שיטת ההצתה והבעירה החדשה במנועי פורמולה 1 בדרך לייצור סדרתי

  • החל מ-2014 מותקנת במנועי פורמולה 1 הצתה בשיטת Turbulent Jet Ignition.
  • בשיטת הצתה זו רמת היעילות של המנועים מגיעה ל-47%, ומאפשרת חסכון ניכר בצריכת הדלק.
  • Mahle מתאימה את המערכת להתקנה במנועים סדרתיים.
תרשים מערכת JTI למכוניות סדרתיות. המחקר והפיתוח נעשים על מנועי פורמולה 1 (Mahle)
תרשים מערכת JTI למכוניות סדרתיות. המחקר והפיתוח נעשים על מנועי פורמולה 1 (Mahle)

אוטוניוז, 22.10.2016 – פורמולה 1 היתה מאז מעולם אחת המעבדות החשובות ביותר לפיתוחים אוטומוטיביים (למרות שלא תמיד היא קיבלה את הקרדיט לכך). חידושים כאלה הביאו ליתרונות משמעותיים לקבוצות שהיו ראשונות לישמן. בשלוש השנים האחרונות מרצדס-בנץ שולטת בזירת הגרנד פרי באופן מובהק ולאחד החידושים הטכנולוגיים הנסתרים מהעין, עמוק בתוך המנוע, היתה תרומה ניכרת לכך ולזכיית הקבוצה בשלוש אליפויות עולם ליצרנים ולנהגים בשנים 2014-2016 (רק שמו של אלוף העולם 2016 טרם הוכרע).

למרצדס יש יתרון ברור במערכת הכוח, אלא שמערכות הכוח ההייברידיות בעידן הנוכחי של הפורמולה 1 הן מורכבות ולא תמיד ברור מהיכן נובע היתרון. אולם היתרון של מרצדס נובע משיטה חדשה להצתת תערובת הדלק-אויר בתא הבעירה של המכונית, המכונה Turbulent Jet Injection (TJI).

מטרתה העיקרית של ה-TJI היא הגברת נצילות הדלק או לחילופין השגת חסכון בצרכת דלק, מטרות שמתכנני מנועים לאורך יותר ממאה השנים האחרונות שאפו להשיגן. הפעם המטרה מושגת באמצעות שינוי בשיטת ההצתה והזרקת הדלק.

תהליך הבעירה העיקרי מתרחש אמנם בתא הבעירה הגדול, שהתערובת בו נדחסת כאשר הבוכנה נעה כלפי מעלה, אולם ההצתה מתרחשת בתא בעירה קטן, הנמצא מעל לתא הבעירה הגדול. לתא בעירה זה מוזרקת כמות של כ-3% מהדלק המשמש לבעירה. מעל לתא מותקן מצת המצית בזמן קבוע מראש את התערובת העשירה הנמצאת בתא. בתא הבעירה העיקרי התערובת היא עשירה פחות. כאשר מתרחשות ההצתה והבעירה בתא הבעירה הקטן, סילוני אש עוברים דרך חרירים הנמצאים במחיצה המפרידה בין שני התאים ומציתים את התערובת בתא הבעירה הגדול (שהוזרקה קודם לכן באמצעות מזרק אחר מזה המזריק לתא הבעירה הקטן). כתוצאה מכך הבעירה בתא הגדול היא אחידה יותר בכל נפח התא וגורמת להתחממות פחותה של דפנות הצילינדר, מה שתורם להגברת היעילות של המנוע.

מרצדס היתה הראשונה ליישם את הטכנולוגיה הזו במנועי הפורמולה 1 כבר בתחילת עונת 2014, העונה הראשונה של יחידות ההנעה הטורבו-הייבריד עם מנועי V6 ואכן אז היה יתרונה גדול. פרארי החלה ליישם את הפתרון הזה באביב 2015 ובמנועי רנו השיטה הזו מיושמת, להנאתם של נהגי רד-בול, החל מהגרנד פרי הקנדי 2016. השיפור בתחרותיות של רד-בול הוא אכן ניכר (במהלך 2015 ראשי רד בול לא חדלו לתקוף את רנו בגין המנוע הבלתי מספק שסופק להם עד כדי איומים בניתוק הקשרים בין שתי החברות. אלא שלרד בול לא היתה כמובן אופציה אחרת). הונדה, יצרנית המנועים הרביעית בפורמולה 1 משתמשת אף היא בטכנולוגיה זו.

לפי מרק יוז, פרשן הפורמולה 1 של Motorsport, ב-2014 הספק מנוע מרצדס עמד על 870 כס"ב ואילו כעת ההספק הוא 950 כס"ב, כלשהערכתו עיקר השיפור הושג הודות לשיפור מערכת ההזרקה החדשה בנוסף לשיפורים בתרכובת הדלק ובמערכות החשמל. בתקופה זו השיגו חלק מהיצרניות שיפור ניכר ביעילות הבעירה מ-40% ל-47% (היעילות, ידועה גם כנצילות, היא כמות האנרגיה המועברת להנעת המכונית מסך האנרגיה המופקת במנוע. במנועי בעירה פנימית רגילים היעילות אינה עולה על 35% כשרוב האנרגיה מתבזבז כאנרגיית חום. צריך לקחת בחשבון שגם במורד הדרך, עד לגלגלים יש איבודי אנרגיה במערכות התמסורת).

המערכת שפרארי משתמשת בה פותחה ומיוצרת ע"י Mahle, יצרנית הרכיבים. "התוצאה של כך [של ההצתה בתא הבעירה הקטן] היא של התהוות סילוני פלאסמה המגיעים לבוכנה קודם כל בגבול החיצוני ומציתים את שארית התערובת," נכתב בדו"ח של Mahle. "בעוד שהצתה רגילה מתחרשת ממרכז הצילינדר, ב-Jet Ignition של Mahle, היא מתרחשת בעיקר מהחוץ פנימה. זה מאפשר שריפה טובה יותר של תערובת הדלק. התוצאה היא יותר כוח עם הרבה פחות שאריות.

"אולם זהו רק צעד ביניים [הפיתוח לפורמולה 1]. Mahle מפתחת כעת את התהליך לכלי רכב סידרתיים מאחר שטכנולוגיה זו פותחת את הדרך לרמות נצילות של מנועי בנזין שלא ניתן היה להשיגן בדרך אחרת אלא רק עם מנועי דיזל. מבחנים על מנועים בייצור המוני כבר הראו שרמות צריכת דלק שלפני כן לא ניתן היה לשערן ניתנות להשגה עם Mahle Jet Ignition במנועי בנזין."

תגובה ראשונה

תגובה

כתובת האימייל שלך לא תפורסם


*


עשו מנוי לניוזלטר של אוטוניוז
עשו מנוי לניוזלטר וקבלו את כל העידכונים
תודה על עשיית המנוי. עליך לאשר את כתובת האימייל כדי שנוכל לשלחו אליכם. אנא בדקו את האימייל ובצעו את ההוראות.
אנחנו מכבדים את פרטיותכם. לעולם לא נעביר את פרטיכם לצד שלישי
Don't miss out. Subscribe today.
×
×
WordPress Popup Plugin