2016’nın McLaren-Honda’sı şu an bulunduğu dipten uzaklaşıp ciddi bir adım atamazsa bu büyük bir sürpriz olur. Honda geçen yılın güç ünitesinin enerji geri dönüşümü konusundaki sınırlamalarını anladı, sorunun kaynağını biliyor ve hiç şüphesiz ikinci denemesinde büyük adımlar atacak. Motorsportmagazine.com’tan Mark Hughes Honda’nın tasarım anlayışının neden sınırlı olabileceğini açıklıyor.
Şirketin motor sporları şefi Yasuhisa Arai küçük türbin ve kompresörün motorun V’sinin içinde olduğu ‘Sıfır Beden’ konseptini koruyacaklarını doğruladı. F1’in hibrid çağında enerji transfer verimliliklerinin ne kadar hızlı geliştiğini düşünürsek bu sıfır beden konsepti Honda’nın güç ünitesinde uzun vadede kısıtlamalara neden olmaya başlayabilir. Enerji verimliliğinin artmaya başlamasıyla birlikte bu konsept artık işe yaramaz hale gelmiş bile olabilir!
Sıfır beden neden işe yaramaz hale gelmiş olabilir?
Mercedes’in motor şefi Andy Cowell Mercedes’in türbin ve kompresörün boyutuna nasıl karar verdiğini söyledi: “Bu boyut turbo bileşeninden elde edeceğiniz verimliliğin seviyesine göre değişiyor. Eğer elektrik kısmın, yani güç elektronikleri ve MGU-K’nın o kadar verimli olamayacağını düşünüyorsanız büyük bir türbin kullanmanın bir anlamı yoktur. Çünkü tur zamanı simülatörü kranka bağlı MGU-K’nın üzerine kurulu. Eğer türbinden MGU-H’ye 100 kW aktarabilmeyi düşünüyor ancak kranka sadece 50’si gidecekse bu çöpe atılan 50’nin getireceği soğutma ağırlığı ve hacmini de düşünmelisiniz ve bu da daha büyük bir türbinin avantajını gölgeliyor.”
Mercedes güç ünitesinde kompresör V’nin dışında bulunuyor. Türbin ve kompresör her yıl daha büyütülüyor ve bu sayede artan turbo bileşeni enerji transfer verimliliğinden tam avantaj kazanmak sağlanıyor. Teknolojinin yeni olduğu düşünüldüğünde, bu verimlilikler inanılmaz bir oranda artıyor. V8 çağında KERS kullanılmaya başlandığında, elde edilen enerjinin yüzde 39’u kranka dönüyordu. 2014’te, yeni kuralların ilk yılında, bu oran yüzde 85’e çıktı. Şimdi ise, en azından Mercedes için yüzde 95 oranları mevcut. Termal verimlilik ise (yakıtın enerjisinin ne kadarının krankta üretilebilmesi) Mercedes’te yüzde 47’ye ulaşırken 2014 ünitesinde ise yüzde 40’tı. V8’lerde bu değer yüzde 29 civarındaydı.
Şu an Mercedes’in enerji depoladığı ve dönüştürdüğü değerlerde turbo kompresörü V’nin içine sığabilmek için aşırı büyük. Turbonun boyutunu V’nin içine sığacak şekilde kısıtlamanın getirdiği küçük ve kısalık avantajı McLaren’ın aracın arka kısmını diğerlerinden çok daha sıkı paketleyebilmesini sağlamıştı. Bu tasarım aracın kola şişesi adı verilen arka kısmında görülebilir, hava akışının artması ve yere basma kuvveti üreten yüzeylere (arka fren havalandırmaları, difüzörün üstü ve arka kanadın arkasındaki basınç etkisi) ulaşması ile daha fazla yere basma kuvveti üretilebiliyor. Bu da arka kanadın önünün motor kapağı ile kapanmasının önüne geçiyor ve daha iyi çalışmasını sağlıyor.
Yani sıfır beden tasarımının verdiği aerodinamik tur zamanı getirisi ile turbo kompresörünü V’nin dışına alarak kazanılan enerji verimliliğinin getirdiği tur zamanı getirisi arasında bir terazi bulunuyor.
McLaren ve Honda için hayati olan soru güç ve aerodinami kombinasyonunun ne kadar iyi olduğu ve Honda’nın gelişen teknolojideki verimlilik ve güç kazançlarını ne derece uygulayabileceği. Honda’nın turbo sistemi Mercedes gibi toplanan enerjinin yüzde 95’ini kranka aktarabilecek kadar iyi mi? Değilse, kompresörün en verimli olduğu boyut V’nin içine sığıyor ve bundan kaynaklanan güç kaybı getirdiği aerodinamik avantaja göre ne durumda?
Geçtiğimiz yıl Arai 2016 güç ünitesinin daha büyük bir turbo içereceğini ancak hala V’nin içinde konumlandırılacağını söylemiş ve yeni boyutun Mercedes’in 2015 turbosu ile aşağı yukarı aynı boyutta olacağını öngörmüştü: “Mercedes’in nasıl bir gelişim yapacağını bilmiyoruz elbette.” Ancak Mercedes’in daha da fazla geliştiğini ve turbonun boyutunu artıracağını biliyoruz, Cowell geçtiğimiz hafta Mercedes’in güç ünitesi fabrikası Brixworth’taki bir basın toplantısında bunu doğrulamıştı.
