Power Unit Mercedes con "frizione" sul turbo?

Durante il pre-gara del Gp di Cina, Fabiano Vandone ha svelato un altro segreto del motore Mercedes grazie ad un suggerimento dell'esperto motorista Ing. Claudio Lombardi (ex Ferrari).
Questa scoperta mette in luce che la Power Unit Mercedes utilizza una sorta di "ruota libera", una frizione che permette di dividere in due segmenti l'albero su cui ruotano turbina, compressore e MGU-H. Come sappiamo, Mercedes ha scelto di separare il gruppo turbina compressore posizionandoli ai due estremi del motore endotermico con la MGU-H posizionata in mezzo. Quando avviene lo "stacco", normalmente in uscita dalle curve lente, la MGU-H aziona solamente il compressore e non le palette che compongono la turbina. In questo modo non deve vincere la resistenza delle palette della turbina quando MGU-H è in funzione di motore.
Schema @bueuF1

Nelle altre fasi è il turbo a far girare la MGU-H, la quale lavora come una dinamo e fornisce energia alle batterie o direttamente alla MGU-K e di conseguenza alla trasmissione.
La soluzione riportata anche da Antonio Granato su F1Sport, l'ho ritenuta fin da subito molto interessante e sicuramente vantaggiosa ma ho aspettato nel pubblicarla in quanto ho faticato nel capire come possa essere stata ritenuta legala dalla Federazione.

Andiamo ad analizzare in dettaglio il regolamento tecnico:
5.1.6
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.
5.2.4
The MGU-H must be solely mechanically linked to the exhaust turbine of a pressure charging system. This mechanical link must be of fixed speed ratio to the exhaust turbine and may be clutched.

Quindi traducendo il punto 5.1.6 il regolamento prevede che turbina e compressore siano collegati 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.
Quindi quando avviene il fantomatico "stacco" come è possibile garantire che gli assi girino alla medesima velocità angolare?

Per noi di F1Analisitecnica la soluzione è irregolare e crediamo non sia presente sulle Power Unit Maercedes.




47 Responses to "Power Unit Mercedes con "frizione" sul turbo?"

  1. Mah,che dire?Voglio farvi notare (mica per vantarmi...) che pur non essendo un ingegnere,tempo fa avevo ipotizzato la presenza di una frizione o comunque di un disgiuntore atto a disimpegnare compressore e turbina.Trovate la mia ipotesi in qualche post scritto qui qualche mese fa.Non lo scrivo per vantarmi,ma piuttosto per chiedermi:ma com'é che nessun altro ingegnere meccanico (di Renault e Ferrari) ci ha pensato?Io l'ho trovata un elucubrazione ovvia,loro no?Mi stupisco.Soprattutto del loro pensiero poco creativo.
    Pero' il principio di funzionamento non mi convince molto,per non dire per nulla.
    Prima cosa:la turbina é in ambiente caldo,il compressore no (in particolare per mercedes) in piu' non mi stupirei che la turbina abbia piu' inerzia del compressore,quindi:immaginando di disgiungere l'asse che collega le due unita',la turbina dovrebbe calare di giri meno in fretta rispetto al compressore,se poi c'é un filo di gas che esce dai cilindri piu' corposo rispetto all'aria proveniente dall'airscope... (che all'uscita dalle curve lente praticamente non ha una sovrapressione).
    Seconda cosa:aggiungiamo il volano al semialbero della turbina.La tendenza a non calare di giri é ancora maggiore,rispetto al semialbero che porta il compressore.
    Terzo:siamo sicuri che nemmeno per poche rotazioni,o anche meno,i due alberi non abbiano differente velocita' angolare?Chi controlla cio'?La FIA?Tramite quale software?
    Quarto:soprattutto:nei brevi transienti,quando si toglie gas brevemente,che senso avrebbe disgiungere compressore e turbina,se devono mantenere la stessa velocita' angolare?Voglio dire:la spesa dell'MGU-H per far girare il compressore alla stessa velocita' della turbina sarebbe maggiore che essendo l'albero non disgiunto,grazie al lavoro complessivo fornito dal volano su entrambi gli elementi.
    L'unica cosa a cui posso pensare é che entri in gioco la perdita dovuta all'MGU-H.Al momento dello stacco,proprio per via di questa precedente perdita,turbina e volano accelerano,di conseguenza é reso possibile all MGU-H (in modalita' motore) accelerare anch'esso per portare il compressore alla stessa velocita' angolare.In questo caso ci sarebbero due vantaggi:permettere un miglior riempimento delle camere,grazie all'aumento di giri del motore,proprio nel momento in cui la turbina rimarrebbe accelerata o costante di giri,permettendo,nel momento in cui il pilota va ad accelerare nuovamente,una risposta dolce priva del turbo lag.Solo che ho qualche dubbio riguardante la possibilita' di controllare effettivamente per lassi di tempo infinitesimali la velocita' angolare uguale per i due semi alberi.
    Nei miei interventi precedenti avevo pensato al sistema diversamente:MGU-H collegato alla turbina (maggiore ricarica dovuta alle inerzie della stessa,possibilita' di comandare la turbina ad albero disgiunto,gas di scarico agenti sulla stessa mentre sta rallentando (rilascio parziale) ) e compressore separato (nei rilasci o nelle curve lente non c'é necessita' di sovrapressione e il motore puo' girare come atmosferico senza il pericolo di smagrimenti miscela).Queste considerazioni le avevo fatte prime di leggere l'articolo 5.1.6,chiaro che alla luce di cio' non so se tutto sarebbe effettivamente ottenibile.

