Mercedes se po druhé mistrovské sezóně za sebou ohlíží za aktuálními pohonnými jednotkami. Proč je současný PU106B Hybrid možné označit za ten nejsilnější motor v jejich historii ve Formuli 1?
Pohonná jednotka Mercedesu v předchozích dvou sezónách již prokázala, že efektivita vůbec nemusí narušit výkonnost. Je tomu spíše naopak: 1,6litrový V6 přeplňovaný motor s vnitřním spalováním produkuje zhruba 98 % výkonu 2,4litorvého V8 motoru, který se ve Formuli 1 používal do roku 2013, byť je jeho objem o třetinu nižší.
Klíčovým rozdílem je hybridní systém pro rekuperaci energie. Zatímco KERS se se používal do sezóny 2013, poté došlo k vypuštění písmena "K" z jeho názvu, protože hybridní systém již nespoléhá pouze na kinetické komponenty. KERS produkoval kolem 81 koní, ERS nyní poskytuje dvojnásobek výkonnosti.
Pokud jde o celkovou výkonnost pohonné jednotky, pak to znamená, že dnešní motory jsou přibližně o 10 % výkonnější než jejich předchůdci. To je však pouze část příběhu. Zatímco KERS byl v éře V8 dostupný pouze po 6,7 sekund v každém kole, kombinace MGU-H a MGU-K poskytuje v tom nejlepším scénáři maximální výkon po dobu celého kola. Proto je nárůst výkonnosti na vzdálenosti závodu znatelně vyšší než 10 % (množství energie rekuperované přes MGU-H není omezeno).
Co je to "tepelná efektivita?"V podstatě je benzín jediným zdrojem energie. Všechno to začíná motorem. Spalováním vstřikovaného paliva musí na klikové hřídeli vytvářet co nejvyšší výkon. Ve spalovacích komorách se zapaluje směs paliva a vzduchu, což vede k pohybu pístů. Následkem toho se přeměňuje chemicky vázaná energie do energie pohybové (kinetické). Cílem je uvolnit co nejvíce pohybové energie z předurčeného množství chemické energie.
Průtok paliva je omezený na maximálně 100 kg za hodinu. V 1 kg benzínu je vázáno kolem 11 až 12 kWh chemické energie. Pokud bychom dokázali na klikovou hřídel přenést 100 % z této energie, pak motor s vnitřním spalováním (tzv. ICE, z anglického "internal combustion engine") poskytoval přes výkon přes 1500 koní.
Energie, která není spalováním přeměněna v energii pohybovou, pak existuje jako tepelná energie nebo přesněji ve formě horkých výfukových plynů. U turbomotorů nejsou výfukové plyny z motoru odvedeny, aniž by nebyly využity k vykonání nějaké práce.
Čím jsou výfukové plyny vycházející z motoru chladnější, tím efektivnější byl spalovací proces. Turbodmychadlo musí dále využít zbývající tepelnou energii. Průtok výfukových plynů pohání lopatky turbíny, které roztáčejí kompresor a MGU-H.
Díky vysoké tepelné efektivitě motoru s vnitřním spalováním pohonné jednotky může být dosaženo celkové efektivity kolem 50 %. Polovina z chemické energie vstupující do systému je tedy nakonec přeměněna klikovou hřídelí v krouticí moment (točivou sílu). U běžných spalovacích motorů je efektivita nižší než 40 procent.
Srovnání s V10: Vyšší výkon, nižší spotřeba
Srovnání s V10 motory, které se v F1 používaly až do roku 2005, poskytuje ještě zajímavější statistiku. Současné pohonné jednotky už ve svém druhém roce dosahují vyšších výkonů, než vysokootáčkový atmosférické motory na konci jejich vývojového cyklu. Na takové hodnoty se V8 nikdy nedostaly.
Tato čísla jsou ale ještě působivější, když vezmeme v úvahu průtok paliva, který u V10 při maximálním výkonu dosahoval 194 kg za hodinu, zatímco moderní pohonné jednotky si vystačí jen se 100 kg. Kromě velmi krátkého období turbomotorů v 80. letech si tedy nyní můžeme užívat ty nejvyšší výkony motorů v historii F1 vůbec.
"Nyní potřebujeme přibližně polovinu paliva k tomu, abychom produkovali stejný výkon - to je fenomenální zlepšení v efektivitě. Z těchto dat můžeme vidět, že pohonné jednotky nejsou jen neuvěřitelně efektivní, ale také úžasně výkonné. Tato malá 1,6litrové jednotka dokáže na klikové hřídeli vytvořit hrozně moc výkonu," uvádí nadšeně Andy Cowell, generální ředitel společnosti Mercedes-AMG High Performance Powertrains.
Přínosy pohonné jednotky
Pohonná jednotka má několik klíčových výhod oproti extrémně výkonným turbomotorům z 80. let. Kromě toho, že jsou tepelně mnohem efektivnější, tak toho také mnohem více vydrží. Zatímco turbomotory tehdy vydržely jen jednu část závodního víkendu, pilot si dnes během sezóny musí vystačit jen se čtyřmi pohonnými jednotkami - průměrná životnost tak dosahuje kolem 3400 km.
