F1 đã giới thiệu động cơ hybrid vào năm 2014, mở đường cho loại công nghệ này cũng có trong ô tô sản xuất hàng loạt. Xe hai bánh chắc chắn đang ở phía sau: lực đẩy thu nhiệt vẫn thống trị cả trong sê-ri và đua xe. Nhưng chúng ta cũng bắt đầu nói chuyện nhiều hơn và thường xuyên hơn trong môi trường của mình và câu hỏi tự nhiên nảy sinh: MotoGP có thể trở thành đầu cầu hướng tới tương lai giống như F1 dành cho ô tô không? Lớp mô tô hàng đầu có thể chuyển sang hybrid không? Và nếu vậy, sự phức tạp về công nghệ, chi phí và lợi thế về hiệu suất có thể thu được từ nó là gì? Chúng tôi đã chuyển những câu hỏi này tới Mario Uncini Manganelli, cựu kỹ sư của Oral, KTM, Aprilia (với sáu chức vô địch Superbike World Championship dành cho các tay đua và thương hiệu đã chinh phục bằng RSV4). Kỹ sư Bolognese cũng tự hào có kinh nghiệm trong các đơn vị hệ thống truyền động của Mercedes F1. Giờ đây, anh ấy cung cấp dịch vụ tư vấn cho nhiều công ty ô tô khác nhau, cả trong lĩnh vực xe máy và ô tô, cũng như phổ biến khoa học cho độc giả của Corsedimoto.
Nêu các thành phần cơ bản của phần lai?
Thành phần đầu tiên là động cơ điện PMG (động cơ/máy phát điện nam châm vĩnh cửu), trong trường hợp của chúng ta, động cơ này không chỉ hoạt động như một máy phát điện mà còn như một bộ khởi động. Đó là, nó có thể thực hiện được mà không cần bộ khởi động bên ngoài hiện đang được sử dụng, do thợ máy vận hành và kết nối với hộp số. Ngoài ra, cần có biến tần và nhóm pin, ngoài một hệ thống dây điện cụ thể cần thiết để kết nối tất cả các bộ phận của hệ thống.Một pin, được gọi là tăng áp, sẽ cần thiết để cung cấp năng lượng cho PMG ngay khi khởi động để không hy sinh năng lượng được lưu trữ trong pin trên xe máy.
Điều gì có thể là cấu hình lai lý tưởng?
Động cơ thu nhiệt có thể giảm xuống 750 cc, tôi sẽ chỉ định động cơ V4 làm sơ đồ, công suất 230 mã lực và tốc độ động cơ tối đa giới hạn ở 16.500-17.000 vòng / phút. Giới hạn vòng quay sẽ phục vụ để tránh chi phí phát triển quá mức. Tốc độ trung bình của piston khoảng 25-26 mét/giây, đường kính 73-74 mm, hành trình 43-44 mm. Với kiểu cấu hình này, có thể đạt được công suất 225-230 mã lực ở trục khuỷu. Động cơ điện sẽ có thể chạy ở tốc độ 16-17,5 nghìn vòng / phút. Kích thước: Đường kính khoảng 135mm dày 35mm và sẽ được làm mát bằng chất lỏng để tăng hiệu suất. Một PGM loại này sẽ nặng 7-8 kg và đảm bảo công suất dư thừa 25-27 mã lực, tức là khoảng 20 kW.
Và liệu chúng ta có đạt được 300 con ngựa thu nhiệt hiện tại không?
Chúng tôi có thể đạt 250-257 HP (230 HP thu nhiệt, 27 HP điện), nhưng với năng suất cao hơn nhiều, vì khoảng 25-27 HP sẽ được sản xuất bởi bộ phận điện. Năng suất cao hơn có nghĩa là mô-men xoắn do bộ phận điện cung cấp sẽ trải đều trên toàn bộ đường cong sử dụng của động cơ, tức là không chỉ ở số vòng quay cao như xảy ra trên động cơ thu nhiệt, nếu có. Lợi thế về hiệu suất, được chuyển thành thời gian và khoảng cách vòng đua, có thể rất đáng kể so với một chiếc mô tô có cùng dung tích động cơ.
Một chiếc MotoGP lai có thể nặng bao nhiêu?
Hãy lấy cấu hình được mô tả ở trên làm tài liệu tham khảo. Động cơ đốt trong có thể nặng hơn 5-6 pound so với động cơ 1000 bốn xi-lanh thẳng hàng hoặc hình chữ V, hộp số hoàn chỉnh sẽ nhỏ hơn và cụm truyền động chính và ly hợp cũng vậy. Sẽ tiết kiệm nhiên liệu, ít hơn khoảng 3-3,5 lít và bình xăng nhỏ và nhẹ hơn. Tuy nhiên, phải tính đến trọng lượng lớn hơn cho các thành phần của bộ phận lai. Đối với biến tần, chúng tôi tính toán khoảng 4-5 kg, trong khi pin sẽ vào khoảng 28 kg, ước tính công suất 6-7 kWh với mật độ 230 Wh/kg. Một chiếc MotoGP lai sẽ nặng hơn 28 kg so với loại hiện tại có giới hạn trọng lượng là 157 kg. Với pin thế hệ mới nhất, có thể đạt được 250 Wh/kg với mức tiết kiệm khoảng 2 kg (7% tính theo trọng lượng). Một số trọng lượng, như đã chỉ ra ở trên, sẽ bù lại và việc tăng trọng lượng chủ yếu là do pin, sau lần tối ưu hóa quan trọng đầu tiên. Vì vậy, trọng lượng quy định tối thiểu của hybrid có thể là 185 kg.
Mức tiêu thụ sẽ giảm bao nhiêu?
