Đang tải...

Công nghệ vật liệu Cuộc đua công nghệ KERS tại F1: Cực nhọc và tốn kém

Thảo luận trong 'Công nghệ mới' bắt đầu bởi GiacmoLambor..., 28/7/09.

Thành viên đang xem bài viết (Users: 0, Guests: 0)

  1. GiacmoLambor...
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    23/4/09
    Số km:
    497
    Được đổ xăng:
    10
    Mã lực:
    36
    Xăng dự trữ:
    331 lít xăng
    Theo quy định của Liên đoàn Ôtô Thế giới (FIA), bắt đầu từ năm 2009 các xe đua F1 phải được trang bị hệ thống thu hồi năng lượng khi phanh (KERS - Kinetic Energy Recovery System).
    [​IMG]

    KERS thực chất là hệ thống hybrid bao gồm động cơ điện, máy phát điện, ắc quy và phần mềm điều khiển. Khi phanh xe, hệ thống này sẽ biến động năng thành điện năng để nạp ắc quy và khi vượt hoặc tăng tốc, tay đua chỉ việc bấm nút khởi động động cơ điện. Đối với xe F1, vận tốc có thể thay đổi từ hơn 300 km/h xuống 70 km/h khi phanh, quá trình giảm vận tốc đột ngột như vậy sinh ra một lượng nhiệt rất lớn. Khi phanh, ma sát sẽ chuyển động năng của chiếc xe thành nhiệt năng và nung nóng đĩa phanh từ 4000 C lên 1.0000 C trên bề mặt có đường kính 278 mm, dày 28 mm. Năng lượng nhiệt sinh ra có thể đun nóng 1 kg nước chỉ sau 1 giây. Trong khi tại một cuộc đua, mỗi tay đua phanh khoảng 800 lần như thế.
    [​IMG]
    Theo những phân tích, về mặt lý thuyết, KERS có thể thu hồi lượng nhiệt tương đương 300 kilowatts, áp dụng KERS giúp xe có thể chạy nhanh hơn từ 0,1 đến 0,3 giây mỗi vòng đua và giúp xe tăng tốc để có các cú vượt đối thủ dễ hơn. Ngoài ra, hệ thống này cũng có tiềm năng trong việc ứng dụng vào các mẫu xe hơi thông thường. Về mặt này, F1 được ví như “phòng thí nghiệm” cho ra đời cũng như thử nghiệm các công nghệ xe tiên tiến nhất, đem lại những giải pháp hiệu quả nhất chuyển giao cho các mẫu xe thương mại.

    Tuy nhiên, việc ứng dụng KERS không hề đơn giản. Hiện nay vẫn còn nhiều vấn đề kỹ thuật cần được giải quyết. Nhiều tay đua vẫn còn tỏ ra lo lắng về độ an toàn của hệ thống này, nhất là điện giật. Thực vậy, tại cuộc thử nghiệm của BMW Sauber diễn ra vào tháng 7 năm nay trên đường đua Jerez khi tay lái thử Christian Klien lái xe về ga-ra, một kỹ thuật viên đã chạm tay vào xe và bị điện giật. Rất may nhân viên này chỉ bị thương nhẹ ở tay và chiếc xe đã phải ngừng hoạt động để kiểm tra.

    [​IMG]
    Một kỹ thuật viên của đội BMW bị ngã do chạm tay vào xe và bị điện giật khi thử nghiệm KERS

    Chuyên gia của BMW giải thích về hiện tượng này là do hỏng hóc trong bộ phận kiểm định của hệ thống KERS đã gây ra hiệu điện thế lớn giữa thành xe và vô-lăng. Thêm vào đó, trên chiếc xe còn xảy ra một hiện tượng vật lý hiếm do sự tương tác giữa hệ thống điện 12 Volt của xe và hệ thống điện có hiệu điện thế cao của KERS. Hiệu điện thế xuất phát từ hai hiện tượng nói trên đã chạy qua hệ thống điện 12 V, tới vô-lăng và thân xe làm bằng các bon tổng hợp và đã giật tay thợ máy. Trước đó, tại nhà máy của Red Bull cũng xảy ra sự cố với hệ thống KERS khi đội Red Bull thử nghiệm hệ thống này và họ phải gọi tới lính cứu hoả do khói và hơi nước phun quá nhiều. Trước đó không lâu, đội Red Bull Racing cũng suýt gây hỏa hoạn do sự cố với KERS.

    [​IMG]

    Mặc dù có nhiều vấn đề kỹ thuật xảy ra với hệ thống KERS, nhưng điều đó không làm không làm thay đổi được quyết định của Chủ tịch FIA, Max Mosley. Bởi trên thực tế KERS đã được ứng dụng thành công bởi Toyota Lexus với hệ thống 600 volt. Lãnh đạo các đội đua cũng tin tưởng vấn đề an toàn của KERS sẽ được giải quyết, vì đây sẽ là vấn đề an toàn hàng đầu với các đội, mặc dù các đội biết rằng chi phí cho phát triển KERS là khá tốn kém. Để phát triển công nghệ KERS trong các năm tới thì các đội phải bỏ ra khoảng 35 triệu bảng.

    Adam Parr, Giám đốc điều hành của Williams, không lo ngại vấn đề chi phí: “Chi phí dành cho KERS chiếm khoảng 10% ngân sách dành cho hệ thống khí động và các linh kiện hốn hợp, đó không phải là số tiền lớn và chúng tôi cho rằng đó là khoản đầu từ đúng cho tương lai. Về mặt cạnh tranh, tôi không nghĩ rằng nó là yếu tố tạo nên sự khác biệt giữa các đội, mà nó có ý nghĩa ứng dụng ngoài đời hơn là trong F1”.

    [​IMG]

    Điểm qua các đại gia trong F1, McLaren đã bắt tay với Freescale Semiconductor (nhà chế tạo bán dẫn ở Mỹ, đi đầu về cung cấp các thiết bị bán dẫn cho ôtô) để phát triển KERS từ năm 2010. Hai bên hy vọng rằng sự họp tác này sẽ giúp McLaren có được hệ thống thu hồi năng lượng tốt nhất và sớm dẫn đầu về ứng dụng nó cho các mẫu xe thương mại. Ferrari đang tập trung tìm kiếm các nguồn năng lượng thay thế và tự nghiên cứu ứng dụng KERS cho xe F1. Nhằm cắt giảm lượng khí thải, các xe Ferrari trong tương lai có thể sẽ dùng loại động cơ V6 tăng áp nhỏ hơn, tiết kiệm nhiên liệu hơn. Toyota cho biết họ chỉ có thể hy vọng ứng đụng kịp hệ thống KERS vào giữa năm 2009. Theo Toyota, với khối lượng các thiết bị của hệ thống nặng từ 25kg đến 60 kg thì nhiều đội lo lắng hệ thống có vẻ như lợi bất cập hại. John Howett, lãnh đạo đội đua Toyota nói rằng đội đua Nhật sẽ tiến hành thử nghiệm KERS vào tháng 1 năm sau. :1::1::1:
     

Chia sẻ trang này