Navíc poskytují mnohem širší pásmo, kdy je tento obrovský výkon dostupný. V 80. letech sice dosahovaly vysoké špičkové výkonnosti, k dispozici však byla jen ve velmi úzkém rozmezí otáček. Starší piloti často hovořili o zpoždění turba (tzv. turbo lag). Někdy to trvalo až 2 sekundy, než se výkon dostavil.
Díky MGU-H se dnes může kompresor roztočit, jakmile pilot o krouticí moment požádá svou pravou nohou. Ovladatelnost je v současné době dokonce ještě lepší, než byla u atmosférických motorů.
"Práce, kterou jsme vložili do spalovacího procesu, do elektrických turbodmychadel a extrémně malých, ale vysoce vyladěných motorů, má přímý dopad na sériovou produkci. Auta s elektrickými turbodmychadly ještě nejsou u prodejců dostupná, ale práce na nich už probíhají plným tempem. Nemám žádné pochybnosti o tom, že se tato technologie bude používat na silnicích," uvádí Cowell.
Formule 1 je tedy opět technologickou špičkou. A stejně jako v minulosti se mnoho inovací z F1 dostává i na sériově vyráběné vozy. "Čtyřválcové motory a BDA hlavy válců jsou dnes standardem všude, protože zvyšují efektivitu," upozorňuje Cowell. A v práci na vývoji je navíc stále třeba ujít ještě velký kus cesty, než hybridní pohonné jednotky vyspějí a dostanou se na špici.
Ferrari a Lewis Hamilton čelili problémům se zahříváním pneumatik během tréninku na Velkou cenu Saúdské Arábie, což naznačuje, že mají před sebou náročnou práci. Tým a jezdec se potýkali s hledáním správného nastavení pro optimální výkon, což naznačuje dlouhou cestu k vyřešení těchto potíží.
Lando Norris ovládl závěrečný trénink před Velkou cenou Saúdské Arábie a potvrdil skvělou formu McLarenu. Tým z Wokingu tak před kvalifikací ukázal, že bude vážným kandidátem na nejvyšší příčky.
Max Verstappen varoval, že i když Red Bull během Velké ceny Saúdské Arábie učinil malý pokrok, tým se stále nachází daleko od vyřešení svých problémů. Přestože se na první pohled zdálo, že tým učinil krok vpřed, holandský šampion zdůraznil, že zbývá mnoho výzev, které je třeba překonat.
Zak Brown popsal, jak McLaren prošel hlubokou proměnou, kdy bylo nutné změnit strukturu i týmovou mentalitu. Díky odhodlanému vedení a trpělivé práci se McLaren vrátil mezi špičku a v sezoně 2024 získal titul mistrů konstruktérů.
Během pátečních tréninků Albon označil incident s Lewisem Hamiltonem za potenciálně nebezpečný. Jezdec Ferrari poté předstoupil před komisaře, aby situaci obhájil ze svého pohledu.
Lando Norris v barvách stáje McLaren udával tón druhému volnému tréninku na Velkou cenu Saúdské Arábie, který se v pátek odehrál v Džiddě. Mladý Brit předvedl na tamním městském okruhu vynikající výkon a stanovil nejrychlejší čas dne, čímž potvrdil, že s ním bude třeba v dalším průběhu víkendu vážně počítat.
Pierre Gasly se ukázal jako nejrychlejší jezdec na začátku víkendového programu Velké ceny Saúdské Arábie, když se první den závodního víkendu dostal na vrchol časových tabulek.
Lewis Hamilton je přesvědčen, že Formule 1 by měla zůstat tvrdým a náročným sportem. Místo spoléhání na chladicí systémy se proto soustředí na lepší fyzickou přípravu, která podle něj patří k pravému závodnickému duchu.
George Russell vyjádřil pochopení pro spekulace, že by Mercedes rád získal Maxe Verstappena. Podle něj je naprosto logické, že tým usiluje o nejlepšího jezdce současné generace, pokud se naskytne taková příležitost.
Yuki Tsunoda přiznává, že se za volantem náročného RB21 zatím necítí jistě ani uvolněně. Přesto dál pracuje na tom, aby lépe pochopil chování vozu a získal plnou kontrolu.
Jezdec Red Bullu říká, že problémy s ovladatelností jejich vozu nejsou způsobeny jen nepřesnými daty ze starého větrného tunelu. Podle něj jsou potíže hlubší a bude potřeba je pečlivěji prozkoumat.
Ted Kravitz naznačuje, že Aston Martin by mohl být pro Maxe Verstappena lepší volbou než Mercedes, a to kvůli lepšímu souladu s jeho osobností a stylem. Tento faktor by podle něj mohl být klíčový pro další etapu Verstappenovy kariéry mimo Red Bull.