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  2. ciao Anonimo, io mi ricordo di aver letto nei commenti una cosa analoga. Complimenti. Per quanto riguarda le velocità angolari dei due assi pure io ho dei dubbi che siano uguali in ogni momento. Infatti, appena sentita la cosa, ho faticato a capire come possa essere legale una cosa del genere. Qualche dubbio, se devo dirti la verità, ancora ce l'ho

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  3. http://www.omnicorse.it/magazine/36983/esclusivo-f1-gp-cina-segreto-mercedes-lo-scambiatore-di-calore-e-nel-telaio

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  4. Comunque sia,certamente il posizionamento Mercedes ha il vantaggio di poter prevedere un simile progetto.Direi di piu':secondo me turbina e compressore sono state separata proprio per ottenere questi benefici,ancor piu' che il lavoro del compressore a minori temperature e la compattazione del layout.
    Praticamente FIA ha imposto recupero dell'energia cinetico e recupero dell'energia della turbina,Mercedes ha completato il tutto con il "recupero dell'energia dal recuperatore dell'energia della turbina" e non é una battuta la mia.
    C'é da rimanere stupiti nel constatare come nessun altro (pochi,quegli altri due,per capirci) non ci abbia pensato,anche alla luce del fatto che in altre categorie e mi pare la Williams stessa,abbiamo portato alle gare o pensato a lungo all'immagazinamento dell'energia in frenata grazie ad un volano.Se lo si puo' fare in frenata,figuriamoci se non lo si puo' fare sull'asse del turbocompressore.
    Il regolamento,nella fattispecie,l'articolo 5.1.6,chi lo ha suggerito?Mica (per caso) Ross Brawn??Perche' se é vero che l'articolo sembra proprio suggerire una soluzione del genere,é altrettanto vero che sembra permetterla a chi la ha gia' adottata.Chiaro che anche Renault e Ferrari potevano leggere nelle pieghe (larghe come un canyon...).
    Lo so che sarebbe troppo,ma non sarebbe ora che i regolamenti fossero scritti in maniera chiara e non interpretabile?
    Se uno vuole che l'albero turbocompressore sia unico e che turbina e compressore girino alla stessa velocita',perche' non scrive:
    "L'albero che collega assialmente turbina e compressore dev' essere costruito in un pezzo unico,privo di interruzioni,tale che durante il funzionamento del turbocompressore il tutto sia considerabile come un unica parte avente una velocita' angolare.Le singole velocita' angolari di albero,turbina,compressore non possono essere diverse in alcun momento rispetto alla velocita' angolare suddetta". (e non sono stato certo vari giorni a perfezionare un testo buttato giu' di getto in 3 minuti...) piuttosto che scrivere:
    "L'albero deve essere disegnato cosi' da assicurare che l'assemblaggio dell'albero,il compressore e la turbina ruotino sempre attorno ad un asse comune (coassialita') e alla stessa velocita' angolare"
    Va da se che scrivere semplicemente che l'albero doveva essere unico,rendeva inutili le altre due precisazioni:un corpo cilindrico rigido che ruota lungo il suo asse principale non puo' avere piu' di una velocita' angolare,tantomeno non puo' essere disassato,a meno che non si pensi ad un utilizzo di un giunto elastico,ma in questo caso il corpo non sarebbe piu' rigido e/o unico.
    Abbiamo capito che hanno lasciato un enorme portone spalancato.Ma non abbiamo capito perche'.A meno che non si pensi maliziosamente.

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  5. Cristiano io penso una sola cosa:l'ottenimento della medesimo velocita' angolare é molto molto difficile.Direi che per FIA controllare che la velocita' sia la stessa é quasi impossibile (se la lettura avviene tramite software sviluppati dal team,su centraline "a valle" della centralina unica.Proprio per questo non capisco (o capisco benissimo) perche' FIA non ha scritto a chiare lettere:ALBERO UNICO.
    Chiaro che,nel caso le velocita' angolari fossero realmente controllabili da FIA,in aiuto di Mercedes corre ovviamente l'elettronica.Misurazione superfine della rotazione della turbina e MGU-H servocontrollato di conseguenza.Il problema é che anche l'elettronica piu' avanzata comporterebbe uno sfalsamento della velocita' in tempo reale (nel senso che la velocita' letta della turbina non verrebbe letta nello stesso momento in cui il motore comanderebbe il compressore.O lo fanno con improbabili misurazioni predittive?).Mah...
    P.S.
    Toglimi una curiosita':leggi il nostro IP per cui sai che un certo anonimo é lo stesso che ha scritto mezz'ora prima??

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  6. io ho molti dubbi sulla velocità angolare uguale. Ho grossi dubbi sulla regolarità del sistema.

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  7. Si sa,piu' é difficile controllare una soluzione,piu' é facile che venga adottata...La scrittura dell'articolo fa veramente pena.Chiunque fra quelli che scrivono qui potrebbe far meglio,con qualche giorno di tempo,avendo davanti a se i componenti che "di solito" formano un sistema.
    Io penso che Mercedes abbia un sistema,se non uguale,almeno simile a quanto ipotizzato dall'articolo o da me.Non credo che ci si imbarchi in soluzioni simili (separazione turbina-compressore) solo per questioni di raffreddamento.Non solo:i vantaggi dello splittin sarebbero maggiori di quelli dell'entrata aria a piu' bassa temperatura,almeno io penso cosi'.Se é effettivamente cosi',chiaro che si sceglie una disposizione soprattutto per il vantaggio piu' grosso che da.
    Comunque,ripeto,basterebbe poco per scrivere un articolo migliore del 5.1.6.Un discreta padronanza della lingua e tanta buona volonta'.Quella che FIA non ha.Suvvia,é scritto in maniera talmente elementare (e aggirabile) che sembra steso da un amministratore,da un contabile,da un insegnante di economia...domestica.Non di certo da un delegato tecnico.....in buona fede...

