062005/200620052004/200520042003/200420032002/200320022001/200220012000/200120001999/2000

для женщин для мужчин унисекс

для взрослых для детей для подростков

Система рекуперации кинетической энергии — Энергетическое образование

Энергетическое образование

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

ИНДЕКС

Поиск

Рис. 1. Система рекуперации кинетической энергии. ^[1]

Системы рекуперации кинетической энергии ( KERS ) — это системы, используемые в автомобилях Формулы-1 (например, гоночных автомобилях) для рекуперации кинетической энергии для будущего использования. Он работает путем преобразования энергии движения при торможении автомобиля (которая без системы рекуперации была бы потеряна в виде тепла) ^[2] в электрическую энергию, которая накапливается в батарее, суперконденсаторе, ^[3] или в механическую энергию в маховике. ^[4] Затем водитель может нажать кнопку на рулевом колесе, разряжая аккумулятор при движении приводного вала и повышая мощность своего автомобиля.

Для выполнения своей работы KERS использует три основных компонента:

1. a Моторно-генераторная установка (MGU) : преобразует механическую энергию в электрическую и наоборот.
2. Блок управления питанием (PCU): управляет переключением электрического тока между MGU и аккумулятором.
3. Запоминающее устройство: , которое может быть любым из упомянутых выше (аккумулятор, суперконденсатор, маховик).

KERS использует «цикл зарядки» и «цикл ускорения» — первый происходит при торможении для сохранения кинетической энергии, а второй происходит, когда водитель нажимает кнопку KERS. ^[3]

Аккумулятор может хранить 400 килоджоулей (111 ватт-часов) на круг, что дает гонщикам Формулы-1 82 лошадиные силы для использования в течение 6,6 секунд на каждом круге. ^[4]

На приведенной ниже схеме показано, как работает система рекуперации кинетической энергии.

Рисунок 2 Процесс работы KERS в Формуле-1 от ^[5]

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. соответствующие страницы ниже:

• Рекуперативное торможение
• Топливная эффективность
• Крутящий момент
• Трансмиссия (там есть забавное видео с объяснением дифференциалов)
• Приводной вал
• Или просмотрите случайную страницу

Ссылки

1. ↑ Wikimedia Commons [Online]. Доступно: http://en.wikipedia.org/wiki/Kinetic_energy_recovery_system#/media/File:Flybrid_Systems_Kinetic_Energy_Recovery_System.jpg
2. ↑ Top Gear, Зачем нужны автомобили с KERS [Онлайн], Доступно: http://www.topgear.com/uk/car-news/volvo-kers-driven-2014-3-25
3. ↑ ^{3.0 3.1} Суровая Гупта через слайд-шоу, Система рекуперации кинетической энергии (KERS) [Онлайн], доступно: http://www.slideshare.net/harshgupta161/kinetic-energy-recovery-system-kers
4. ↑ ^{4.0 4.1} Gizmag, Объяснение KERS Formula One [онлайн], доступно: http://www.gizmag.com/formula-one-kers/11324/
5. ↑ Автор Это изображение было создано во время «Студии финального синтеза интегрированного курса DensityDesign» в Политехническом университете Милана, организованной исследовательской лабораторией DensityDesign в 2015 году. Изображение выпущено по лицензии CC-BY-SA. Авторство принадлежит «Родольфо Рива, Исследовательская лаборатория DensityDesign». [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], с Викисклада.

Системы рекуперации кинетической энергии в Формуле-1

Системы рекуперации кинетической энергии в Формуле-1

Адитья Саркар

1 июня 2016 г.

Представлено в качестве курсовой для Ph340, Стэнфордский университет, осень 2015 г.

Что такое КЕРС?

Рис. 1: Фотография механического KERS Flybrid реализация (Источник: Викимедиа Коммонс)

Закон сохранения энергии гласит, что энергия не может быть ни создан, ни уничтожен, но может быть постоянно преобразованы в разные формы. Для автомобиля Формулы 1 это означает, что все энергия, которой обладает автомобиль при достижении скорости 200 миль в час, должна быть переведены в другие формы энергии, когда автомобиль собирается ехать помедленнее. Когда автомобиль тормозит, эта энергия обычно переходит в тепло. звуковая энергия, которая для автомобиля и его водителя является потерянный. Задача KERS состоит в том, чтобы собрать часть этой энергии и перераспределить его в автомобиле в качестве дополнительной мощности, обеспечивая производительность преимущества для своего водителя. [1]

Инициатива команд Формулы-1 по внедрению KERS в свои автомобили возглавил президент FIA, руководящий орган гонок Формулы-1. Его стимулом было улучшение публичный образ отношений Формулы-1 с окружающей средой. Спорт часто ассоциируется с негативным вкладом в среды и внедрение KERS было попыткой дискредитировать эта репутация. На момент введения многие дорожные автомобили производители начали предлагать гибридные автомобили, которые использовали аналогичный принцип сбора и повторного использования энергии, поэтому концепция KERS была одной из чтобы общественность могла быстро понять и оценить. [2]

Тем не менее, командам, которые соревнуются, внедряя KERS дали водителям возможность дополнительного ускорения в разы там, где они больше всего нуждаются. На самом деле, команды были настолько убеждены в Преимущество KERS в том, что многие из команд, соревнующихся за конструкторов title сменили свои автомобили в середине сезона, чтобы оставаться конкурентоспособными в титуле раса.

