F1 představila hybridní motor v roce 2014 a otevřela cestu pro tento typ technologie také v sériově vyráběných vozech. Dvoukolky jsou rozhodně pozadu: endotermický pohon stále vládne jak v seriálu, tak v závodech. Ale i v našem prostředí začínáme mluvit stále častěji a spontánně vyvstává otázka: mohla by se MotoGP stát předmostí směrem k budoucnosti, jako byla F1 pro auta? Mohla by nejvyšší třída motocyklů přejít na hybrid? A jaké by byly, pokud ano, technologické složitosti, náklady a výkonnostní výhody, které by z toho mohly plynout? Tyto otázky jsme předali Mario Uncini Manganellimu, bývalému inženýrovi ve společnosti Oral, KTM, Aprilia (se šesti mistrovstvími světa Superbike pro jezdce a značky dobyté s RSV4). Boloňský inženýr se může pochlubit také zkušenostmi s pohonnými jednotkami Mercedesu F1. Nyní poskytuje poradenství různým automobilovým společnostem, a to jak v oblasti motocyklů a automobilů, tak i šíření vědy pro čtenáře Corsedimoto.
Jaké jsou základní součásti hybridní části?
První komponentou je elektromotor PMG (motor/generátor s permanentním magnetem), který by v našem případě fungoval nejen jako generátor elektřiny, ale také jako startér. To znamená, že by to umožnilo obejít se bez externích startérů, které se nyní používají, ovládané mechanikem a připojené k převodovce. Kromě toho by byl zapotřebí měnič a skupina baterií, kromě specifické kabeláže nutné k propojení všech částí systému. Baterie, nazývaná boost, by byla potřebná k napájení PMG v okamžiku spuštění, aby nedošlo k obětovat energii uloženou v palubní baterii motocyklu.
Jaká by mohla být ideální hybridní konfigurace?
Endotermický motor by se dal snížit na 750 ccm, jako schéma bych označil V4 s výkonem 230 koní a maximálními otáčkami motoru omezenými na 16 500-17 000 ot./min. Omezení otáček by sloužilo k tomu, aby se zabránilo neúměrným nákladům na vývoj. Průměrná rychlost pístu kolem 25-26 metrů/s, vrtání 73-74 mm, zdvih 43-44 mm. S tímto typem konfigurace bylo možné získat výkon 225-230 koňských sil na klikovém hřídeli. Elektromotor by měl umět jet na 16-17,5 tisíce otáček. Rozměry: Průměr přibližně 135 mm a tloušťka 35 mm a pro zvýšení účinnosti by byl chlazen kapalinou. PGM tohoto druhu by vážil 7-8 kilo a zaručoval by výkonový přebytek 25-27 koní, tedy asi 20 kW.
A dosáhli bychom současných 300 endotermických koní?
Mohli bychom dosáhnout 250-257 HP (230 endotermických HP, 27 elektrických HP), ale s mnohem vyšším výnosem, protože kolem 25-27 HP by vyrobila elektrická jednotka. Větší výtěžnost znamená, že točivý moment dodávaný elektrickou částí by se rozprostřel po celé křivce použití motoru, tedy nejen ve vysokých otáčkách, jak tomu je u endotermických motorů, pokud jsou k dispozici. Výkonnostní výhoda, převedená do času na kolo a vzdálenosti, by mohla být velmi podstatná ve srovnání s motocyklem se stejným objemem motoru.
Kolik může vážit hybridní MotoGP?
Vezměme výše popsanou konfiguraci jako referenční. Spalovací motor by mohl vážit o 5-6 kilo méně než 1000 čtyřválec, řadový nebo ve tvaru písmene V, kompletní převodovka by byla menší a stejně tak i spojka a skupina primárního převodu. Došlo by k úspoře paliva, asi o 3-3,5 litru méně a menší a lehčí palivové nádrže. Je však třeba počítat s větší hmotností pro komponenty hybridního dílu. U měniče počítáme kolem 4-5 kg, přičemž baterie by byla kolem 28 kg, odhadem kapacity 6-7 kWh s hustotou 230 Wh/kg. Hybridní MotoGP by vážila o 28 kilo více než současná, jejíž hmotnostní limit je 157 kilo. S bateriemi nejnovější generace bylo možné dosáhnout 250 Wh/kg s úsporou kolem 2 kg (7 % hmotnosti). Některé hmotnosti, jak je uvedeno výše, by to po první důležité optimalizaci kompenzovaly a zvýšení hmotnosti by bylo většinou přisouzeno baterii. Minimální regulační hmotnost hybridu by tedy mohla být 185 kilo.
