COMUNICADO DE IMPRENSA
27 de Junho de 2013
A RENAULT REVELA A SUA POWER UNIT PARA 2014:
ENERGY F1-2014
•
No salão Internacional de Aeronáutica e do Espaço em Paris, a Renault
apresentou a sua nova Power Unit, que equipará alguns monolugares do
Campeonato do Mundo FIA de Fórmula 1 de 2014.
•
Esta Power Unit é oficialmente designada por Renault Energy F1, de forma a
simbolizar as sinergias existentes com a gama Energy de motores de grande
série.
•
Revelada pela primeira vez em configuração de corrida, esta Power Unit
representa um avanço radical na tecnologia de motores de Fórmula 1, com
destaque para os revolucionários níveis de consumo obtidos pelo motor
turbo de injecção directa, acoplado a inovadores sistemas de recuperação
de energia que alimentam dois motores eléctricos.
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Em 2014, a Fórmula 1 entra numa nova era. Após três anos de estudos e
desenvolvimentos, surge a mudança técnica mais significativa das duas últimas décadas.
O regulamento para os motores é o maior responsável pela revolução que se avizinha,
com a introdução de uma nova geração de Power Units, que combinam um motor turbo
V6 1.6 turbo, com sistemas de recuperação de energia que melhoram radicalmente a
eficiência energética, ao recolher a energia libertada pelo escape ou pelos travões.
A potência máxima da nova Power Unit será superior à dos motores V8 actualmente
utilizados na F1, mas com uma enorme redução dos consumos. Com apenas 100 kg de
gasolina permitidos em corrida, os novos motores consumirão 35% menos combustível
que os seus antecessores.
Desde há vários anos que a Renault usa a sua experiência na competição para
desenvolver motores de grande série que são uma referência do mercado no que diz
respeito às performances, à fiabilidade e à eficiência de consumo de combustível, com
destaque para a recente gama Energy.
Por estas razões, a Renault baptizou de Energy F1 a sua Power Unit de F1;
demonstrando, de forma clara, que partilha o ADN dos seus parentes de estrada.
‘A partir do próximo ano, um dos maiores desafios na F1 será o de maximizar a eficiência
energética e a economia de combustível, mantendo a potência e a performance esperada
em monolugares de F1. A Renault foi pioneira nesta tecnologia com a gama Energy para
os automóveis de série. Com a Power Unit Energy F1, criámos uma gama completa, que
vai do Clio ao nosso departamento de competição’. Jean-Michel Jalinier, Presidente da
Renault Sport F1
2014: Quais são as regras?
Motores de combustão, com as seguintes
características:
•
Motor V6, 1.6 turbo, de injecção
directa.
•
Um único turbo com a possibilidade
de ligação a um motor eléctrico.
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•
5 Power Unit por piloto para 2014, e 4 por época para os anos seguintes.
Objectivos ambiciosos de redução dos consumos e na eficiência energética:
•
Quantidade de combustível por corrida limitada a 100 kg (-35% em relação a
2013).
•
Débito máximo de combustível limitado a 100 kg/hora (actualmente ilimitado).
•
São permitidos Sistemas de Recuperação de Energia mais potentes (ERS)
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A revolução em curso…
RS27-2013
ENERGY F1-2014
Motor
Cilindrada
2.4L
1.6L
Regime máximo do motor
18,000 rpm
15,000 rpm
Sobrealimentação por turbo
Entrada de ar
compressor (limitado a 3.5 bar
Atmosférico
devido às limitações de fluxo
de combustível)
Fluxo máximo de combustível
Quantidade
de
Ilimitado, mas normalmente 170
kg/h
combustível Ilimitado, mas normalmente 160
permitido por corrida
kg
100 kg/h (-40%)
100 kg (-35%)
Configuração
V8 90°
V6 90°
Número de cilindros
8
6
Diâmetro
Max 98mm
80mm
Curso
Não regulamentado
53mm
Número de válvulas
32 (4 por cilindro)
24 (4 por cilindro)
Escapes
Injecção
Número de motores permitidos
por piloto por ano
Saída dupla, um por banco de
cilindros
Saída única da turbina
Indirecta
Directa
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Sistemas de recuperação de energia
Regime do MGU-K
Ilimitado (38.000 rpm)
Máximo 50,000 rpm
Potência do MGU-K
Máximo 60kW
Máximo 120kW
Máximo 0.4 MJ/volta
Máximo 2MJ/volta
Máximo 0.4 MJ/volta
Máximo 4 MJ/volta
Energia recuperada pelo MGUK
Energia libertada pela MGU-K
Regime do MGU-H
Energia recuperada pelo MGUH
-
>100.000rpm
-
Ilimitada (> 2MJ/volta)
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Renault Energy F1-2014: uma nova terminologia para uma nova era
‘A nova geração de monolugares de F1 será equipada com um motor V6 1.6 Turbo com
cerca de 600 cv, mas que, pelo facto de ser acoplado a um sistema de recuperação de
energia, beneficia de um ganho de potência de mais 160 cv. Ou seja, o termo “motor” já
não será suficiente para descrever a fonte de potência. É relevante designar o sistema
completo de Power Unit’.