Как это работает

Существует две основные реализации системы KERS. и они различаются тем, как хранится энергия. Электрический KERS использует электромагнит для преобразования кинетической энергии в электрический потенциал энергия, которая в конечном итоге преобразуется в химическую энергию, хранящуюся в аккумулятор. Затем он возвращает накопленную энергию в трансмиссию с помощью питание мотора. Электрический KERS был тем, с чего начинали многие команды. пытаюсь внедрить в свои машины. Тем не менее, батарея, используемая для хранения энергия очень подвержена возгоранию батареи и может привести к поражению электрическим током. После инцидента с командой BMW Sauber, где инженер, работавший над KERS был сожжен во время тестирования системы после пробного запуска, многие команды сочли электрический KERS небезопасным. [3] Наряду с другими факторы, такие как тяжелее, чем другие реализации, электрический Реализация KERS не используется в современных автомобилях Формулы-1.

Механическая реализация, показанная на рис. 1, была первоначально разработан Flybrid Systems. Чтобы собрать энергию на торможения, система использует энергию торможения для вращения маховика, который служит резервуаром этой энергии. При необходимости повторная доставка энергия аналогична электрической реализации KERS, вращающийся маховик соединен с колесами автомобиля и при вызове на обеспечивает повышение мощности. Механическая реализация KERS Известно, что он более эффективен, чем электрический эквивалент, из-за меньшего количества происходящие превращения энергии.

Реализации аналогичны используемым на гибридных легковых автомобилях. Основное отличие состоит в том, что в гибридном автомобиле повторно доставленная энергия заменяет цель двигателя и питает машина целиком. В Формуле-1 это было бы невозможно. Вместо этого энергия используется в дополнение к текущему движку. Это не просто и достигается за счет подключения бесступенчатой ​​трансмиссии (CVT) к трансмиссии. CVT впоследствии обрабатывает соотношение крутящего момента обеспечивается двигателем, соединенным с двигателем, и крутящим моментом от маховик.

Как водители F1 используют KERS

Очевидным преимуществом KERS является обеспечиваемый импульс. Повышение KERS может дать водителям дополнительные 80 л.с. на срок до 7 лет. секунд за круг. Это приводит к более мощному ускорению, которое может сделать все возможное для гонки Формулы 1. Водители используют его из медленных поворотов, чтобы быстрее достичь максимальной скорости, а также на прямые, чтобы фактически превысить то, что обычно было бы их максимальной скоростью. С момента своего создания KERS использовался в нескольких моментах смены гонки. и в 2009 году, Кими Райконнен использовал KERS, чтобы обогнать Джанкарло Физикеллу на заключительных этапах гонки, чтобы выиграть его.

Ограничения KERS

В то время как KERS все еще может обеспечить еще большую мощность для машин Формулы-1, есть несколько причин, по которым нынешняя системы не раскрывают весь свой потенциал. Одним из них является вес систем. Автомобили Формулы-1 имеют ограничение по максимальному весу. компоненты могут весить до 45 кг. [4] Большие маховики могут хранить и, следовательно, поставлять больше энергии, но это происходит за счет дополнительный вес.

Также были опасения по поводу безопасности системы. Если маховик, вращающийся со скоростью тысячи оборотов в во-вторых, освободившись от ограничений, он мог бы нанести серьезный ущерб все, с чем он сталкивается. Часто это был водитель. Даже когда удерживается, маховику потребуется время, чтобы перестать вращаться, и поэтому инженеры и все, кто имеет дело с автомобилем, должны быть осторожны держаться подальше от него. В случае аварии это может помешать медицинскому обслуживанию. персонала от оказания внимания водителю, все еще находящемуся в машине.

Будущее KERS

Что касается автоспорта, поскольку Формула 1 продолжает стремиться к более чистому и экологичному общественному имиджу, спорт будет внедрить больше правил для продвижения использования KERS. Инженерия задача состоит в том, чтобы предоставить командам максимально возможное преимущество при этом оставаясь в рамках правил руководящего органа.

Некоторые производители легковых автомобилей говорили о используя реализацию KERS в своих автомобилях. Volvo, как правило, промышленность лидером в области инноваций, уже построили своего мула развития флагманский S60 с реализацией механических клавиш. [5] КЕРС реализация на самом деле легче и меньше, чем компоненты необходимы для создания газоэлектрической гибридной системы, и тесты показывают, что они показывают одинаковый расход топлива. Инженеры Массачусетского технологического института также внедрил электрический велосипед, использующий KERS, который стоит меньше производить, чем типичный электрический велосипед, и, следовательно, может привести к снижению расходы. [6]

© Адитья Саркар. Автор дает разрешение копировать, распространять и демонстрировать это произведение в неизмененном виде, с ссылка на автора только в некоммерческих целях. Все остальные права, включая коммерческие права, сохраняются за автором.

Ссылки

[1] С. Холт, «Формула Для успеха: Керс и DRS», BBC Sport, 26 ноября 12.

[2] П. Маркс, «Драма Формулы-1 получает технологическую поддержку», New Scientist, 24 марта. 11.

[3] Г. Ричардс, «Берни Экклстоун утверждает, что Керс несет ответственность за пожар в гараже Williams. Guardian, 30 мая 12.

[4] «Формула-1 2015 г. Технический регламент, «Автомобильная федерация», Декабрь 2015.

[5] С. Эванс, «Вольво Первый привод прототипа маховика S60 KERS, Motor Trend, 29 июля. 13.

[6] Дж. Шофилд, «А Велосипедное колесо с электроприводом, которое учится при повороте», The Guardian, 15 декабря.