Como funciona o Energy Recovery System da F1 2014

Renault Energy F1-2014 Engine - MGU-K and MGU-H
Uma das novidades para a temporada 2014 da Fórmula 1 será o sistema que substitui o KERS. O aparato é uma evolução do sistema atual, e perderá a letra K, chamando-se apenas ERS (Energy Recovery System). Além da recuperação de energia cinética vinda do virabrequim do motor, o sistema também terá atuação no turbocompressor.

A potência do novo motor 1.6 V6 será em torno de 650 CV, menos potente que o 2.4 V8, de quase 800 CV, mas o ERS deve entregar aproximadamente 180 CV, de modo que, em 2014, a força motriz será quase a mesma de 2013.

A forma como a potência irá para o solo também será novidade para os pilotos, pois a resposta de um motor sobrealimentado por turbocompressor é bem diferente.

A unidade de energia é dividida em seis componentes: motor (ICE), Motor Gerador de Unidade Cinética (MGU-K), Motor Gerador de Unidade Calorífica (MGU-H), Reserva de Energia (ES), Turbocompressor (TC) e Central Eletrônica (CE).

A combinação do motor turbo V6 1.6 de injeção direta (giro máximo de 15.000 RPM) com as duas unidades geradoras de energia fornece a potência máxima combinada de 760 CV.
MGU-K da Magneti Marelli
O MGU-K (Motor Generator Unit – Kinetic) é um motor elétrico semelhante ao antigo KERS, e despeja potência diretamente no virabrequim do motor. Pelo regulamento, sua rotação máxima é de 50.000 RPM e o torque máximo que pode disponibilizar é de 20,4 mkgf.

No momento da frenagem, o MGU-K funciona na forma inversa à de aceleração. Em vez de usar a carga das baterias para ajudar na aceleração do veículo, ele usa o movimento de seu mecanismo para gerar energia elétrica e recarregar sua fonte de alimentação.

Como o MGU-K terá uma potência maior e vai ajudar ainda mais a frear as rodas traseiras pelo virabrequim do motor, foi liberado o uso de um controle eletrônico de frenagem para ajudar no balanço do freio.

Este sistema não é um ABS, mas é um controle que limita o efeito do freio-motor, acelerando ligeiramente o propulsor, que já existe em vários carros de passeio, e tem a sigla MSR (MotorSchlupf Regelung).
MGU-H da Magneti Marelli
A novidade no ERS é o MGU-H (Motor Generator Unit – Heat). É semelhante ao MGU-K, mas, ao invés de estar conectado ao virabrequim do propulsor, ele está ligado à árvore do turbocompressor. O MGU-H capta a energia excedente que provém dos gases de escapamento na desaceleração, e, na aceleração do carro, devolve-a direto no turbocompressor.

O MGU-H acelera a turbina antes do fluxo de gases de escapamento chegar ao turbocompressor. A vantagem disto é a eliminação do lag que pode haver na turbina, por conta da inércia mecânica. Como só pode haver um turbocompressor no motor, ele deve ser grande, e quanto maior, mas lag o turbo tem.

O MGU-H faz com que o compressor já comece a funcionar antes da turbina estar sendo acionada pelos gases de escapamento, ou seja, manda potência para o motor mais cedo. Pelo regulamento, o turbocompressor não pode girar a mais de 125.000 RPM.


Renault Energy F1-2014 Engine - MGU-K and MGU-H - Circuit de Catalunya Performance Prediction
Devido ao motor ser sobrealimentado por turbocompressor, a pressão no interior da câmara de combustão pode atingir até 200 bar, quase o dobro do que no antigo propulsor V8. A Renault alerta que a pressão gerada pelo turbo pode produzir uma "batida de pino", que acontece quando o pino do pistão bate nos canais circulares que suportam os pinos que interligam o pistão com a biela.

Com o enorme aumento de torque gerado pelo motor e disponível no pedal do acelerador, a estrutura de construção dos pneus terá que ser repensada no sentido de serem mais resistentes e duráveis. Um pneu de construção mais robusta para aguentar o torque do motor, sem relação com o composto usado para fabricar o pneu, é também um pneu muito menos aderente ao solo.

Na Fórmula 1, tradicionalmente, usa-se de 14 a 18 libras de pressão nos pneus. Os pilotos mais sensíveis ao desgaste dos pneus usam pressão mais baixa, a única maneira de conseguir controlar melhor as saídas de frente nas entradas de curvas de baixa e média velocidade, devido à ausência de downforce no aerofólio dianteiro.

Os imperceptíveis saltos dos pneus com as minúsculas ondulações do asfalto reduzem o peso/massa que mantém o carro no chão, portanto, pode-se ter uma perda de aderência somada de até 70%.

É com a pressão dos pneus que os pilotos estão ajustando os carros. Ou vão destruir pneus em saídas de curva ou vão fazer tempos de volta bem mais lentos do que nos últimos tempos.

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