Power Unit 2015: tra conferme e cambiamenti! - FUNOANALISITECNICA F1ANALISITECNICA
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Power Unit 2015: tra conferme e cambiamenti!

Tra pochi giorni partirà la stagione 2015 di Formula 1. A livello regolamentare, rispetto alla scorsa stagione, è cambiato molto poco; gli unici cambiamenti di rilievo che sono stati introdotti nel regolamento tecnico sono relativi a:
  • muso delle vetture;
  • lo sviluppo in stagione delle Power Unit
Per quanto riguarda lo sviluppo in stagione delle Power Unit, la FIA ha stabilito il NON congelamento a fine febbraio ma, i fornitori di motori, avranno ora la possibilità di introdurre aggiornamenti durante tutta la stagione. Resta comunque fissato a 32 il numero di gettoni (o tokens) a disposizione di ciascun produttore per lo sviluppo. Questo vale per Ferrari, Mercedes e Renault mentre per Honda la questione è leggermente diversa in quanto potrà disporre, durante la stagione, di un  numero di gettoni pari alla media di quelli non utilizzati dagli altri fornitori (cosi ha deciso Whiting).

Il tutto verrà stabilito dai tecnici della Federazione il giovedì antecedente alla prima gara inaugurale in quel di Melbourne dove dovrebbero anche esser resi pubblici i gettoni utilizzati dai vari motoristi. 


E importante segnalare che, le novità e quindi l’utilizzo dei gettoni in stagione possono essere introdotti e spesi solo quando si cambia l'unità. Quindi, sulle Power Unit che i team utilizzeranno a Melbourne non sarà possibile introdurre nessuna novità durante l'arco della stagione. Se i team decideranno di utilizzare dei gettoni dopo Melbourne dovranno utilizzarli sulla seconda unità, quindi non potranno riportare le modifiche sulla prima unità e cosi via fino alla quarta Power Unit consentita. 

Andiamo ora ad analizzare ciascuna Power Unit cercando di dare un'indicazione di massima sulla disposizione dei componenti interni, mettendo in risalto i cambiamenti fatti rispetto al 2014. 

FERRARI
Rispetto alla scorsa stagione il posizionamento delle componenti interne della Power Unit è rimasto invariato anche se, i miglioramenti fatti, soprattutto sulla parte elettrica sono stati notevoli. 

Il gruppo turbina compressore, sempre Honeywell, è stato maggiorato per riuscire a ricavare una potenza maggiore dal motore endotermico e di conseguenza anche dal motore elettrico MGU-H. L'energia ricavata da MGU-H può essere immagazzinata in batteria oppure essere trasmessa direttamente a MGU-K.

L'unica novità di rilievo è il lavoro fatto sui collettori di scarico che sono stati accorciati per massimizzare al massimo il recupero di energia. Confermata la sovralimentazione ad impulsi e l'intercooler collocato all'interno della V delle due bancate.
I flauti per il sistema di iniezione sono prodotti utilizzando il titanio Ti-6AL-4V solubilizzato ed invecchiato. Il sistema di iniezione, realizzato dalla Magneti Marelli, è in grado di arrivare a pressioni di 500 bar.

A Maranello, per ora, non hanno utilizzato i cornetti di aspirazione variabile.

Il serbatoio dell'olio è stato nuovamente collocato fra telaio e motore, mentre l'MGU-K è rimasto nella zona posteriore, alloggiato nella trasmissione.



HONDA
E' senza dubbio l'oggetto misterioso di questa prima parte di stagione in quanto, visto che ancora si conosce ben poco della Power Unit giapponese.

Le nostre informazioni ci indicano che i giapponesi hanno "splittato" il gruppo turbina compressore, in stile Mercedes. Infatti, come potete vedere dallo schema in basso il compressore è posizionato nella parte anteriore dell'unità endotermica mentre la turbina nel posteriore. In mezzo è stato piazzato il motore elettrico MGU-H.

Ancora non è ben chiaro se l'intercooler sia stato messo nella parte superiore (noi continuano a seguire questa strada) del propulsore o sulla fiancata destra come si era visto nei test di Abu Dhabi nella scorsa stagione.

I giapponesi, così come la Ferrari, utilizzano il sistema di iniezione progettato dalla Magneti Marelli che è in grado di raggiungere una pressione di 500 bar. A differenza del Ferrari, invece, sono stati utilizzati, fin da subito, i cornetti di aspirazione variabile.

Molto particolare il posizionamento dell' MGU-K: tutti i team hanno collocato nella parte posteriore della vettura mentre i  giapponesi, secondo indiscrezioni provenienti dal paddock, lo avrebbero collocato nella parte anteriore.


MERCEDES
Nonostante la Power Unit 2014 già molto performante i tedeschi hanno lavorato sodo per cercare di conservare e, magari, incrementare il divario prestazionale rispetto agli altri motoristi.

