6. Enerji Geri Dönüşüm Sistemi

2 Oca 2020 23:40 tarihinde Apple. albayrak.biz tarafından yayınlandı   [ 2 Oca 2020 23:51 güncellendi ]

6. ENERJİ GERİ DÖNÜŞÜM SİSTEMİ

     Aracın ileri gitmesini sağlayan tamamen entregre turbo beslemeli 1.6 litrelik turbo V6 motor kadar, güç ünitesinde yer alan ve hem egzozdan hem de frenlerden çıkan ısı enerjisini kullanıp dönüştürerek güç ünitesinin genel olarak verimliliğini ciddi ölçüde arttıran Şekil 6’da gösterilen Enerji Geri Dönüşüm Sistemi (ERS) bulunmaktadır.

     ERS motora ek olarak 160 beygir gücü civarında güç üretmektedir. Böylece modern güç ünitesi ile %35 daha az yakıt kullanılır. ERS’den önce Kinetik Enerji Geri Dönüşüm Sistemi kullanılıyordu ve motora ekstra 80 beygir gücü civarında bir güç ilave ediyordu.

     ERS ile KERS’e göre iki kat daha fazla güç üretiliyor ve ERS yaklaşık 10 kat daha fazla kullanılabiliyor. ERS içinde iki motor jenaratör ünitesi (MGU-K ve MGU-H), enerji deposu (Energy Store) ve kontrol elektronikleri bulunur. Motor jenaratör ünitesi mekanik ve ısı enerjisini elektirik enerjisine çevirir.

Şekil 6. ERS Sistemi

 

 

6.1. MGU-K(Motor Jeneratör Ünitesi-Kinetik)

     MGU-K Şekil 6.1’de belirtilen (K, kinetik kelimesinin kısaltılması olarak kullanılır ve KERS’in güncellenmiş versiyonu olarak görev yapar), frenlemede üretilen enerjiyi elektriğe çevirir. Frenlemeden sonra viraj çıkışlarında da doğrudan krank miline bağlı elektrik motoruyla krank milini döndürmek için ek güç üretir. Hızlanma esnasında devreye girer ve enerji deposundan 160 beygir gücünün sürüşe dahil olmasını sağlar ancak tur başına geri kazanılması gereken enerji 2 MJ ile sınırlıdır.Ek olarak MGU-K maksimum devri 50000 rpm (dakikadaki devir sayısı) olmalıdır.

 

 

Şekil 6.1.MGU-K

 

 

 

 

 

6.2. MGU-H(Motor Jeneratör Ünitesi-Isı)

MGU-H,  motorun turboşarjına bağlı ısı enerjisinin geri kazananımını sağlayan sistemdir. F1 takımlarında Şekil 6.2’de görüldüğü gibi MGU-H yapısı farklıdır. Isı enerjisini elektrik enerjisine çevirir. Bu enerjide MGU-K’ye güç sağlamak için ya da depolamak için bataryalara gönderilirler. MHU-H turbo türbini ve turbonun kompresörü arasına bağlanır. Sıcak egzoz gazları türbini çevirince MGU-H elektrik üretir. MGU-H sayesinde araçlar düşük devirdeyken turbo geçikmesi yaşamazlar. MGU-H’de tur başına enerji kazanma limiti yoktur. MGU-H’nin maksimum devri 125000 rpm olmalıdır.

Şekil 6.2. Takımlara göre MGU-H’nin yeri

6.3. Enerji Deposu(Energy Storage)

    Enerji deposuŞekil 4.3’te gösterildiği gibi MGU-K ve MGU-H’de enerji depolayan ve her Formula 1 aracı için özel olan bir pildir. Elektrik enerjisi, hem frenlemeden geliştirilen aşırı kuvvetler hem de egzozlardan yayılan ısı tarafından üretildiğinden, temel bir güç kaynağıdır. Toplanan enerjiyi aracın içinde saklamak bir zorunluluktur, böylece gerektiğinde kullanılabilir. Tek bir tur boyunca, ES’den arka tekerleklere verilecek maksimum enerji miktarı 4 MJ’dir. Bu, tur başına yaklaşık 30 saniyelik bir güç sağlar.

Şekil 6.3. Honda F1 Aracı Bataryası

6.4. Elektronik Kontrol Ünitesi (ECU)

     EKU, güç aktarma sisteminin tüm yönlerini izler ve her araçta bulunan 150 ila 300 sensörden veri toplar. Saniyede 100 kilobayt ile 0.5 megabayt arasında veri üreten bir otomobilin EKU’su büyük bir yarış sırasında sensörlerden 1 gigabayttan fazla bilgi toplayabilir ve bunların tümü sürekli olarak pistte bulunan sistemlere gerçek zamanlı olarak yansımaktadır.

Şekil6.4. F1 ECU. McLaren Elektronik Sistemleri

 

 

 

 

6.5. Turbo Şarj (Turbocharger)

     Motora atmosferik basıncın üzerinde hava vererek yani cebri doldurum yaptırarak daha küçük hacimli motordan daha yüksek güç alınmasını sağlayan, hareketini egzoz gazının dışarı çıkma basıncından alan bir çeşit pompadır.

    Türbin ve komprasör olmak üzere iki adet pervaneye sahiptir. Türbin egzoz tarafında, komprasör ise emme tarafında yer almaktadır. Egzoz gazının çıkma basıncıyla dönen türbin aradaki bağlantı milinin yardımıyla komprasör pervanesini döndürür. Bu sayede motor silindirine önemli ölçüde artan bir hava girişi sağlanır.