F1은 2014년에 하이브리드 엔진을 도입하여 대량 생산 차량에도 이러한 유형의 기술을 적용할 수 있는 길을 열었습니다. 이륜차는 분명히 뒤쳐져 있습니다. 흡열 추진은 여전히 시리즈와 레이싱 모두에서 지배적입니다. 그러나 우리는 우리 환경에서도 점점 더 자주 이야기하기 시작했고 자연스럽게 질문이 생깁니다. MotoGP가 자동차를 위한 F1처럼 미래를 향한 교두보가 될 수 있을까요? 오토바이 상위 클래스가 하이브리드로 전환될 수 있을까요? 그렇다면 그로부터 파생될 수 있는 기술적 복잡성, 비용 및 성능 이점은 무엇입니까? 우리는 이러한 질문을 Aprilia, KTM, Oral의 전직 엔지니어였던 Mario Uncini Manganelli에게 전달했습니다(RSV4로 정복한 브랜드와 라이더를 위한 6개의 Superbike World Championship 포함). Bolognese 엔지니어는 Mercedes F1 파워트레인 장치에 대한 경험도 자랑합니다. 이제 그는 오토바이 및 자동차 분야의 다양한 자동차 회사에 컨설팅을 제공하고 Corsedimoto 독자를 위한 과학 보급을 제공합니다.
하이브리드 부품의 기본 구성 요소는 무엇입니까?
첫 번째 구성 요소는 PMG 전기 모터(영구 자석 모터/발전기)로, 우리의 경우 발전기뿐만 아니라 스타터로도 작동합니다. 즉, 정비공이 작동하고 변속기에 연결된 현재 사용되는 외부 스타터 없이도 가능합니다. 또한 시스템의 모든 부품을 연결하는 데 필요한 특정 배선과 함께 인버터와 배터리 그룹이 필요합니다.부스트라고 하는 배터리는 시동 시 PMG에 전원을 공급하여 전원이 꺼지지 않도록 해야 합니다. 오토바이의 온보드 배터리에 저장된 에너지를 희생하십시오.
이상적인 하이브리드 구성은 무엇입니까?
흡열 엔진은 750cc로 줄일 수 있습니다. 저는 230마력과 최대 엔진 속도가 16,500-17,000rpm으로 제한되는 계획으로 V4를 표시할 것입니다. 회전수 제한은 폭주하는 개발 비용을 피하는 데 도움이 됩니다. 피스톤의 평균 속도는 약 25-26m/초, 보어 73-74mm, 스트로크 43-44mm입니다. 이러한 유형의 구성을 사용하면 크랭크축에서 225-230마력 등급을 얻을 수 있습니다. 전기 모터는 16-17.5,000rpm으로 작동할 수 있어야 합니다. 치수: 직경 약 135mm, 두께 35mm, 효율을 높이기 위해 수냉식. 이러한 종류의 PGM은 7-8kg의 무게가 나가고 25-27마력, 즉 약 20kW의 잉여 전력을 보장합니다.
그리고 현재 300마리의 흡열 말에 도달할까요?
우리는 250-257 HP(230 흡열 HP, 27 전기 HP)에 도달할 수 있지만 전기 장치에서 약 25-27 HP가 생산되기 때문에 훨씬 더 높은 수율을 보입니다. 더 큰 수율은 전기 부품에 의해 공급되는 토크가 엔진 사용의 전체 곡선, 즉 가능한 경우 흡열 엔진에서 발생하는 높은 회전 수에 걸쳐 분산된다는 것을 의미합니다. 랩 타임과 거리로 변환되는 성능 이점은 동일한 엔진 용량을 가진 오토바이에 비해 매우 클 수 있습니다.
하이브리드 MotoGP의 무게는 얼마입니까?
참고로 위에서 설명한 구성을 살펴보겠습니다. 내연 기관의 무게는 1000개의 4기통, 인라인 또는 V자형보다 5-6kg 가벼울 수 있으며 전체 기어박스는 더 작을 것이며 클러치 및 기본 변속기 그룹도 마찬가지입니다. 약 3~3.5리터 감소하고 더 작고 가벼운 연료 탱크로 연료를 절약할 수 있습니다. 그러나 하이브리드 부품의 구성 요소에 대한 더 큰 무게를 고려해야 합니다. 인버터의 경우 약 4~5kg, 배터리는 약 28kg, 밀도 230Wh/kg에서 용량은 6~7kWh로 추정됩니다. 하이브리드 MotoGP는 무게 제한이 157kg인 현재의 MotoGP보다 28kg 더 나갑니다. 최신 세대 배터리를 사용하면 약 2kg(무게의 7%)을 절약하여 250Wh/kg에 도달할 수 있습니다. 위에 표시된 대로 일부 무게는 보상되며 무게 증가는 대부분 첫 번째 중요한 최적화 후 배터리에 기인합니다. 따라서 하이브리드의 최소 규정 중량은 185kg이 될 수 있습니다.