Jak moc by se snížila spotřeba?
Spotřebu paliva můžeme odhadnout, už jsme mluvili o 3,5 litru kompenzovaných elektrickou generací. Co se týče produkce CO2, tedy dopadu hybridního motoru na životní prostředí, je těžké odpovědět, protože v současné době není dostatek technické literatury a známých testů, které by byly schopny tento typ hodnot vyhodnotit u velmi výkonných motorů.
Musí hybridní MotoGP řešit bezpečnostní problémy?
Jistě. Vysoké napětí je faktor, který je třeba vzít v úvahu. Poté je třeba zkontrolovat spolehlivost měniče a elektromotoru. Ale to jsou technologie, které jsou nyní v extrémně pokročilé fázi vývoje v automobilové oblasti a nejen závodní. Nic, co by nešlo optimalizovat a spravovat lépe.
Mohla by MotoGP představit jediného dodavatele pro hybridní část?
Příležitosti by nechyběly. Výrobci jako Marelli, Bosch, Siemens nebo McLaren Electronics, abychom jmenovali alespoň některé, by byli dokonale schopni nastavit hybridní jednotky dodávané všem týmům v režimu jediné dodávky, tedy za kontrolované a stejné náklady pro všechny. Naopak zapojení více specializovaných značek by zvýšilo technologickou výzvu.
Jak dlouho by trval vývoj?
Tři roky od okamžiku uvedení formule na trh. Pokud se tedy MSMA, Federmoto a další zúčastněné subjekty nyní rozhodnou pro podobný zlom, MotoGP by se mohla vydat na trať mistrovství světa v roce 2026.
Byl by průvodce jiný?
Rozhodně. Elektrická část by garantovala 25-27 koňských sil navíc, využitelných v širokém spektru použití motoru, zvláště pokud mluvíme o točivém momentu elektromotoru, a to nejen při maximálním otevření plynu, jak je tomu u endotermických motorů. Díky většímu točivému momentu by aerodynamika vstoupila do hry ještě více, tj. vertikální zatížení produkované stále viditelnějšími křídly, což generuje extra přilnavost. S větším točivým momentem dostupným v různých otáčkách by se tato oblast stala ještě strategičtější. Větší hmotnost by však snížila účinnost brzd.
Kolik lidí by potřeboval každý tým, aby zvládl přechod na hybrid?
Alespoň jeden elektrotechnik odpovědný za spolehlivost systému a mapování hybridních dílů. Měnič by byl samozřejmě programovatelný a připojený k hlavní řídicí jednotce nebo ECU, která již nyní řídí endotermický motor a funkce celého vozidla.
Kdo by z toho mohl těžit ze současných závodníků MotoGP?
Honda je léta mistrem světa F1, má obrovské zkušenosti s hybridy. Yamaha mohla čerpat ze zdrojů Toyoty (s níž měla v minulosti také kontakty), takže i v tomto případě má know-how vlastní. Ducati by na druhou stranu hodně čerpala ze zdrojů Audi, které je velmi oddané elektrickému sektoru a v F1 přistane v roce 2026. V Aprilii je Massimo Rivola, bývalý muž Ferrari: dokážete si představit kouzlo dohody o technickém partnerství mezi Noale a GES Ferrari? Dnes pouze KTM nemá žádné spojení s automobilovým sektorem, ale mohla by velmi dobře čerpat ze zdrojů dostupných na trhu.
O kolik by se zvýšily náklady?
Nárůst oproti současné technologii je logický. Hybridní MotoGP může stát o 10 až 15 % více, na základě kusovníku. Ale mohli bychom to kompenzovat snížením dostupných jednotek na čtyři za sezónu oproti současným sedmi.
Je hybrid věrohodný v silničních kolech?
Pokud by se předpisy o snižování spotřeby a především o emisích ještě zpřísnily, ještě více než nyní, mohl by být hybrid cestou vpřed. Určitě by aplikace systému PMG-střídač-baterie na silniční maxi byla komplikovaná a drahá, navíc je to ještě delší proces než u závodění. S ohledem na dobu vývoje, testování a homologace bude tedy trvat minimálně šest až osm let, než se hybridní Superbike objeví na trati, od okamžiku uvedení na trh.
Úvodní foto: invertor navržený společností Pulse (Rovereto), která se specializuje na aplikaci prototypů Motorsport
Jonathan Rea, skvělá biografie: „In Testa“ k dispozici na Amazonu