Burada sorulması gereken soru açık. Eğer güç ünitesi performansı olarak gerekli ideal turbo boyutu V’nin içine sığabilecekten daha büyükse (ki öyle görünüyor), Honda’nın dar tasarımının aerodinamiğe kattıklarının getirdiği tur zamanı faydasına değiyor mu? Şu an bu terazi yakın bir dengede olsa bile (ki Mercedes’in tasarımının çok daha verimli olması gerçek bile olabilir), Honda bu sıfır beden tasarımı ile çok daha büyük kompresörlere ihtiyaç duyacak verimlilik gelişimlerini nasıl geliştirecek?
2016’nın sıfır beden tasarımı neden ciddi şekilde gelişmek zorunda?
Turbonun boyutu tüm güç ünitesinin verimliliğinde hayati önemde ve geçtiğimiz sezon Honda’nın geride kalmasının altındaki sebepti. Daha küçük türbin ve kompresörün daha büyükleri ile aynı işi yapabilmesi için çok daha hızlı çalışması gerekiyor. Honda’nın turbosunun Mercedes, Ferrari ve Renault’nun kullandığı 95-100000 devir dakika’nın da ötesinde çalışabilmesi gerekiyor ancak turbo şaftına bağlı olarak kullanılan MGU-H kurallarda 125000 devir dakika ile sınırlandırılmış durumda. Bu da gereken verimlilik tavan noktasına ulaşılamaması demek oluyor. Arai şöyle demişti: “Sorun türbin ve kompresörün ikisinde de verimliliğin olmamasıydı. Çalışması gereken devirde verimsizdi.”
Honda türbin tarafından oluşturulan egzoz gazı basıncı ile ilgili bir kısıtlamaya karşı çalışıyor. Bu geri basınç içten yanmalı motorun gücünden çalıyor. Elbette geri basınç arttıkça turbo daha fazla güç üretiyor, ancak daha fazla geri basıncın getirdiği daha fazla gücün de ideal bir verimlilik sınırı var ve bu da azami yakıt akışı ve yarışta kullanılan yarış miktarı ile kısıtlandırılmış durumda. Daha yavaş çalışan daha büyük bir turbo bu ideal noktanın daha yüksekte olabilmesi potansiyelini getiriyor.
2015 Honda’nın turbosu küçük boyutlarının yarattığı eksikliği kapatabilmek için yeterince hızlı çalışamıyordu. Yakıt akış kuralları tarafından belirlenen kısıtlamaya ulaşamadan önce Honda kendi türbin-kompresör-motor döngüsünün kayıpları ile karşılaşıyordu. Bir noktada daha hızlı dönmesinin götürdüklerini karşılamadığı yere ulaşıyordu. Bu nokta da Honda’nın ERS’sinin yeterince enerji üretip sağlayamadığı yere tekabül ediyor.
Kendi verimsizliği tarafından sınırlandırılmış hızdayken küçük Honda türbini, MGU-H’nin izin verilen 160 beygirlik gücün ancak 40 beygirini çalıştırabilecek kadar enerji üretebilmesi sonucunu doğuruyor. Tam gaz olarak 33 saniyeden fazla gidilen herhangi bir pistte o tur depolanan tüm batarya enerjisi kullanılabiliyor. 33 saniyeden daha fazla tam gaz gidildikten sonra MGU-H sadece 40 beygir güç sağlayabiliyor.
Küçük 2015 kompresörü, verimsiz türbin hızı ile birlikte yeterli emme basıncını oluşturamıyor. Verimsiz türbin tüm egzoz ısısını karşılayabilecek kapasiteye sahip değil. Düşük türbin performansı = düşük kompresör performansı = daha az yanma = daha az egzoz gazı üretilmesi = türbinin çalışabilmesi için daha az gaz olması. Verimsiz bir türbin demek kendisine sunulan görece az ısıyı bile kullanamamak anlamına geliyor. Tüm mekanik döngü bataryayı dolduracak yeterli enerjiyi yakalayıp sağlayamıyor ve bu da döngünün verimliliğini düşürüyor.
Buradaki anahtar nokta türbin ve kompresörden daha fazla enerji elde ederken elektriksel depolamanın da buna göre çalışabilmesi. GPS analizinde Honda’nın içten yanmalı motor performansı Mercedes’ten 40 beygir daha azken aslında Renault’nun küçük bir miktar önünde olduğu anlaşılıyor.
Bu potansiyeldeki artışın bir kısmı turbo boyutunun büyümesinden gelecek. Ancak ondan da sonrasında, bu dönen ünitelerin üzerinde çalışıldıkça artan verimlilikler karşısında büyümeye devam edecek. Arai geçen sezonun sonlarına doğru şunu söylemişti: “Birçok farklı turbo tasarımlarını inceliyoruz”
Türbin ve kompresörün içindeki kanat tasarımları inanılmaz karmaşık bir sanat çalışması. Değişken yarıçaplar ve çifte kanatçıklar daha küçük paketlemeye ve ideal gaz dinamiklerine ulaşılabilmesine imkan veriyor. Bunları optimize etmek hayati önemde, ancak enerji dönüşüm verimliliğini V’nin içerisine konumlandırılabilecek en büyük turboya göre yapmak Honda’nın 2016’daki rekabet düzeyini belirleyecek anahtar faktör olacak.
Ancak uzun vadede Mercedes’i yakalama ve yenme hedefleri düşünüldüğünde Honda güç ünitesinin temel sıfır beden varsayımını yeniden düşünmek zorunda kalacak mı? Artık motor gelişim bilet sistemi de 2017’den itibaren çöpe atılıyor, belki de Japonya’daki Ar-Ge elemanlarının üzerinde çalışmakta olduğu şey budur…
![[FORJUSTICE]^Chemistry Scholar #ForzaFERRARİ avatarı](https://secure.gravatar.com/avatar/5e8e1e60443fea630f24cc78c502c7a4?s=40&d=mm&r=g){kind=avatar}
Bir yanıt yazın