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  8. Cristiano, è impossibile mantenere la stessa velocità angolare anche utilizzando un volano, a meno che non ci si trovi in una camera di prova in particolari condizioni o nello spazio in condizioni di microgravità e vuoto assoluto. Questo lo dicono le leggi della conservazione del moto. Secondo me ci risiamo anche quest'anno, facciamo passare per fessi i tifosi, io non credo che Ferrari e Renault non abbiano pensato ad una soluzione del genere, le chiacchiere, senza chiamarlo spionaggio, esistono anche tra le industrie di merendine figuriamoci in questo ambiente. Vi siete mai chiesto per quale motivo gli unici due costruttori hanno il muso praticamente simile??
    Come si dice a pensar male si fà peccato però il paese è piccolo e la gente mormora!!
    Con questo voglio dire che Ferrari e Renault pur conoscendo questo sistema non lo hanno interpretato nello spirito del regolamento, forse Ferrari, Renault ci credo poco e forse ora che la storia è venuta a galla chiederanno spiegazioni alla FIA.

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  9. E' evidente che la power unit Mercedes ha un'erogazione piu' graduale e dolce che azzera quasi il sovrasterzo in uscita dalle curve e preserva gli pneumatici( sembra quasi la red bull dell'anno scorso!).
    La mia domanda e' la seguente: la power unit Ferrari potrebbe adottare un principio simile senza stravolgere il progetto( con la deroga della fia)?

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  10. se tu leggi i commenti ho detto anch'io che ho molti dubbi sulla regolarità della cosa. Questa notizia l'hai letta su vari siti/blog ma quanti hanno messo in risalto cosa dice il regolamento. Io ho chiesto spiegazioni anche a Vandone ed Antonini di Autosprint dicendo che per me è impossibile che la velocità angolare dei due assi rimanga uguale. Per ora nessuna risposta e credo che non le avrò mai. Cmq mi fa piacere che anche alti abbiano avuto i miei stessi dubbi. Credevo di essere io a non capire esattamente il funzionamento del dispositivo.

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  11. Ciao Stefano, credo sia impossibile replicare in questa stagione queste cose in quanto il regolamento non lo permette. Ecco cosa si può fare regolamento alla mano:
    Lo sviluppo della Power Unit è concesso anche se non è completamente libero in quanto la Federazione ha concesso ai vari team un bonus a "gettone" come viene usato nelle formule minori. All'inizio della stagione (il regolamento stabilisce entro il 28 febbraio) i motoristi devono consegnare alla Federazione il "manichino" della Power Unit. Una volta consegnato la Power Unit non si può sviluppare durante la stagione. Sono concessi esclusivamente, previa autorizzazione, i miglioramenti volti ad incrementare l'affidabilità ma non le prestazioni. A partire dal 2015 si possono effettuare sviluppi alla Power Unit ed ognuno di questi interventi costerà ai motoristi vari gettoni (in tutto sono 60) che devono utilizzare nell'arco di più stagioni. Una cosa molto impostante da tenere in considerazione è che il basamento del propulsore lo si può modificare esclusivamente prima della stagione 2015 in quando dopo questa data, il regolamento tecnico, impedisce ogni intervento su questo componente.

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  12. Per Stefano Brachino, credo sia impossibile, la Ferrari ha un turbo tradizionale con turbina-compressore-MGU-H, non credo ci sia spazio per inserire un sistema di volano/frizione senza dover rifare tutta la MGU-H.

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  13. Per me è impossibile che scollegando turbina e compressore possano mantenere gli stessi giri, per cui o barano, ma sarebbe troppo grossa, oppure la frizione scollega tutto l'albero dal motore elettrico, intendo che l'albero possa essere tutto di un pezzo e che attraversi al centro il motore elettrico. Il volano potrebbe servire per immagazzinare energia cinetica quando la turbina è su di giri, mentre in fase di rilascio potrebbero staccare con la frizione il mgu-h dall'albero turbina-compressore, così l'albero turbina-compressore libero dal mgu-h(che altrimenti frenerebbe) e grazie al volano che precedentemente ha immagazzinato l'energia cinetica, ma ora la restituisce, diminuirebbe più lentamente di giri, così quando si riaccelera, il motore elettrico deve intervenire per meno tempo per riaccelerare la turbina e il compressore, in questo modo forse potrebbero risparmiare energia elettrica da mandare direttamente al mgu-k, per cui poi potrebbero avere l'mgu-k che spinge per più dei famosi 33,3 secondi??? In pratica il volano funzionerebbe come un'ulteriore batteria, nel senso che immagazzinerebbe energia e la restituirebbe in modo automatico. Per cui non servirebbe staccare il compressore dalla turbina, anzi restando tutto attaccato aumento il peso del'albero per cui si aiuta il volano, il dubbio sarebbe che in accelerazione il mgu-h fa più fatica ad accelelrare il tutto, ma ricordiamo che l'mgu-h è veramente potente, sprigiona 120kw per cui l'albero turbina-frizione-volano lo fa schizzare alla grande in un istante, in più poi si parte da un numero di giri superiore e se vogliamo dirla tutta se accelelrasse un pò piu lentamente la turbina, il motore sarebbe più docile in accelerazione e facile da gestire per il pilota. Poi da tenere presente la resa di turbina e compressore, che se non sbaglio al salir di giri è sempre maggiore, per cui avere turbina e compressore che in fase di rilascio rimangono costantemente a giri superiori rispetto alla concorrenza, credo che poi quando si riaccelera dia dei bei vantaggi. Ultima osservazione, la disposizione mercedes con turbina e compressore messi lontani tra di loro uniti da un albero lunghissimo e perciò molto più pesante di quelli della concorrenza, invece che uno svantaggio diventerebbe un vantaggio.
    Per quanto riguarda ferrari e renault, con tanta speranza, magari il sistema di aggancio e sgancio lo hanno già pure loro, in ferrari qualcosa hanno sicuramente migliorato sulla gestione della power unit in cina, forse semplicemente il loro sistema è solo più leggero non avendo il volano e l'albero corto. Forse potrebbero con la scusa dell'affidabilità, aggiungere un volano tra compressore e mgu-h spacciandolo per una ventola e con la scusa se non ce l'hanno metterci la frizione, forse sempre per l'affidabilità potrebbero ingrossare gli spessori della turbina e del compressore per appesantirli, e poi inserirci degli inserti di materiali più pesanti in fase di bilanciatura, il compressore sarà certamente in ergal o qualcosa di simile, magari basterebbe farlo in acciaio per aumentarne il peso per benino e sarebbe certamente più affidabile....