Rob White, Director Geral Adjunto (técnico)
V6
V6 é a designação abreviada de um motor de combustão com os cilindros dispostos em
duas séries de três cilindros em forma de V, por cima de uma cambota comum. O motor
V6 de 1.6 litros debitará cerca de 600CV, ou seja, três vezes mais potência que o Clio
RS.
TURBOCOMPRESSOR
Um turbocompressor é constituído por uma turbina alimentada pelos gases de escape,
com um compressor que aumenta a densidade do ar que entra no motor e, finalmente,
um veio que faz a ligação entre os dois componentes. A vantagem de um
turbocompressor é que confere um significativo acréscimo de potência sem o aumento da
cilindrada.
A energia térmica contida nos gases de escape depois da combustão é convertida em
energia mecânica através da turbina. A potência mecânica fornecida pela turbina é usada
para accionar o compressor e também a MGU-H (ver abaixo).
Como a velocidade do turbo varia consoante as exigências do débito de ar para o motor,
pode haver um atraso na resposta frequentemente designado por “turbo-lag”. Um dos
grandes desafios da nova Power Unit é o reduzir este fenómeno equiparando a resposta
do turbo à resposta imediata dos actuais motores V8.
WASTEGATE
A ´wastegate´ é uma válvula de “descarga”, associada ao do turbo, que permite que uma
parte dos gases de escape não passe pela turbina, de modo a controlar a pressão
fornecida pela turbina ao compressor.
INJECÇÃO DIRECTA
Com a injecção directa, o combustível é pulverizado directamente na câmara de
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combustão. A mistura de ar/combustível é realizada directamente no cilindro sendo por
isso necessária uma grande precisão na quantidade de combustível injectado, na sua
direcção e na forma do jacto que parte do injector de forma a garantir o melhor
rendimento da Power Unit.
MGU
A unidade de motor-gerador (MGU) é uma máquina eléctrica. Quando funciona como
motor, a MGU converte energia eléctrica em energia mecânica. Quando funciona como
gerador, a MGU converte energia mecânica em eléctrica. A Power-Unit de 2014 utiliza
duas MGUs; uma MGU-H (recuperação de energia dos gases de escape) e uma MGU-K
(recuperação de energia cinética aquando da travagem).
MGU-K
A MGU-K está ligada à cambota do motor e é capaz de recuperar ou fornecer potência
(limitada regulamentarmente aos 120 kW ou 160 Cv). Durante a travagem, a MGU-K
funciona como um gerador para desacelerar o automóvel recuperando assim alguma da
energia cinética e convertendo-a em electricidade. Em aceleração, a MGU-K é
alimentada (pelas baterias e/ou pela MGU-H) e funciona como um motor propulsor.
MGU-H
A MGU-H está ligada ao eixo do turbocompressor e funciona como gerador recuperando
a energia térmica dos gases de escape. A energia eléctrica assim obtida pode ser
direccionada tanto para a MGU-K como para as baterias, onde é armazenada para
posterior utilização. A MGU-H também é utilizada para controlar a velocidade do turbo
(por exemplo, para o acelerar, para diminuir o tempo de resposta (“turbo-lag”)).
ERS
O Sistema de Recuperação de Energia (ERS – Energy Recovery System) da Power-Unit
reúne a MGU-H, a MGU-K, as baterias e os diferentes sistemas electrónicos de controlo
e de potência. A energia, térmica e/ou cinética, recuperada pode ser utilizada
imediatamente, se necessário, através da MGU, ou ser usada para carregar as baterias.
A energia armazenada pode ser utilizada para impulsionar o automóvel através da MGUK ou para acelerar o turbo através da MGU-H. Comparado com o sistema KERS de 2013,
o ERS da Power Unit de 2014 terá o dobro da potência (120 kW vs. 60 kW) e poderá ser
utilizado, em cada volta, num período de tempo cerca de dez vezes superior.
