Posizione della FES sulla Power Unit Mercedes?




Noi di F1Analisitecnica abbiamo ritenuto fin da subito molto interessante l'indiscrezione svelata da Fabiano Vandone in collaborazione con l'ing, Lombardi riguardo all'uso di una Fly Wheel sulla Power Unit della Mercedes.
Procediamo per gradi e andiamo, per chi non lo sapesse, a spiegare che cos'è una Fly Wheel.
Il Fly Wheel (FES - Flywheel Energy Storage ) è un termine inglese che può essere tradotto in italiano come batteria a volano. E' un dispositivo elettromeccanico atto all'immagazzinamento di energia sotto forma di energia cinetica rotazionale. L'idea di base è accumulare energia ponendo in rapida rotazione un volano, realizzando perciò una batteria inerziale.
Nel post precedente non abbiamo mai messo dubbio l'idea che è senza dubbio geniale. Non riuscivamo a comprendere come tale soluzione potesse essere conforme al regolamento tecnico il quanto l'articolo 5.1.6 del regolamento tecnico stabilisce che turbina e compressore devo essere collegate da un albero che le faccia girare alla stessa velocità angolare. E' solo l'MGU-H che può essere staccato dal complesso turbina-compressore con una frizione.

Articolo 5.1.6 Regolamento tecnico

Pressure charging may only be effected by the use of a sole single stage compressor linked to a sole single stage exhaust turbine by a shaft assembly parallel to the engine crankshaft and within 25mm of the car centre line. The shaft must be designed so as to ensure that the shaft assembly, the compressor and the turbine always rotate about a common axis and at the same angular velocity, an electricalmotor generator (MGU-H) may be directly coupled to it.

Quindi, insieme all'amico Alessio, ingegnere meccanico, che ha collaborato già altre volte con noi, abbiamo cercato di comprendere e studiare una soluzione per permettere al sistema di rientrare all'interno del regolamento tecnico. 

Per fare ciò abbiamo rimosso Fly Wheel che nel post precedente avevamo collocato tra turbina e MGU-H in quanto il regolamento tecnico stabilisce che tra tra turbina e compressore non possono esserci frizioni.


Nel disegno abbiamo collocato Fly Wheel in quella posizione ma lo puoi mettete anche in altre, l'importante è che non sia direttamente sull'albero del turbogruppo. Il sistema è collegato con frizione e apposito riduttore/moltiplicatore all'albero del turbogruppo. 
Questo scherma è perfettamente con forme al regolamento tecnico. 
L'utilizzo del sistema è gestito elettronicamente in quanto potrei "pescare" energia sia da FES e MGU-H a bassi regimi in modo da ridurre il turbo lag e a regimi alti potrei recuperare energia da uno o da entrambi. La strategia di utilizzo non è facile da capire ma quelle espresse sopra sono soltanto delle possibilità.
I possibili problemi di questo sistema sono: la frizione che potrebbe andare in crisi negli innesti se c'è troppa differenza di velocità e la gestione della ripartizione ai vari regimi tra FES e MGU-H.

Esiste anche una soluzione che troviamo molto estrema e molto complicata soprattutto visto il fatto che quest'anno le difficoltà, dovute al cambio di regolamenti, erano davvero tante.  E 'possibile collocare la Fly Wheel in modo coassiale ma fare quello che fa la Rools-Royce sui turbogetti. In questi motori vengono messi fino a tre alberi coassiali ma indipendenti uno dall'altro che ruotano a velocità diverse. Questi alberi sono collegati tramite frizione. Sarebbe una cosa veramente molto complicata...
Ecco un piccolo scherma della soluzione:




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