Mercedes o nových pohonných jednotkách: Efektivita se díky ERS zvýšila o více než 30 %

Andy, co bylo záměrem při zavedení pravidel pro nové pohonné jednotky?Andy Cowell: Prvotní rozhovory mezi FIA a výrobci motorů byly zaměřeny na poskytnutí efektivnějšího interního spalovacího motoru a hybridního systému s vyšším potenciálem. Obě strany byly tímto směrováním sportu nadšeny.

U atmosférických motorů je výkon řízen prouděním vzduchu do motoru v závislosti na kapacitě a otáčkách, při nichž může být provozován. Automobilový průmysl se však nesoustředí na spotřebu vzduchu, ale na spotřebu paliva - a na emise CO2, které produkuje.

Sport proto otočil pravidla na hlavu předpisem, kdy je výkon omezen dvěma palivovými mechanismy: maximálním průtokem 100 kg/hod a maximálním množstvím 100 kg paliva povoleným pro závod.

Základní výzvou je proto přeměnit co nejvíce chemické energie v palivo do mechanické energie co nejefektivněji za daného průtoku. Efektivita této přeměny je nyní klíčem.

Jaké technologie byly využity, aby se dosáhlo pokroku v efektivitě?AC: Pro dosažení potřebné skokové změny v efektivitě, abychom udrželi výkonnostní úrovně, jsme vyvinuli technologie, které připravily novou půdu nejen v závodění, ale také pro širší automobilový svět.

Když byla pravidla psána, bylo rozhodnuto zakotvit hlediska, jako je konfigurace motorů, vrtání, výška osy klikové hřídele, aby inženýři neztráceli čas s oblastmi, které nám jsou sice blízké, ale nedá se v nich získat efektivita.

Nová pohonná jednotak Mercedesu: PU106A Hybrid (foto: Mercedes AMG F1 Team)

Místo toho se tedy soustředíte na oblasti, jako je zmařená energie ve výfukovém proudění z interního spalovacího motoru (Internal Combustion Engine - ICE), kde můžete umístit turbínu pro rekuperaci části té energie a využít ji pro pohon kompresoru a zlepšení efektivity ICE. Podobně jakákoliv nadbytečná energie může být uložena do baterií přes elektromotor, abyste ji mohli použít pro snížení odezvy turba, a tudíž i ke zrychlení vozu.

Zároveň získáváme zpět kinetickou energii při brzdění přes další elektromotor napojený na baterii. A díky napojení tohoto motoru na ICE nám umožňuje maximalizovat výkon na hřídeli při akceleraci. Zvýšili jsme efektivitu o 30 % - jinými slovy, vytváříme o 30 % více výkonu z každé spotřebované jednotky paliva než u loňského V8 motoru.

O jak velkou změnu jde z absolutního hlediska?AC: Nemyslím si, že kdy byla v pravidlech nařízená tak velká změna. Přesun z V10 na V8 byl povinný, stále jsme však přes různá omezení pracovali s motory bez přeplňování. KERS v roce 2009 nebyl povinný, spíše výkonnostní příležitostí, pokud jste jej dokázali zprovoznit. Celkově vzato dosahuje tato změna jiného stupně velikosti.

Nová pohonná jednotka byla vyvíjena ruku v ruce s novým závodním vozem F1 W05 a pro něj. Jaké plynou výhody z toho, když se tomuto projektu věnuje naplno tovární tým?AC: Můžeme se vrátit zpět k diskusím o pravidlech před tím, než byla finalizována, vyhodnocovat jejich dopad. Tyto rozhovory se uskutečnily mezi našimi kolegy v Brackley. Od prvních simulačních cvičení jsme pracovali na poskytnutí co nejrychlejšího závodního vozu v rámci pravidel pro získání co nejvyššího počtu mistrovských bodů. Všechno se udělalo jakoby pod jednou skupinou inženýrů.

Mít takovýto vztah od počátku je obrovským přínosem, protože vaše úroveň porozumění, uvažování a diskusí vychází ze stejného bodu. Neztrácíte čas tím, že jeden systém přizpůsobujete druhému - díky tomu je vývojová cesta efektivnější.

Také to udržuje ducha a morálku na stejné úrovni, takže když přijdou překážky, máme dobře vyvážený rozhodovací proces týkající se kompromisů a toho, co je třeba učinit. Vede to k vysoce integrovanému příslušenství za dobrého společného porozumění tomu, díky čemu je vůz rychlý a spolehlivý.

