ERS Teknolojisi İle Güçlenen F1 Motorları

F1 arabalarının motorları ERS teknolojisi ile çok daha verimli. 1950’den beri koşulan F1 müsabakalarında içten yanmalı motorlar bu motorsporun ana temelini oluşturuyor. Fakat günümüzde içten yanmalı, pistonlu bu motorlar teknolojik gelişmelerin beraberinde getirdiği imkanlarla eskisine göre çok daha kompleks ve hızlı hale gelmişlerdir.

Gerçekten bugünkü Formula 1 araçlarının motorlarının özelliklerine baktığımız zaman 1.6 litre entegre turbolu 6 silindir motor mevcut. Fakat bu sıradan gözüken teknolojiyle mühendisliğin harmanı olan motorun asıl alametifarikası Türkçe karşılığına Enerji Geri Dönüşüm Sistemi diyebileceğimiz ERS’dir. ERS teknolojisini basitçe tanımlayacak olursak aracın motorla birlikte güç üretimini sağlayan güç ünitesi parçalarından biridir ve frenlerden ve egzozlardan çıkan ısı enerjisini geri dönüştürür. Böylece güç ünitesinin performansını ve verimliliğinde ciddi oranda artışa yol açar. Peki genel olarak F1 arabalarının motorları yani güç üniteleri hangi parçalardan oluşur, nasıl çalışır ve ERS teknolojisi nedir?

1- Motor Bölümü

Güç ünitesinin motor kısmında 1.6 litre dik açıyla yerleştirilmiş 6 silindirli ve tek turbolu bir motor yer almakta. Yukarıda da bahsettiğimiz gibi, çalışma prensibi olarak temel içten yanmalı motorlarla aynı. Hava filtresinden alınan hava kompresör ve intercooler denilen parçalardan geçiyor fakat buradaki fark, motorda yer alan hava haznesi. Buradaki karbonfiber hava haznesinde toplanan havayla silindirler besleniyor ve bütün silindirlere eşit miktarda hava sağlanıyor. Bu eşit hava dağılımını da sağlamak için ayrıca özel bujiler kullanılıyor.

Buna ek olarak motorda yer alan silindirler Formula 1 takımlarının kullandığı yakıtlara ve yakıt tedarikçilerine göre farklı bir tasarıma sahip. Yani yakıt tedarikçileri yakıtlarının moleküler yapısını markalara sunuyor, markalar da bu yapıya uygun olarak silindirlerin konumunu ayarlıyorlar. Böylelikle yakıt ve silindirler uyum içinde çalıştığı için hava ve yakıt karışımı eşit oranda dağılıyor ve yanma da her yerde eşit yaşanıyor. Bu yakıt ve motorun verimiliği ile motor yakıtının enerjisinin yüzde ellisi harekete yansıyabiliyor. Bunun, günümüz binek otomobillerindeki oranın %30 olduğunu düşünürsek gerçekten mühendislik ve teknolojik açıdan büyük bir gelişme olduğunu söyleyebiliriz.

2- Elektronik ERS Bölümü

Güç ünitesinde içten yanmalı motor bölümünün dışında ERS kısaltımıyla anılan elektronik bir ünite yer alıyor. Yani bu motorlar turbo hibrit motorlar ama sıradan binek otomobillerde görmekte alışkın olduğumuz bir sistem mevcut değil. Yani sıradan hibrit motorlara göre teknolojik yönü daha ağır basıyor diyebiliriz. ERS bölümünde birbirinden farklı iki adet motor ve pil ünitesi mevcut. Turbo hibrit ismini almasına neden olan elektronik kontrol ünitesi de bu parçanın içinde yer alıyor. Bu elektronik ünite işlevlerine göre MGU-K ve MGU-H denilen kinetik ve ısıl ünite olarak ikiye ayrılıyor.

MGU-K ( Kinetik Ünite)

Kinetik ünite araçların motorunun krank miline bağlanıyor. Isıl ünite ise motorun turbo türbinine bağlı ve araçlar düzlüklerde hızlanıyorken hızlanmaya bağlı olarak tirbünler daha hızlı dönüyor. Turbo kompresörü çeviriyor ve turbonun üzerinde artan enerjiyle ısıl ünite jeneratör görevi görüp türbindeki enerjiyi depoluyor veya enerjiyi kinetik üniteye verip krank miline gücü iletiyor. Bu ekstradan oluşan güç ise arabalara yaklaşık olarak ekstradan 160 beygir kazandırıyor.

MGU-H (Isıl Ünite)

Araç virajlarda yavaşlamaya başladığında ise kinetik ünite bu sefer jeneratör olma görevini üstleniyor ve depoladığı enerjiyi ısıl üniteye aktarıyor. Böylece araçlar yavaşladığı zaman turbo türbinlerinin dönme hızı azalmıyor ve turbo gecikmesinin önüne geçiliyor. Aynı zamanda pilotlar tekrar gaza bastıkları zaman basınç ve itiş kaybı olmadığı için araçlar ivme kaybetmeden yarışa devam edebiliyorlar. Bu sırada turbo yüksek devirler çevirdiği için elektronik kontrol üniteleri de bu devirlerin altına inmesin diye turboyu kontrol ediyor. Pilotlar da yarış içinde ERS ünitesi ayarlarıyla pistin koşullarına ve uygulayacakları stratejilere göre direksiyon üzerinden değişikliker yapabiliyor. Bunu da standart elektonik kontrol ünitesi vasıtasıyla gerçekleştiriyorlar (SECU).

Sonuç olarak, pistteki rekabetin sadece pilotlardan ibaret olmadığı Formula 1 yarışlarında kullanılan motorlar, ERS teknolojisiyle daha da verimli ve kompleks hale geliyor. İşin mühendislik boyutu bir yana, F1 araçlarında kullanılan teknolojiler gerçekten binek otomobil dünyasına da yön verecek nitelikte. Acaba Motorsporları severlerini ERS teknolojisi dışında rekabeti farklı boyutlara taşıyacak başka hangi gelişmeler beklemekte?