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  14. Anonimo delle 18.47.Se non ho capito male quello che intendi,non é possibile realizzarlo.Per 2 motivi:
    1-Che io sappia (e rimarrei sorpreso del contrario) Mercedes ha posizionato la MGU-H fra compressore e turbina.Se scolleghi la MGU-H da un albero (tradizionale) scolleghi compressore da turbina.A meno che tu non intendi dire che l'albero che collega turbina e compressore é si in un pezzo,ma che quest'ultimo da il moto alla MGU-H tramite una frizione che non separa l'albero ma,per capirci,vede i materiali di frizione posti su un diametro concentrico all'albero stesso.Questo effettivamente potrebbe funzionare,ma avrebbe vantaggi decisamente ridotti (accelerare prima turbina e compressore,ad MGU sconnessa,ritardare il rallentamento della turbocompressore grazie agli attriti ridotti e alla presenza del volano,minore inerzia all'inserimento dell'accumulatore (quindi piu' prontezza del turbo) proprio grazie alla presenza della frizione e del volano.C'é pero' da dire che un sistema del genere lo potrebbero adottare anche Renault e Ferrari,visto che in mancanza di uno splittaggio dell'albero per questi costruttori l'inserimento della frizione sarebbe comunque fattibile,volano compreso.
    2-Albero,volano,compressore e turbina per regolamento devono essere concepiti come se avessere un asse di rotazione comune (per cui cosi' deve essere in realta').
    Comunque sia non penso che l'albero di collegamento fra turbina e compressore possa avere un diametro particolarmente elevato (e probabilmente é pure cavo) per cui l'aggravio di peso penso sia abbastanza limitato.
    Magari sbaglio,pero' forse ti é sfuggito che secondo la tua idea,in fase di rilascio,sconnettendo la MGU-H questo non funzionerebbe come generatore.Quindi questa fase dovrebbe essere gestita diversamente soprattutto durante le accelerazioni o a regime costante.

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  15. Il funzionamento illustrato è evidentemente illegale.
    L'unico metodo per mantenere due alberi alla stessa velocità angolare è una trasmissione.
    E' evidente che una frizione serve proprio per lo scopo opposto.
    Se il motore dell'mgu-h mantenesse effettivamente la velocità del compressore uguale a quello della turbina la coppia richiesta sarebbe la stessa richiesta se i due fossero accoppiati meccanicamente, e quindi sarebbe difficile giustificare tale sistema alla federazione.
    Inoltre l'introduzione di un volano non farebbe altro che peggiorare le prestazioni, sia perché aggiunge un'inerzia ulteriore alla turbina, sia perché aggiunge massa da portarsi in giro.

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  16. secondo voi perchè la Ferrari ha accettato di modificare il sistema di protezione del turbocompressore con lo schermo in acciaio balistico senza che gli venisse imposto di farlo??

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  17. Ros_Zeta infatti la Ferrari non ha adottato e mai adotterà lo schermo in acciaio balistico, era una voce messa in giro da omnicorse ma smentita sia dai tecnici Ferrari che poi dalla stessa testata!!

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  18. Quando si toglie il gas la turbina inevitabilmente inizia a perdere giri tirandosi dietro il compressore che a sua volta diminuisce l'afflusso d'aria nei cilindri. Quando si riaccellera, anche utilizzando l'mgu-h per rimettere in moto il tutto si ha un erogazione di potenza comunque brutale. Ora se mercedes, staccando al momento del rilascio la turbina il volano farebbe si che tutto quello che si trova a monte cobtinui a riotare alla stessa velocità di prima mantebendo anche il compressore in tiro, al momento di riaccelerare il turbo lag sarebbe inesistente perchè il compressore avrebbe continuato a funzionare quasi come se fosse in piena acclerazione ed il turbo ripartirebbe senza l'inerzia del compressore e dell mgu-h e ció fa anche risparmiare energia.

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  19. non serve misurare se le velocità angolari dei due organi in rotazione siano uguali, è semplicemente impossibile che lo restino altrimenti sono riusciti a confutare una legge di natura (assimiliabile concettualmente al 2° principio della termodinamica).

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  20. quindi come fa, secondo te, ad essere legale una cosa del genere? ti ricordo il punto 5.1.6 del regolamento tecnico. Io ho grossi grossi dubbi
    5.1.6
    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.
    5.2.4
    The MGU-H must be solely mechanically linked to the exhaust turbine of a pressure charging system. This mechanical link must be of fixed speed ratio to the exhaust turbine and may be clutched.

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  21. Io non penso che lo 'stacco' sia tra turbina e compressore. Secondo me, si stacca soltanto il MGU-H con il volano. Cosi quando togli il gas, il MGU-H non viene fermato dal compressore, ma continua a generare energia (quello che ne resta nel volano).

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  22. Caro Cristiano,
    semplicemente hai ragione: NON E' LEGALE!