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“FEEL THE NOISE…”
A Renault lança hoje a primeira gravação oficial do som da Power Unit Energy F1-2014 e
demonstra que o ruído do motor continuará a ser um importante ingrediente no
espectáculo da F1.
“O som do motor é a soma de três componentes principais: ruído do escape, da
admissão e mecânico. Nos motores de combustão, o ruído do escape domina, mas as
outras duas fontes não são insignificantes e dão um importante contributo para a
percepção do som.
E estas três fontes continuam presentes no V6. Mas há menos cilindros a trabalhar, o
regime é menos elevado e tanto o barulho de escape como o de admissão são
atenuados pelo turbo.
No entanto, o monolugar acelerará e desacelerará tão rapidamente como antes e as
passagens de caixa continuarão a ser instantâneas.
O volume sonoro do motor continuará a ser bastante alto. O som do novo motor é o som
de um motor turbo, em vez do som de um motor aspirado.
Estou certo que algumas pessoas sentirão nostalgia pelo som dos motores de outros
tempos, incluindo o anterior V8, mas o som dos motores da nova geração é
simplesmente diferente”. Rob White, Director geral adjunto (técnico)
CRONOLOGIA DA NOVA POWER UNIT
Datas chave
Janeiro 2012: Após sete meses de estudos e construção, o primeiro cilindro do V6 é
testado no banco de ensaios de Viry-Châtillon.
Junho 2012: Depois de seis meses de testes no banco monocilíndrico, é testado o
primeiro V6 completo. Os primeiros ensaios incidem na fiabilidade em curtas distâncias.
O número de quilómetros foi progressivamente aumentado. A primeira curva de potência
– que explora todos os regimes de funcionamento – foi concluída no final de Agosto.
Fevereiro 2013:
Os sistemas de recuperação de energia MGU-H e MGU-K são
montados e testados em conjunto com o motor V6.
Junho 2013: A primeira Power Unit preparada para as corridas é testada, pela primeira
vez, no banco de ensaios. Após dois anos de preparação, a unidade completa entra na
fase de optimização até ao primeiro teste em pista.
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As próximas etapas
Início de Janeiro 2014: As primeiras Power Unit serão instaladas nos monolugares das
equipas parceiras.
Meados de Janeiro 2014: Estreia dos primeiros chassis de 2014.
Março 2014: Primeiro Grande Prémio em 2014.
O PROCESSO DE INTEGRAÇÃO E O TRABALHO COM EQUIPAS DE CLIENTES
“As partilhas entre as equipas construtoras de chassis e de motores começaram há muito
tempo, ainda antes dos regulamentos estarem completamente definidos”, explica Axel
Plasse, o Director dos programas de apoio aos clientes.
Discutimos de uma forma muito geral os princípios regulamentares e a forma como
poderíamos alcançar os nossos objectivos, ou mesmo se esses objectivos eram viáveis.
Do ponto de vista da Renault, era essencial que os novos regulamentos incluíssem
objectivos bastante ambiciosos na redução do consumo de combustível de modo a que a
F1 reflectisse as crescentes preocupações ambientais e servisse igualmente de campo
de teste para soluções inovadoras e potencialmente aplicáveis nos motores de série.
As equipas estavam também, como é normal, preocupadas com o espectáculo
desportivo: os monolugares de F1 deviam continuar a ser os veículos de competição
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mais rápidos do Mundo. Mas, no final, todos reconheceram a validade dos objectivos
ecológicos e a necessidade de manter o “espectáculo”.
Assim que determinámos os princípios básicos, avançámos para a fase de concepção do
projecto. Isto aconteceu em meados de 2011 e prolongou-se até ao princípio de 2012. A
Power Unit e os novos regulamentos obrigaram a uma forma de trabalhar completamente
nova e extremamente complexa; vários departamentos nas equipas de motores e de
chassis estiveram envolvidos, desde os sistemas de controlo, à aerodinâmica e à
refrigeração.
A partir dessa fase, uma das áreas essenciais em que nos concentrámos foi a da
integração da Power Unit nos chassis das nossas equipas. O V8 actual pesa 95 Kg e
passa para 120 Kg quando se incluem auxiliares, como os radiadores ou outros
componentes dos sistemas de refrigeração. Já a Power Unit de 2014, com o motor V6
turbo, pesará no mínimo 145 K a que se adicionam 35 Kg das baterias. Ou seja 180 Kg, o
que é um aumento significativo. O sistema de armazenamento de energia é também
muito maior, o que tem impacto no comprimento do chassis, no posicionamento depósito
do combustível e dos radiadores, etc…
A filosofia da Renault sempre foi a de facilitar a integração do motor nos chassis, por isso,
desde uma fase muito inicial tivemos contactos com as equipas parceiras e
particularmente com a Red Bull Racing, que foi a principal parceira no desenvolvimento
da Power Unit, para decidir a direcção a tomar de modo a que a evolução do chassis e do
motor estivessem sincronizados.