Nico Rosberg za volantem nového monopostu Mercedesu (foto: Mercedes AMG F1 Team)

Tento duch týmové práce se také rozšířil na kolegy do oddělení Výzkumu a vývoje ve Stuttgartu, jejichž pomoc ve specifických oblastech  - například pokud jde o turbodmychadlo - byla neocenitelná. Jde o skutečné týmové úsilí vyvinout nejlepší možnou technologii, kterou může Mercedes-Benz poskytnout.

Jak jsi spokojený s konečným výsledkem a úrovní integrace, která byla ve voze dosažena?AC: Integrace pohonné jednotky byla v posledních letech zajímavým příběhem - od prvotních schémat, kdy jsme se na ni dívali z pohledu srovnání s aerodynamickými povrchy závodního vozu a říkali si: "Jak to udělat?" V tomto bodě jsme zahájili naši cestu a díky spolupráce můžete zcela otevřeně činit kompromisy. Šlo o jednu skupinu inženýrů, kteří všichni pracovali na tom, aby byl tento Stříbrný šíp co nejrychlejší.

Jednou z větších změn je i významně výkonnější hybridní systém pro rekuperaci energie (ERS). Která ponaučení jste si pro něj odnesli z KERSu?AC: Naše učení se během projektu KERSu bylo základním kamenem pro stavbu ERS. Hovoříme o velkém kroku nejen u absolutního výkonu, ale ještě významnější je pracovní cyklus - jinými slovy poměr času, kdy je během kola v činnosti.

Teoreticky byste mohli zkombinovat dva loňské motory KERSu na jednu hřídel, abyste dosáhli maximálního výkonu 120 kW. Ale místo toho, abychom motor využívali pouze po krátkých 7 sekund během kola jako minulý rok, nyní bude aktivní přes 30 sekund v každém kole.

A je vyžadována mnohem větší spolehlivost, protože k dispozici máte jen pět těchto motorů na jezdce a šampionát. Jde tedy o vyšší výkon, náročnější pracovní cyklus a o mnohem vyšší požadavky na spolehlivost.

Navíc už nejde pouze o něco, co je "hezké mít" - vzhledem k výkonu a pracovnímu cyklu budou vozy bez fungujícího MGU-K o několik sekund pomalejší, takže ho během kola potřebujete. Dát to všechno dohromady do konečného termínu je velkou výzvou, možná desetkrát náročnější. A to jde jen o jednu ze šesti součástí pohonné jednotky, které vyrábíme.

Kryt motoru nového Mercedesu W05 (foto: Mercedes AMG F1 Team)

Pravidla pro rok 2014 stanovují jak maximální množství paliva pro závod, tak i jeho maximální průtok. Jak důležitý je příspěvek Petronasu u nových pohonných jednotek, když nyní bude palivo řídícím výkonnostním parametrem?AC: Petronas byl významným partnerem s ohromným podílem na tomto projektu. Sehrávají rozhodující roli v oblastech palivového a spalovacího inženýrství. Vlastnosti paliva Primax a způsob, jakým funguje během spalování, jsou klíčové pro efektivní a tudíž i výkonný a spolehlivý interní spalovací motor.

Pravidla ohledně toho, co se dá dělat s palivem, jsou docela přísná, a v podstatě definují regulační rámec. U atmosférického motoru s vysokými otáčkami se nacházíte na jednom konci tohoto rámce. Nyní bych řekl, že jsme na přesně opačném konci.

Mazivo Petronas Syntium také hrají klíčovou roli vzhledem k nízkému tření a dosažení dobré životnosti, obzvlášť v nových oblastech pohonné jednotky, jako je turbodmychadlo, které potřebují celkem dost odlišná maziva. Bylo to neocenitelné mít Petronas jako partnera hned od počátku projektu.

Hodně se hovoří o spolehlivosti jako o největší překážce úspěchu v této sezóně. Co je měřítkem této výzvy?AC: Změna vyvolává u spolehlivosti rizika. Pokud jde o zavedení něčeho zcela nového, jako jsou turbodmychadla s elektrickými stroji napojenými na ně při otáčkách převyšujících 100 000 ot/min, pak jde o dvojnásobně velkou výzvu - a tudíž i o vyšší riziko pro spolehlivost.

Existuje tucet námětů - některé jsou o technologiích, jiné o detailech - které potenciálně mohou spolehlivost narušit. V motorsportu je to pořád stejné. Budou existovat těžké volby tváři v tvář těžkým soupeřům, kteří vás budou tlačit až na hranu - a může docházet k chybám.

Hovoříme ale o dojezdu co cíle závodu rychleji než kdokoliv jiný s využitím co nejnižšího množství paliva se spolehlivostí na ostří nože. To je automobilové závodění a to, co z něj činí tak vzrušující a vášnivý sport, v němž můžete pracovat.