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  23. a meno che non mantengano in rotazione anche la turbina ma a che pro?
    cmq si vociferava di un possibile reclamo .......... forse su questo?
    prendiamo la notizia con le pinze

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  24. Cristiano,pero' com'é disegnato adesso il sistema,il discorso cambia.C'é un albero solo ed un innesto fra MGU-H e l'assieme turbocompressore-albero.Un sistema del genere potrebberlo averlo tutti,volendo e ne parlavo gia' con l'anonimo delle 18.47 di ieri.Un sistema del genere credo permetterebbe di avere il turbocompressore sempre a giri piu' elevati rispetto ad un sistema tradizionale.Forse é stato studiato per ovviare alla scelta di avere le giranti piu' grandi rispetto a Renault e Ferrari.Il pegno da pagare sarebbe molto basso,ovvero la spesa iniziale per accelerare,alla partenza,il tutto grazie all'azione del motore MGU-H.Poi il sistema vivrebbe di rendita grazie al volano e all'intervento del motore che non credo sarebbe molto diverso rispetto ad una soluzione normale.Non so invece se tale sistema sarebbe vantaggioso per la ricarica MGU-H,nel senso che rallentando di molto i giri,per assorbire energia,poi ci sarebbe da pagare il pegno dell'inerzia del volano (anche per gli stessi gas di scarico).

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  25. Anonimo delle 11.26,ma dove le sentiresti le voci sul reclamo?Io la notizia del possibile meccanismo adottato da Mercedes la leggo solo qui.

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  26. questa soluzione è stata spiegata in diretta Sky da Vandone su suggerimento dell'ing. Lombardi. E' proposta anche da Autosprint di questa settimana e da Antonio Granato su F1Sport.
    Forse non l'avrò capita bene ma non mi so ancora spiegare come possa essere regolare

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  27. Io continuo a pensare che la frizione stacca solo il mgu-h, se così non fosse ovvia squalifica a mercedes per l'art. 5.1.6, ma la fia come avrebbe potuto omologare il tutto a inizio campionato????
    Io continuo a pensare che stacchino solo l'mgu-h, probabile che l'albero turbina-compressore sia tutto di un pezzo e attraversi l'mgu-h da parte a parte, passando all'interno dell'albero del mgu-h, poi con la frizione o semplicemente un meccanismo elettromeccanico che può essere fatto in vari modi, si collega e scollega all'occorrenza i due alberi. Il classico gruppo turbina albero e compressore deve essere il più leggero possibile per ridurre il ritardo in accellerazione, infatti più pesante è più tempo ci vuole a fargli prendere giri e aumenta il lag. Ma ora con il mgu-h che si occupa di accelerare l'albero-turbina-compressore, non è più necessario che questo sia leggero, anzi con il discorso di recupero energia, più pesa, più ci impiega a decellerare, per cui riesce a far funzionare l'mgu-h per un pò di tempo anche in fase di decelerazione, oppure come ho già scritto sopra serve per avere una minore diminuzione dei giri in rilascio per avere il tutto più efficiente quando si riaccelera visto che la turbina parte da un numero di giri più elevato(la resa della turbina e compressore sono esponenziali rispetto i giri che fanno, per cui partire ad accelerare da un maggior numero di giri fa lavorare il tutto in range dove sono più efficienti). In pratica più pesa turbina-albero-compressore e allo scopo aggiungiamo pure un volano, più energia cinetica si immagazzina quando si è ad alti regimi di rotazione, e quando si va in rilascio, questa energia cinetica si trasferisce al mgu-h, che la può mandare a immagazzinare nelle batterie. A chi pensa che l'albero lungo tra compressore e turbina della mercedes sia leggero, direi che trascura gli sforzi che deve sostenere, trascura che bene o male anche i dispositivi di aggancio e sgancio qualcosa pesano, e sopratutto che se vi è montato anche un volano direi che è impossibile pensare che si tratti di qualcosa di molto leggero. Ora mi sorge un altro quesito per chi ne sa di più: questo albero così lungo che gira a velocità elevatissime (vicino a 2000 giri al secondo?) dovrebbe avere un effetto giroscopico notevole, può essere che possa aiutare l'auto ad essere più stabile?Potrebbe farlo in modo solo trascurabile oppure sarebbe un effetto che si fa sentire?

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  28. mi sembra che tale accrocchio sia pesante, al limite se non oltre il regolamento, e che porta vantaggi secondo me minimi, se li porta. A meno che non si abbiano notizie certe dal fornitore della turbina direi che e' solo una indiscrezione

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  29. e, sempre secondo me, l'MGU-H e' gia' di per se una sorta di frizione, nel senso che rallenta la turbina per generare energia. Probabilmente c'e' un volano solidale con l'alberino che aiuta a non far scendere di giri la turbina....

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  30. E se in Mercedes avessero pensato a un sistema in cui al posto della wastgate sul sistema di scarico ne avessero una sul lato del compressore in modo da gestire la sovralimentazione scaricando l'aria superflua? In questo modo potrebbero comunque sia sfruttare tutta l'energia dei gas di scarico SEMPRE. Un compressore che sposta aria consuma poca energia, ne consuma solo quando deve comprimerla... ;-)

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  31. Secondo me lo schema corretto è:
    compressore-mot.elettrico-frizione-volano-frizione-generatore el.-turbina
    Peraltro questo è l'unico schema che necessita della disposizione compressore turbina utlizzata da Mercedes. tutte le altre sono replicabili anche negli schemi Renault - Ferrari.
    Veniamo ora alla regolarità del sistema:
    Allora signori, come mi insegnate, il regolamento di F1, purtroppo, non va semplicemente applicato, ma va interpretato con sapienza e creatività... o vogliamo dire forse che il muso o le ali flessibili sono irregolari? oppure, forse, sono irregolari le sospensioni carenate o le prese d'aria dei freni con evidentissime funzioni aereodinamiche.
    Allora cerchiamo di capire come il sistema sopradescritto può essere considerato regolare.
    Ma è semplice, utilizzando appositi sensori che controllano la velocità della turbina e del compressore è abbastanza semplice con l'elettronica di bordo controllare il motore elettrico ed il generatore elettrico disgiunti affinchè "inseguano" la stessa velocità. Chi ha compreso il "gioco" capirà l'enorme vantaggio che ha questo sistema nei transitori e nel probabile utilizzo come Traction Control eventualmente coadiuvato dalla valvola pop-off controllata elettronicamente a valle del compressore. Ma poi mi chiedo: chi controllerebbe l'eventuale differenza della velocità angolare in tutti i range di utilizzo? la Fia??? e con quale/i sensori??
    Personalmente penso che quell'articolo sia scritto volutamente in modo involuto ed arzigogolato proprio per lasciare spazio ad interpretazioni ardite e non certo per escluderle.
    Piuttosto mi chiedo: ma l'eventuale aria compressa in eccesso espulsa dalla valvola pop-off per evitare l'intervento della wastegate sarebbe semplicemente persa o usata convenientemente a fini aereodinamici come suggerivo in passato? es. acellerazione vena fluida etc..