소비는 얼마나 줄어들까?
우리는 연비를 추정할 수 있습니다. 우리는 이미 전기 발전으로 보상된 3.5리터에 대해 이야기했습니다. CO2 생산, 즉 하이브리드 엔진의 환경적 영향과 관련하여 답하기는 어렵습니다. 왜냐하면 현재 초고성능 엔진에서 이러한 유형의 가치를 평가할 수 있는 기술 문헌과 알려진 테스트가 충분하지 않기 때문입니다.
하이브리드 MotoGP에 해결해야 할 안전 문제가 있습니까?
확실히. 고전압은 고려해야 할 요소입니다. 그런 다음 인버터와 전기 모터의 신뢰성을 확인해야 합니다. 그러나 이러한 기술은 이제 레이싱뿐만 아니라 자동차 분야에서 매우 발전된 개발 단계에 있습니다. 더 나은 최적화 및 관리가 불가능한 것은 없습니다.
MotoGP가 하이브리드 부품에 대한 단일 공급업체를 도입할 수 있습니까?
기회가 부족하지 않을 것입니다. 몇 가지 예를 들자면 Marelli, Bosch, Siemens 또는 McLaren Electronics와 같은 제조업체는 단일 공급 체제에서 모든 팀에 공급할 하이브리드 장치를 완벽하게 설정할 수 있으므로 모든 사람에게 제어되고 동일한 비용으로 제공됩니다. 반대로 더 많은 전문 브랜드가 참여하면 기술적 문제가 증가합니다.
개발하는 데 얼마나 걸립니까?
포뮬러 출시 시점으로부터 3년. 따라서 MSMA, Federmoto 및 기타 관련 기관이 이제 유사한 전환점을 결정하면 MotoGP는 2026년 월드 챔피언십에서 궤도에 오를 수 있습니다.
가이드가 다를까요?
단호히. 전기 부품은 흡열 엔진에서 발생하는 최대 스로틀 개방뿐만 아니라 특히 전기 모터 토크에 대해 이야기하는 경우 광범위한 엔진 사용에서 활용 가능한 25-27 추가 마력을 보장합니다. 더 많은 토크를 가지면 공기역학이 더 많이 작용하게 됩니다. 다양한 회전수에서 더 많은 토크를 사용할 수 있으므로 이 영역은 더욱 전략적이 될 것입니다. 그러나 더 큰 무게는 제동 효과를 감소시킵니다.
하이브리드로의 전환을 관리하려면 각 팀에 몇 명이 필요합니까?
시스템 안정성 및 하이브리드 부품 매핑을 담당하는 전기 엔지니어 1명 이상. 인버터는 분명히 프로그래밍이 가능하고 이미 흡열 엔진과 전체 차량의 기능을 제어하는 주 제어 장치 또는 ECU에 연결됩니다.
현재 MotoGP 경쟁자 중에서 혜택을 받을 수 있는 사람은 누구입니까?
Honda는 수년 동안 F1 세계 챔피언이었으며 하이브리드에 대한 엄청난 경험을 가지고 있습니다. Yamaha는 Toyota 리소스(과거에도 연락을 취한 바 있음)를 활용할 수 있으므로 이 경우에도 내부 노하우를 보유하고 있습니다. 반면 Ducati는 전기 부문에 매우 전념하고 2026년에 F1에 착륙할 Audi의 자원에 크게 의존할 것입니다. Aprilia에는 과거 페라리 맨이었던 Massimo Rivola가 있습니다. Noale과 GES Ferrari 간의 기술 파트너십 계약의 매력을 상상할 수 있습니까? 오늘날 KTM만이 자동차 부문과 관련이 없지만 시장에서 사용할 수 있는 리소스를 잘 활용할 수 있습니다.
비용은 얼마나 오를까요?
현재 기술보다 증가하는 것은 논리적입니다. 하이브리드 MotoGP는 BOM에 따라 10%-15% 더 비쌉니다. 하지만 시즌당 사용 가능한 유닛을 현재 7개에서 4개로 줄임으로써 보상할 수 있습니다.
로드 바이크에서 하이브리드가 그럴듯합니까?
소비 감소와 무엇보다도 배기 가스에 대한 규제가 지금보다 훨씬 더 엄격해지면 하이브리드가 앞으로 나아갈 수 있습니다. 로드 맥시에 PMG-인버터-배터리 시스템을 적용하는 것은 확실히 복잡하고 비용이 많이 들며, 게다가 경주보다 훨씬 더 긴 프로세스입니다. 따라서 개발, 테스트 및 승인 시간을 고려할 때 규제 출시 시점부터 트랙에서 하이브리드 슈퍼바이크를 보려면 최소 6~8년이 걸릴 것입니다.
오프닝 사진: 모터스포츠 프로토타입 적용 전문기업인 Pulse(Rovereto)가 설계한 인버터
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