Il sistema ibrido è stato ulteriormente potenziato con un nuovo MGU-K in grado di recuperare potenze maggiori e in maniera più costante.

La grossa mole di lavoro però è stata fatta sull'unità endotermica dove sono stati cambiati i collettori di scarico passando da una sovralimentazione a pressione costante ad una ad impulsi. In questo modo possono aumentare la pressione di sovralimentazione e, quindi, aumentare la potenza del termico. Per questo, le masse radianti, sono state leggermente aumentate. Sulla parte termica del motore sono state introdotte anche molte idee per migliorare il rendimento di combustione e per limitare gli attriti interni. Cambiato, inoltre, il sistema di iniezione realizzato dalla Bosch che è in grado di funzionare alla pressione di 500 bar. Durante i test sono stati provati i cornetti di aspirazione variabile ma ancora non è risaputo se saranno utilizzati anche a Melbourne e se verranno introdotti durante la stagione.


RENAULT
E' la Power Unit che è cambiata meno. E' stato conservato tutto inalterato rispetto al 2014, bocciando per ora le modifiche sul termico, apportate dal team di sviluppo (esterno) comandato da Illien.
Sono stati utilizzati i cornetti ad aspirazione variabile mentre il sistema di iniezione raggiunge una pressione di 250 bar.

Il propulsore risulta essere in questa prima parte di stagione il  meno potente del lotto ma con l'arrivo dell'estate si attendono molti sviluppi durante la stagione.



Cristiano Sponton

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8 commenti

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10 marzo 2015 13:26 delete

Quale può essere la motivazione Renault di mantenere accostata la parte calda e la fredda della turbina? Forse limiti di resistenza dell'alberino?

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10 marzo 2015 16:07 delete

E' una domanda a cui è molto difficile dare una risposta. Personalmente non vedo vantaggi in questa soluzione mentre trovo più sensata la scelta della Ferrari di mettere MGU-H tra Turbina e compressore.

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Ale
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11 marzo 2015 10:09 delete

Molto probabilmente per una migliore organizzazione dei flussi e degl ingombri....la questione separazione è stata un po' montata....di fatto compressore e turbina possono essere considerati adiabatici....anche se il compressore fosse un po' più caldo poco importerebbe al fluido (che assorbe pochissimo calore da quest'ultimo)....molto più importante è la temperatura dell'aria in ingresso...

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11 marzo 2015 17:30 delete

Vero.. l’adiabaticità di queste due macchine termiche non è altro che un approssimazione ingegneristica, considerato che il flusso all’interno di turbina e compressore è veloce e dunque la quantità di calore scambiata risulta piccola rispetto all’unità di portata massica. È però importante considerare che la stretta cofanatura delle vetture rende problematico lo smaltimento del calore prodotto dalla Power Unit; in tal caso avere una netta separazione tra i due componenti del sistema di sovralimentazione consente (oltre a un vantaggio di layout) di ottimizzare lo smaltimento di calore, concentrando tutta la parte calda, quindi dello scarico, vicino l’uscita del cofano e mantenere il più fredda possibile la zona di aspirazione. Giusta comunque la considerazione sulla temperatura dell’aria in ingresso.

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11 marzo 2015 20:34 delete

Il vantaggio di Renault è di poter sostituire l'MGU-H senza cambiare il turbocompressore.
Ovviamente è una mia ipotesi.

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Ale
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11 marzo 2015 21:44 delete

Si approssimazione ing...ma molto vicina alla realtà, negli impianti termoelettrici vengono addirittura isolati alcuni stadi...(tralasciando irreversibilità e fenomeni di recupero e controrecupero)...
Molto più probabilmente con il compressore in testa l'aria "fresca" non deve transitare per condotti interni al cofano e scaldarsi...
Rovescio della medaglia è l'albero molto lungo e quindi a parità di diametro meno rigido che potrebbe dare qualche noia nel comportamento dinamico del turbogruppo e sulla stabilità delle turbomacchine...

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12 marzo 2015 08:44 delete

Esattamente… la minor rigidità dell’alberino, causata appunto dalla maggior lunghezza dello stesso nella configurazione “split” del gruppo TC, viene ovviata sfruttando l’MGU-H come appoggio dell’albero in rotazione. Per quanto riguarda la stabilità non ci sono grossi problemi in genere; sono normalissimi gruppi di sovralimentazione, ben lontani dalle problematiche che si possono associare a turbogas multistadio a flusso assiale

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Ale
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13 marzo 2015 21:02 delete

Non intendevo instabilità tipo surge....il fatto di avere un albero poco rigido a livello torsionale, potrebbe far nascere fluttuazioni delle velocità angolari non proprio piccole e creare anomale iterazioni rotore/statore.....ci sono molto articoli accademici in merito....

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