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  32. secondo il regolamento tecnico che tra tra turbina e compressore non possono esserci frizioni.

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  33. A mio parere:
    Non credo che la Mercedes abbia studiato una soluzione tecnica per anni che in 5 minuti possono bloccargliela con un semplice controllo. L'albero della turbina non deve avere variazioni angolari rispetto all'albero del compressore, è un dato di fatto. Basta segnare i due alberi, fare anche solo un giro di pista controllare e sei squalificato. Non mi stupirebbe che tali controlli vengano anche già fatti.
    Quindi una frizione non ha senso di esistere.
    Un volano a mio parere ha ancor meno senso di esistere in quanto a che serve? A tenere la turbina in rotazione per avere meno turbo lag? A quello ci pensa il generatore che può trasformarsi velocemente in motore all'occorrenza.
    A mio parere la Mercedes ha deciso intelligentemente di sfruttare al 100% i gas di scarico a differenza della Ferrari (Renault non ho visto fotografie dettagliate per parlare).
    La Mercedes non ha Wastgate sullo scarico. Tutti i gas di scarico vengono convertiti in energia disponibile e la turbina viene fatta girare sempre al massimo dei regimi senza buttare via neanche un grammo di energia data dai gas di scarico. Per questo la turbina Mercedes è più grande perchè a differenza della Ferrari, e forse anche della Renault, deve "convertire" in energia più gas di scarico non avendo alcuna wastgate.
    Ora... se si fa girare troppo velocemente la turbina si avrà poi una pressione di sovralimentazione troppo alta, e qua entra in gioco una valvola comandata elettronicamente (facilmente una bypass che ributta l'aria in aspirazione) che regola la pressione di sovralimentazione e con assoluta semplicità può rendere un motore docile in uscita di curva...
    Avere la turbina che gira sempre al massimo del regime vuol dire avere una incredibile quantità di energia elettrica data dal generatore e che viene quindi sfruttata nei lunghi rettilinei senza passare da alcuna batteria e quindi senza limiti di quantità di potenza usabile.
    La posizione del compressore a mio parere è dettata da due semplici fattori: Lunghezza tubi di aspirazione (e relativo volume) e centralizzare le masse nel baricentro vettura. Il discorso temperature fa ridere a chiunque abbia un minimo di cervello... le temperature dell'aria compressa è data proprio dalla sua compressione, una turbina distanziata da un generatore non scalderà mai l'aria presente nel compressore, basta una semplicissima barriera termica.

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  34. Il regolamento prescrive la stessa velocità di rotazione per escludere riduttori o moltipliche.
    "L'albero deve essere progettato in moda tale da garantire la stessa velocità" questo esclude che il compito possa essere delegato all'elettronica.
    Oltretutto, ma qui siamo più in una zona grigia" non è possibile garatire esattamente la stessa velicità per via elettronica.
    Giustamente si è detto inseguire, e questo significa che la velocità di chi insegue sarà in ritardo o comunque la differenza di velocità non può essere inferiore all'errore di misura dei sensori.
    L'unica strada regolarmente percorribile sarebbe quella di un volano calettato su MGU-H e di una frizione per svincolarla dal moto del turbo-compressore.
    Questa soluzione avrebbe il vantaggio di un sistema aggiuntivo per l'immagazzinamento dell'energia (volano).
    L'energia che viene trasferita direttamente da MGU-H ad MGU-K mi risulta che non sia limitata e quindi sarebbero in aggiunta dai 2MJ permessi dalle batterie.

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  35. Io credo come sostenuto da Anonimo 12:47 e come a mio avviso si capisce abbastanza anche dal disegno, che l'albero tra turbina e compressore sia un solo pezzo; l'MGU-H, solidale con il volano, è dotato di un innesto che permette di renderli a loro volta solidali con l'albero turbina-compressore, o di separarli. In questo modo:
    1) Il regolamento è perfettamente rispettato (si noti che 5.2.4 dice esplicitamente che l'MGU-H "may be clutched" cioè è ammesso inserire un innesto!)
    2) Il vantaggio è che si favorisce il mantenimento della velocità dell'MGU-H durante i rilasci (invece il compressore DEVE rallentare in rilascio!); ciò comporta sia una ricarica extra delle batterie durante i rilasci, sia un minor dispendio di energia elettrica durante la successiva accelerazione, quando l'MGU-H ed il volano vengono reinnestati sul gruppo turbina-compressore per portarli il più rapidamente possibile al regime di rotazione richiesto.
    In effetti si va a creare un accumulo aggiuntivo di energia in forma di energia cinetica. Qualcuno ricorderà che agli albori del Kers, qualcuno aveva studiato una soluzione puramente meccanica, basata appunto su un volano. In quel caso sussisteva una complessità aggiuntiva data dalla necessità di portare la massa volanica ad una velocità angolare elevatissima per poter immagazzinare energia sufficiente anche a fronte di una massa limitata.
    In questo caso... problema risolto in partenza dato che il sistema lavora già di suo a velocità angolare molto elevata (100000 giri/minuto).