A Red Bull e a Renault trabalharam em conjunto, e com toda a transparência, para decidir
o melhor caminho a seguir.
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Também trabalhámos de perto com as outras equipas, o que é um risco, mas também
uma oportunidade. A oportunidade resulta de todos beneficiarem do desenvolvimento da
Power Unit e quanto melhor for a evolução melhor será a performance.
Reconhecemos que as equipas competem entre si e por isso temos que responder à
suas exigências específicas. O nosso papel é o de arbitrar fazendo com que cada equipa
receba o melhor serviço possível da Renault Sport F1. Desde a nossa entrada na
modalidade o objectivo foi sempre o mesmo: fazer com que um monolugar de motor
Renault seja o mais rápido.
O que pode mudar entre nas equipas?
Os parâmetros externos da Power Unit podem ser adaptados a cada equipa em
concertação com as equipas da Renault Sport F1. Por exemplo, os escapes, as
tubagens, os hidráulicos, as entradas de ar e até as passagens dos cabos eléctricos
podem ser modificados com o objectivo de permitirem uma integração optimizada.
GESTÃO DA ENERGIA
“Existem duas fontes de energia; o combustível e a energia eléctrica armazenada nas
baterias. O uso destes dois tipos de energia necessita de uma gestão inteligente, uma
vez que o consumo de combustível na corrida é limitado a 100kg e a bateria precisa de
ser recarregada” explica Naoki Tokunaga o Director Técnico para a nova geração de
Power Unit.
‘Para 2014, o débito de combustível é limitado a 100kgl/hora e a quantidade de
combustível para a corrida é limitada a 100kg. Por isso, se o monolugar utilizar a gasolina
no débito máximo, só o poderá fazer durante 1 hora. A performance do monolugar será
similar à de 2013, e as corridas deverão durar cerca de 1h30m. Pensamos que o
consumo normal de combustível numa corrida ande perto dos 100 kg permitidos, nalguns
circuitos casos abaixo disso, e noutros um pouco acima. Se for um pouco acima, então
será preciso decidir como e quando utilizar a energia disponível.
‘Os monolugares de F1, em 2014, podem ser classificados como veículos híbridos
eléctricos (HEV), que combinam um motor convencional de combustão interna, com um
sistema de propulsão eléctrico. Tal como nos HEV de estrada, a bateria é relativamente
pequena e, por isso, se for utilizada em plena carga durante uma volta a bateria ficará
completamente vazia após duas voltas. A gestão da energia eléctrica será tão importante
quanto a gestão do combustível.
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‘Os sistemas de gestão da energia decidirão, a cada instante, a quantidade de
combustível a utilizar e a quantidade de energia retirada ou armazenada na bateria.
‘No essencial este é o mesmo problema dos automóveis de estrada: minimizar o
consumo numa determinada viagem, num determinado tempo. Na verdade, a equipa de
desenvolvimento em Viry-Châtillon tem trabalhado próxima com os engenheiros de
mecânica da Renault para fazer uso das tecnologias que têm sido desenvolvidas para os
automóveis de série.
‘A questão seguinte é a de saber em que momento, durante uma volta, iremos utilizar a
energia armazenada. A partir de 2014, a gestão da energia (do combustível ou da
bateria), será tão preponderante que vamos ter de identificar em que circunstâncias a sua
utilização será benéfica para o desempenho numa volta, ou como a sua economia será o
menos prejudicial para o tempo de uma volta. Nós chamamos a este processo “power
scheduling”.
‘A escolha dos melhores sectores
para utilizar a energia do motor
térmico ou a do motor eléctrico
implica definir em que momento a
utilização de uma ou de outra
será mais eficaz. E a solução
ideal vai variar muito de circuito
para
circuito,
dependendo
de
factores como a percentagem de
pista em aceleração máxima, da velocidade de passagem em curva, o desgaste dos
pneus e a configuração aerodinâmica do monolugar.
‘O que é claro, contudo, é que em qualquer altura será recuperado e devolvido ao
sistema o máximo possível de energia. E não será de todo exagerado dizer que os
monolugares de F1 do próximo ano serão os veículos terrestres mais eficazes ao nível da
gestão da energia e do combustível”.
Assessoria de Imprensa: Ana Gil +351 21 836 10 12
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