Chúng ta có thể ước tính mức tiết kiệm nhiên liệu, chúng ta đã nói về 3,5 lít được bù bằng thế hệ điện. Rất khó để trả lời về việc tạo ra CO2, tức là tác động môi trường của động cơ hybrid, vì hiện tại không có đủ tài liệu kỹ thuật và các thử nghiệm đã biết có khả năng đánh giá loại giá trị này ở động cơ hiệu suất rất cao.
Liệu một chiếc MotoGP lai có vấn đề về an toàn cần giải quyết không?
Chắc chắn. Điện áp cao là một yếu tố cần được xem xét thích đáng. Sau đó, cần kiểm tra độ tin cậy của biến tần và động cơ điện. Nhưng đây là những công nghệ hiện đang ở giai đoạn phát triển cực kỳ tiên tiến trong lĩnh vực ô tô chứ không chỉ đua xe. Không có gì không thể được tối ưu hóa và quản lý tốt hơn.
MotoGP có thể giới thiệu một nhà cung cấp duy nhất cho phần hybrid không?
Cơ hội sẽ không thiếu. Các nhà sản xuất như Marelli, Bosch, Siemens hoặc McLaren Electronics, chỉ kể tên một số, sẽ hoàn toàn có khả năng thiết lập các thiết bị lai để cung cấp cho tất cả các đội trong chế độ một nguồn cung cấp, do đó với chi phí được kiểm soát và bình đẳng cho tất cả. Ngược lại, việc có nhiều thương hiệu chuyên gia tham gia hơn sẽ làm tăng thách thức về công nghệ.
Sẽ mất bao lâu để phát triển?
Ba năm kể từ thời điểm ra mắt công thức. Vì vậy, nếu MSMA, Federmoto và các tổ chức khác có liên quan hiện quyết định về một bước ngoặt tương tự, MotoGP có thể đi đúng hướng tại Giải vô địch thế giới 2026.
Hướng dẫn sẽ khác nhau?
Quyết định. Phần điện sẽ đảm bảo thêm 25-27 mã lực, có thể khai thác trong nhiều mục đích sử dụng động cơ, đặc biệt nếu chúng ta đang nói về mô-men xoắn của động cơ điện, chứ không chỉ ở độ mở bướm ga tối đa như xảy ra ở động cơ thu nhiệt. Có nhiều mô-men xoắn hơn, tính khí động học sẽ phát huy tác dụng nhiều hơn, tức là tải trọng thẳng đứng do các phần phụ của cánh ngày càng sặc sỡ tạo ra, giúp tạo thêm độ bám. Với nhiều mô-men xoắn hơn có sẵn ở các vòng quay khác nhau, khu vực này thậm chí sẽ trở nên chiến lược hơn. Tuy nhiên, trọng lượng lớn hơn sẽ làm giảm hiệu quả phanh.
Mỗi nhóm sẽ cần bao nhiêu người để quản lý quá trình chuyển đổi sang kết hợp?
Ít nhất một kỹ sư điện chịu trách nhiệm về độ tin cậy của hệ thống và lập sơ đồ bộ phận lai. Biến tần rõ ràng sẽ được lập trình và kết nối với bộ điều khiển chính hoặc ECU hiện đã điều khiển động cơ thu nhiệt và các chức năng của toàn bộ chiếc xe.
Trong số các đối thủ MotoGP hiện tại, ai có thể hưởng lợi từ nó?
Honda đã từng là nhà vô địch thế giới F1 trong nhiều năm, họ có nhiều kinh nghiệm về xe hybrid. Yamaha có thể sử dụng các nguồn lực của Toyota (mà họ cũng đã có liên hệ trước đây), vì vậy trong trường hợp này, họ cũng có bí quyết nội bộ. Mặt khác, Ducati sẽ sử dụng rất nhiều nguồn lực của Audi, hãng rất cam kết với lĩnh vực điện và sẽ tham gia F1 vào năm 2026. Ở Aprilia có Massimo Rivola, một cựu người đàn ông của Ferrari: bạn có thể tưởng tượng sức hấp dẫn của thỏa thuận hợp tác kỹ thuật giữa Noale và GES Ferrari không? Ngày nay, chỉ có KTM là không có mối liên hệ nào với lĩnh vực ô tô, nhưng rất có thể tận dụng các nguồn lực sẵn có trên thị trường.
Chi phí sẽ tăng lên bao nhiêu?
Sự gia tăng so với công nghệ hiện tại là hợp lý. Một chiếc MotoGP lai có thể đắt hơn 10% -15%, dựa trên hóa đơn vật liệu. Nhưng chúng tôi có thể bù lại bằng cách giảm số đơn vị có sẵn xuống còn bốn đơn vị mỗi mùa, so với bảy đơn vị hiện tại.
Là hybrid hợp lý trong xe đạp đường?
Nếu các quy định về giảm tiêu thụ và trên hết là về lượng khí thải thậm chí còn trở nên nghiêm ngặt hơn, thậm chí còn nghiêm ngặt hơn hiện tại, thì hybrid có thể là con đường phía trước. Chắc chắn việc áp dụng hệ thống PMG-inverter-pin trên một chiếc maxi đường phố sẽ phức tạp và tốn kém, hơn nữa, nó còn là một quá trình lâu hơn cả so với đua xe. Do đó, xem xét thời gian phát triển, thử nghiệm và tương đồng, sẽ mất ít nhất sáu đến tám năm để xuất hiện một chiếc Superbike hybrid trên đường đua, kể từ thời điểm ra mắt theo quy định.
Ảnh mở đầu: biến tần được thiết kế bởi Pulse (Rovereto), một công ty chuyên ứng dụng nguyên mẫu Motorsport
Tiểu sử tuyệt vời của Jonathan Rea: “In Testa” có sẵn trên Amazon