    Altro discorso poi, non in conflitto con questa questione, è quello (pure citato da alcuni) di mantenere sempre la massima generazione di energia elettrica dall'MGU-H quando il motore è in tiro, eliminando (o forse, meglio, gestendo al meglio) la wastegate. Siccome in questo caso da regolamento non c'è limite massimo all'energia che puo' essere direttamente trasferita dall'MGU-H all'MGU-K, è chiaro che chi ha saputo fare il lavoro migliore di recupero dell'energia dei gas di scarico si troverà con potenza in più e per di più disponibile per quanto tempo vuole

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    1. Quando i due assi vengono separati come fanno a girare sempre alla stessa velocità angolare? Il punto 5.1.6 prevede che l asse sia solidale e che abbia turbina e compressore abbiano la stessa velocità angolare

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  36. Allora è più ragionevole quanto da me detto: solo un semplice volano solidale con l'alberino che permette di non far scendere troppo velocemente di giri la turbina annullando o riducendo il turbo-lag e probabilmente, come detto da qualcuno, una pop-off a valle del compressore e non sullo scarico.

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  37. Cristiano, appunto 5.1.6 prescrive la stessa velocità angolare per compressore e turbina. E secondo me avendo anche la Mercedes un asse in un sol pezzo tra tali componenti, il regolamento è ovviamente rispettato.
    Invece 5.2.4 parla del collegamento meccanico tra MGU-H e turbina e dice che deve avere un rapporto fisso del regime di rotazione rispetto alla turbina (e quindi anche al compressore); di fatto penso che nessuno si sia avventurato a realizzare un rapporto diverso da 1:1.
    Ma la questione è che dice anche che tale collegamento meccanico "may be clutched" cioè che è possibile inserire un innesto.
    A questo punto, per quanto si possa considerare leggermente ambiguo il modo in cui è scritto il tutto, bisogna concludere che la prescrizione del rapporto fisso del regime di rotazione si applica, se l'innesto è effettivamente presente, quando esso è "in presa" (altrimenti non avrebbe alcun senso la presenza stessa dell'innesto)

    Certo che, assumendo che davvero solo Mercedes abbia implementato questa soluzione, voglio sperare che sia perché gli altri hanno ritenuto la soluzione non praticabile, e/o di scarso beneficio, e non che gli sia sfuggita la clausola "may be clutched" (questo sarebbe davvero grave).

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    1. Secondo me se si inseriscono frizioni si viola di fatto il regolamento...."the compressor and the turbine always rotate about a common axis and at the same angular velocity"... Se metti una frizione è proprio per permettere il disaccoppiamento velocità angolari.... Secondo me il "linked by a shaft" ha ben poche interpretazioni....no frizioni li in mezzo....

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  38. Cristiano, scusami se insisto, nella mia ipotesi non c'è nessuna frizione tra turbina e compressore e quindi essi girano sempre alla stessa identica velocità, come richiesto da 5.1.6.
    La frizione (innesto) è tra il gruppo turbina/compressore e l'MGU-H (solidale al volano), come esplicitamente ammesso da 5.2.4
    Non c'è violazione, dato che il regolamento parla in modo esplicito di questo innesto!!

    Ammetto che il regolamento sia un tantino ambiguo e con un trabocchetto.
    Secondo me, il trabocchetto è l'ultima frase di 5.1.6, in particolare la parte che ho trascritto in maiuscole:
    " 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 ELECTRICAL MOTOR GENERATOR (MGU-H) MAY BE DIRECTLY COUPLED TO IT.

    Cioè l'MGU-H PUO' (ma non necessariamente DEVE) essere accoppiato direttamente al gruppo compressore-turbina

    E poi appunto in 5.2.4 si riprende il discorso citando esplicitamente la possibilità di inserire un clutch.

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  39. Antonio ma sulla Power Unit Mercedes turbina e compressore sono staccate. Compressore installato dietro la testa del pilota e la turbina dalla parte opposta. Quindi se MGU-H è solidale al volano quando viene staccata MGU-H dalla turbina c'è, secondo me, una chiara violazione del regolamento.

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  40. Secondo me Antonio l'unico modo perchè il tutto sia regolare quello che abbiamo descritto qui: http://www.f1analisitecnica.com/2014/04/posizione-della-fes-sulla-power-unit.html

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  41. io penso che per stabilire cosa sia sanzionabile e cosa no (indipendentemente da cosa contenga e come sia scritto l'articolo del regolamento con tutte le sue circonvoluzioni) bisognerebbe capire qual'è il metodo di controllo e, eventualmente, se qualcuno ha pensato a come aggirarlo. Ricordate le ali flessibili? i pesi posizionati in punti ove le ali pur flessibili non manifestavano formali irregolarità?
    Bene, ora al di là delle valutazioni circa lo spirito del regolamento, che sappiamo tutti quale valore hanno, vediamo se ci sono degli spazi interpretativi (si fa per dire) utili.
    Per me l'articolo del regolamento non esclude formalmente che l'alberino sia diviso in due parti (purchè ruoti sullo stesso asse) ne che siano due le frizioni.
    Ora, indipendentemente dalla utilita, non vedo eccezioni formali a far girare alla stessa velocità sia il compressore che la turbina rispettivamente "calibrate" dal motore elettrico e dal generatore rispetto al volano. Così come non vedo eccezioni formali all'innesto contemporaneo tramite frizioni del Volano tra i due alberini, sempre controllando che non ci sia differenza di velocità tra i due tramite il motore elettrico ed il generatore.
    Badate bene dico "eccezioni formali", parlo di velocità angolare e non di posizione angolare e parlo di un caso quasi ideale. Ora la verifica delle suddette condizioni in tutti i regimi di utilizzo sta ai metodi di misurazione previsti dalla Fia.
    Chi conosce quali sono?

