Formula 1 - KERS -

[T_Eclipse]

Pozdravljeni,

na dirkah formule 1 se veliko govori o KERS-u (Kinetic Energy Recovery System) vendar nikoli ne povejo kako sistem pravzaprav deluje. Govorijo samo da zbira energijo zaviranja in jo sprosti ko jo voznik potrebuje.

http://autoracingworld.files.wordpress. ... l-kers.jpg
http://cache.jalopnik.com/assets/resour ... iagram.jpg

Na internetu sem zasledil, da energijo shranja v obliki električne energije in jo sprosti preko elektromotorja in da veliko vlogo igrajo vztrajniki. Najbolj me pa preseneča da lahko ta sistem zagotovi maksimalno 80 dodatnih konjev za kratek čas (do 6 sekund) pri teži sistema okoli 40kg.

Ve kdo kaj več povedat o KERS-u? Kako pravzaprav deluje?

[grega09]

Če se gleda iz čisto fizikalnega smisla: Sprememba energije je delo. Energija ne gre v nič in ne more iz nič nastati.
Ko dirkač zavira vklopi preko sklopke generator ali vztrajnik. Generator pretvori kinetično energijo v električno in ta se shrani v superkondenzatorjih, način z vztrajnikom pa shrani kinetično energijo v samem vztrajniku (rotacijska kinetična energija).
Zaradi dela, ki je bilo opravljeno pri zaviranju mase dirkalnika na neki razdalji se je spremenila kinetična energija dirkalnika, ki pa se ni pretvorila v toploto in segrela okoliški zrak ampak se je shranila v superkondenzatorju oz. vztrajniku (sprememba energije shranjevalnika).
Ko hoče dirkač to shranjeno energijo uporabiti zopet vklopi sklopko in pri vztrajniku se ta kinetična energija uporabi za pospeševanje (ker se je spremenila kinetična energija vztrajnika je bilo opravljeno delo, v tem primeru pospeševanje mase dirkalnika na neki razdalji).
Način z generatorjem/elektromotorjem ni nič drugačen. Sklopka je med ročično gredjo bencinskega motorja in elektromotorjem. Če je superkondenzator poln, dirkač sklopi gred in elektromotor doda svojo moč na ročični gredi bencinskega motorja, ki jo potem prenese preko koles na progo.

http://www.youtube.com/watch?v=0pqK6UeCSKo
http://www.youtube.com/watch?v=oU6TlHqMwmY

http://www.racecar-engineering.com/articles/f1/314363/f1-basics-how-kers-works.html

http://www.racecar-engineering.com/articles/1/technology.html

Vsak ma svoje prednosti in slabosti. Pomembna podatka sta specifična energija (koliko energije shrani na neko maso) in specifična moč (kako hitro shrani neko energijo). Superkondenzatorji prednjačijo pri prvem, vztrajnik pa pri drugem. Kako je vse skupaj okoljevarstveno usmerjeno pri električnem principu, ki uporablja tudi navadne akumulatorje, ki so kmalu zanič zaradi konstantnih hitrih polnjenj in praznjenj bi se tudi dalo debatirat. Po drugi strani pa pri vztrajniku potrebuješ brezstopenjski menjalnik (CVT), ki ti omogoča povečevanje obratov vztrajnika, tudi ko ti s kolesi upočasnjuješ.

[Marko73]

Mene pa bolj zanima kako se mehanski KERS obnaša v ovinkih, ker vztrajnik se odziva na spremembo smeri z momentom (precesija,..) oz. se obnaša kot žiroskop in ne dovoljuje, da se ga zmakne?? Ali so mogoče sestavljeni iz več plošč, ki se jim momenti izenačujejo, drugače bi to skoraj bolj škodilo kot koristilo (glede na rezultate v F1 bi skoraj verjel).

[grega09]

Meni je že tudi to prišlo na pamet, glede na to da ga poženejo skoraj na 150.000 obratov v minuti. Nisem pa še nikjer zasledil odgovora.
Zgleda je masa vztrajnika proti celotni masi dirkalnika premajhna, da bi precesija vztrajnika vplivala na vožnjo v ovinkih.
Da bi bili narejeni iz večih plošč še tudi nisem videl, vsaj glede na slike v zgornjih povezavah. Sicer pa nikoli ne veš kaj zares uporabljajo.

[Žerjavar]

ztrajnik se odziva na spremembo smeri z momentom (precesija,..)

Jaz vidim smisel pri vertikalni osi. Spremembe smeri vožnje ne ovira, zmanjšuje pa vzdolžna in prečna nihanja (nagibanja).

[čiro1950]

Pred 37 leti nas je kolega Koderman na vajah in predavanjih iz energetskih postrojenj vspodbujal, naj naredimo akumulator energije za vozila. ON sam je imel idejo o kompresorju ( ki bi jemal energijo pri zaviranju), rezevoarju, in motorju na zrak. Škoda, da ga je že takrat tako prevzela konstrukcija pogonskega mehanizma, in je žal pozabil na osnovno idejo, ker bi morda našel že takrat kakšen energetsko bolj gospodaren princip, ker kot vidimo, jih je kar nekaj. Sicer pa se ne ve, morda zopet kaj tuhta.

Lep pozdrav

Čiro

[fogl]

...da bi precesija vztrajnika vplivala na vožnjo v ovinkih

Če imaš ta problem pač vgradiš dva vztrajnika, ki se vrtita vsak v drugo smer in tako izničiš efekt precesije.

[grega09]

Ja, pa že tako jih moti tale KERS letos pri sami masi. Dirkalniki so narejeni kar nekaj pod 605kg, kolikor je dovoljeni minimum. Tisto prosto maso potem prestavljajo po dirkalniku da dobijo optimalno razporeditev teže za določeno stezo.
Tale sistem z vztrajnikom je okrog 30kg. Za dva bi potreboval za vsakega posebej CVT menjalnik. Pri tem športu, ko vsak gram in kubični milimeter pomenita ogromno so to neverjetno težke in okorne stvari.
Na primer Ferrari je šel zaradi KERSa pri varnostnih pasovih iz okrog 900g na 650g.

Mi je pa osebno zanimivo, da jim dajo nekaj kar se sami sigurno ne bi lotili in da se potem pokažejo inžinerski talenti v tem športu. Pa tudi na razvoju za navadne avtomobile je treba delat, koliko stvari je bilo prej v F1 ali pa nasplošno v dirkaškem športu in so se potem prestavile v vsakdanje avtomobile.

[Vodopivc]

Meni je že tudi to prišlo na pamet, glede na to da ga poženejo skoraj na 150.000 obratov v minuti. Nisem pa še nikjer zasledil odgovora.

Mehanski ker v F1 naj bi se zavrtel nekje do maksimalno 65000 obratov na minuto. Sicer pa se takega sistema ne poslužuje nobeno moštvo, saj vsi uporabljajo sistem z motor-generatorjem in baterijami. Da pa ta sistem maksimalno 60kW moči, kar je predpisano s pravilnikom.