Turbina "frenata" dalla MGU-H - Se fosse questo il vero segreto della Power Unit Mercedes - FUNOANALISITECNICA F1ANALISITECNICA
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mercoledì 16 aprile 2014

Turbina "frenata" dalla MGU-H - Se fosse questo il vero segreto della Power Unit Mercedes

Queste prime gare del campionato 2014 ci hanno mostrato la Mercedes con un vantaggio elevatissimo rispetto ai suoi diretti rivali.
Ascoltando le dichiarazioni di Aldo Costa, tale vantaggio non è da ricercarsi in un'area in particolare, bensì nell'ottimizzazione di ogni singola componente della vettura, con un'alta interazione tra di esse.
Ecco, interazione.
Questa è forse la parola chiave che i progettisti Mercedes avevano bene in mente nello sviluppare la Power Unit PU106A Hybrid.
Mercedes è riuscita ad impiantare nel motore termico una unità elettrica di prim'ordine, ed ha evitato il rigetto (come nelle operazioni chirurgiche umane, passatemi il termine) con una gestione elettronica sopraffina.
L'elettronica ormai permette di fare ogni cosa, pertanto quando si ha a che fare con essa, per realizzare cose superiori alla diretta concorrenza, bisogna pensare differentemente (Steve Jobs docet).
E' questo che molto probabilmente hanno fatto i motoristi Mercedes.
A livello meccanico-estetico, hanno ottimizzato al massimo il layout del gruppo moto-compressore (argomento già analizzato  nel precedente articolo http://www.f1analisitecnica.com/2014/04/i-segreti-della-power-unit-mercedes.html), ma probabilmente questo estro si annida anche nella gestione elettronica di questo originalissimo "Turbo".

Quando un motore termico sovralimentato viene fatto accelerare, esso aumenta la quantità dei gas di scarico espulsi, i quali permettono alla turbina di aumentare i propri giri. Quest'ultima, tramite un alberino, fa girare un compressore che immette l'aria in pressione nei cilindri. Essendo questo un sistema chiuso, l'aumento della pressione dell'aria in ingresso al motore aumenta la potenza del motore stesso, che genera ancora più gas di scarico, e quindi la turbina aumenta di giri, aumentando la pressione d'aria in ingresso al motore e così via...
Insomma, se non si limitano le pressioni, avviene l'autodistruzione del motore.
Per evitare questo, esiste una valvola, chiamata Wastegate: quando la pressione generata dal compressore raggiunge un valore target (3-4 bar, sto ipotizzando) tale valvola inizia ad aprirsi, creando un bypass ai gas di scarico, i quali andranno un pò verso la turbina, e un pò direttamente allo scarico. I motori turbo funzionano tutti così, ed è chiaro che l'energia dei gas non passanti per la turbina viene perduta.
La Mercedes deve aver trovato il modo di usare anche questa di energia, ma come???
Limitando il più possibile l'intervento della valvola Wastegate, l'unico componente che serve a "diminuire" la potenza ad un motore turbocompresso.
Quando la pressione del compressore raggiunge il valore target (e questo si ha normalmente durante la fase di piena accelerazione) l'elettronica imposta il motore MGU-H in modalità "Energy Recovery". Così facendo la turbina, e quindi il compressore a lei calettata, viene frenata ad un determinato numero di giri, mantenendo quindi costante la pressione al valore target.

In questo modo il motore termico genera la massima potenza, perché viene alimentato alla massima pressione prevista da progetto, ma allo stesso tempo il MGU-H sta recuperando l'energia che sarebbe andata dispersa con l'apertura della valvola Wastegate!
Questa energia viene inviata direttamente al MGU-K, visto che il regolamento non pone limiti alla quantità di energia trasferita tra i due motori elettrici.
Il risultato? Decine di cavalli sommati al motore termico, completamente GRATIS. Ecco spiegate le maggiori velocità in rettilineo rispetto ai rivali, che aprendo la valvola Wastegate come in un comune motore Turbo, perdono allo scarico energia preziosa.
Ovviamente, con le giuste strategie, questo sistema permette di ottimizzare prestazioni e consumi, permettendo alla monoposto Mercedes si essere la più prestazionale ed allo stesso tempo la più parca nei consumi.

Ora siamo il via alle discussioni che credo saranno molto accese...

Cristiano Sponton

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