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  42. Ciao Cristiano, quello che io ipotizzavo, come qualcun altro ha citato, è che l'albero in un pezzo tra compressore e turbina passi attraverso l'MGU-H.
    L'innesto sarebbe realizzato ad esempio con un giunto elettromagnetico concentrico (nel disegno originale a mio avviso schematizzato dal disco di colore giallo posto sull'asse del volano) che permette di rendere o meno solidale il gruppo MGU-H-volano con quello turbina-compressore.
    Ho visto lo schema nel tuo post più recente e concordo che anch'esso sarebbe probabilmente legale; in fondo, a parte l'eventuale gruppo di riduzione o moltiplicazione, l'unica differenza mi sembra (correggimi se sbaglio) che in tale schema solo il volano verrebbe inserito dalla frizione, mentre l'MGU-H sarebbe sempre solidale con compressore e turbina.
    Ho detto probabilmente legale perché potrei pensare che il gruppo frizione + volano possa essere considerato un organo del tutto "nuovo" e non previsto dal regolamento. Mentre, un volano incorporato nella MGU-H potrebbe essere facilmente considerato parte dello stesso e quindi non essere soggetto a contestazioni, come pure la frizione tra MGU-H e gruppo turbina-compressore, in quanto citata espressamente in 5.2.4.
    E' anche vero che se la mia (e di altri) ipotesi fosse corretta, la particolare disposizione con MGU-H tra turbina e compressore non sarebbe necessaria per realizzare lo schema, anzi sembrerebbe un po' una complicazione, a causa della necessità di far passare l'albero del gruppo turbina-compressore attraverso l'MGU-H.
    In effetti credo che possanno esserci svariati altri motivi dietro questa scelta:
    1) Ottimizzazione del lay-out e della lunghezza dei collettori di aspirazione e scarico che devono necessariamente essere raccordati rispettivamente al compressore ed alla turbina
    2) Banale, ma .. perché no... Spazi a disposizione dopo aver disegnato l'architettura ottimale di motore e testate
    3) Ottimizzazione termica; vero, si può isolare termicamente tra turbina e compressore, ma se si ottiene lo stesso risultato semplicemente allontanandoli chi, potendo scegliere, prenderebbe l'altra strada?

    P.S. da dove viene il disegno originale ?

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  43. Ciao Ros-Zeta, sicuramente sulla scorta di quanto avvenuto in passato, compresi gli esempi che citi, sarebbe ipotizzabile (anche se non sicuro) riuscire a far passare tra le pieghe del regolamento soluzioni un po' forzate.
    Pero' la questione che ti pongo è: quale sarebbe il vantaggio della soluzione che ipotizzi? se si fa uno sforzo immane per ottenere alla fine che tutto giri comunque alla stessa identica velocità, non c'è immagazzinamento di energia extra e il sistema si comporta come se fosse tutto in un sol pezzo.
    Invece credo che il vantaggio stia nel mantenere la bassa inerzia del gruppo turbina-compressore che deve poter smettere di "pompare" durante i rilasci, e invece accumulare energia cinetica nel gruppo MGU-H-volano, per averla disponibile quando turbina-compressore devono essere riaccelerati.

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  44. Il ghost writer del regolamento così come è successo altre volte dicono sia Ross Brawn, quindi non mi sorprenderei assolutamente di un vantaggio competitivo della Mercedes.

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  45. Qualcuno sopra ha scritto che c'è differenza tra velocità angolare e posizione angolare, ma alla fine se la velocità angolare è la stessa di conseguenza poi lo sarà anche la posizione angolare, non può esserci velocità angolare e posizioni angolari che variano. Se dopo un secondo, la turbina fa un giro esatto deve farlo anche il compressore, non può essere in anticipo o ritardo altrimenti avrebbe una velocità angolare differente.
    Poi sarebbe da capire se la frizione o innesto stacca solo il mgu-h oppure se stacca mgu h e volano. Per me rimane più possibile che la frizione stacchi solo mgu h, e che il volano in fase di rilascio permetta di ricaricare un pò di più le batterie fino ad un certo numero di giri, poi staccando solo il mgu h il volano continuerebbe a tenere ad un numero di giri elevato turbina e compressore per dover spendere meno energia con mgu h quando si riaccellera. Essendo che la turbina in rilascio sarebbe spinta dal volano, non frenerebbe i gas di scarico, anzi probabilmente aiuterebbe ad estrarli, forse per questo poi la mercedes si permette quei strani scarichi corti non raccordati.
    Nel caso invece che la frizione stacchi mgu h e volano assieme, ci sarebbe il vantaggio di recuperare energia in rilascio, come il caso precedente, però poi quando il mgu h riaccellera deve riaccellerare anche il volano che avrà rallentato moltissimo e l'energia che avrà immagazzinato in più in rilascio dovrà spenderla per riaccellerare il volano. Insomma il volano per dare energia in più deve immagazzinarla prelevandola dalla turbina e non dal mgu h altrimenti non ci sarebbe recupero di energia. Quest'ultimo caso potrebbe funzionare nel caso che il mgu h non accelleri l'albero turbina-compressore fino al massimo dei giri, ma solo fino ad un certo punto e da li in poi si arrangi il motore che ormai darà una dose importante di gas di scarico, in questa fase allora ci sarebbe una parte di energia in più immagazzinata nel volano proveniente dalla turbina. Forse in questo modo oltre che l'immagazzinamento di energia in più, ci sarebbe un aiuto nella gestione dell'accellerazione, per renderla un pò più dolce e facile da gestire dal pilota. A me continua sembrare più efficente e logico il primo caso, dove la frizione stacca solo mgu h. Ultimo quesito: siamo sicuri dell'esistenza del volano, la frizione e prevista dal regolamento, ma il volano non mi sembra. E poi appesantire un albero che gira così velocemente, provoca degli sforzi meccanici non indifferenti. Visto il numero di giri elevato forse basta appesantire turbina e compressore, magari ingrandendoli per avere un effetto sufficientemente simile ad un volano.

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