¿Cómo funciona?-MUY INTERESANTE Vol2

[Amcoco]

"To the IC output the MGU-K will add (by regulation) a maximum of 161 bhp (120 kW). Its ability to create what is in effect (for the sake of argument) a 761 bhp engine will be limited by the amount of energy the MGU-H can harvest, supplemented by the amount of energy the MGU-K can itself harvest by acting as a generator under braking. That recovered kinetic energy, up to a maximum permitted 2 MJ per lap, will primarily be stored in an energy store (ES), which will normally be a lithium ion battery. Alternatively it can be fed to the MGU-H as a means of driving the compressor."

[Amcoco]

Además el turbo en retención sin combustión no puede producir energía.

[Amcoco]

Respecto a los motores diésel de Renault el otro día probé un Clio y me resultó grato comprobar que tiene un par aceptable a bajas vueltas, también le noté una respuesta un poco brusca para mi gusto, en mi opinión son motores un poco nerviosos para las berlinas de Mercedes pero pueden tener buena acogida en los modelos más juveniles.

[Amcoco]

Como podéis ver la energía que puede transmitir la MGU-H es ilimitada pero sólo hacia la MGU-K (para aceleración, en deceleración carece de sentido).
La capacidad máxima del Store es de 4MJ de los cuales hasta 2MJ proceden de la energía cinética extraída por el MGU-K (unidad motor/generador cinético), por lo que el MGU-H nunca enviará al Store mas de 4MJ.

En resumen desde mi punto de vista:
-Con demanda de potencia el IC (motor de combustión) es apoyado por el MGU-K alimentado desde el MGU-H y complementado en ocasiones por el Store con hasta 4MJ/vuelta. La energía restante del MGU-H se envía al Store hasta completar sus 4MJ de capacidad ya que el MGU-K sólo puede enviarle un máximo de 2MJ/vuelta.
-En retención el MGU-K envía hasta 2MJ al Store y el resto al MGU-H para mantener el flujo a través del IC, también el MGU-H se puede impulsar desde el Store.

[feliponrico]

Amcoco, no entro ya que lo estoy estudiando, con la poca información realmente documentada que hay, además en este momento estoy con otras cosillas € .

El poco tiempo que llevo dándole, me parece que Mercedes ha hecho una Energy Estore, muy, pero que muy eficiente. Una batería con "algo" dentro que acumula más y mejor, y que suelta chicha durante más tiempo y de forma continua.

Lo del “Lag” creo sinceramente que todas las marcas lo tienen resuelto. Y que Mercedes está dando esos 120 kw (163cv) durante más tiempo que los demás, también.

Lo que sí tengo curiosidad es por saber cómo se gestiona en Mercedes esos 120 kW de MGU-K, y la energía de esos 2 MJ recuperados y esos 4 MJ aportados, por vuelta. Con esos sin límite >2 MJ recuperados por vuelta de la MGU-H y su uso real a demanda, no sea que alguno , vamos que la MGH-U Y LA K están en concubinato.

Ejemplo: Circuito de Sepang, son 56 vueltas y se tarda 1 hora y 40 minutos en total. Por vuelta la energía son 4 MJ lo permitido y lo generan en 107 segundos. En Sepang son 62,5 kWh por carrera, pero como la MGU-H no se computa, esos 62,5 kwh en consumo se puede ir a ??????. Por lo tanto creo que la batería de Mercedes es la principal responsable de ese incremento de rendimiento.

Un saludo.

[Amcoco]

Veamos.
-La ES como el resto de accesorios no los fabrica Mercedes y por normativa puede acumular más pero sólo puede trabajar en un margen de 4MJ.
-La MGU-K puede enviar a la ES 2MJ por vuelta y gastar de ella 4MJ, también puede generar sin límite para impulsar la MGU-H
-La MGU-K puede aportar una potencia de 120KW por tiempo ilimitado si se alimenta de la MGU-H pero sólo 4MJ procedentes de la ES.
-La MGU-H carga y descarga la ES todo lo que quiera siempre que no se incremente la energía de la ES por encima de 4MJ.

No se trata de la calidad de la ES sino del diseño del IC y de la óptima gestión de flujos, decidir quién genera, a dónde lo envía y quién consume en cada momento es la clave.

[Amcoco]

Repasa los números porque si se utiliza una energía de 4MJ por vuelta que son 107 segundos nos da: 4,000.000Julios/107Seg=37´383KW de media (unos 50CV).

[feliponrico]

No sé qué números tengo que revisar. Ya que en ningún momento lo he pasado a potencia, solo he utilizado energía, y 225 MJ son 62,5 kwh total carrera y 1,11 kwh por vuelta y esa es la energía supuestamente utilizada de la batería. Algo más entendible para todos, más que nada por la similitud con la factura de la luz de nuestras casas. Yo creía que estábamos comentando sobre consumos, y las posibles soluciones para generar la energía necesaria, y especular.

Ahora bien, si lo pasamos a potencia efectivamente, son tus números.

Si la batería aporta 4MJ (37,383kw) 50cv, los otros 8,84MJ (82,617 kw) 112cv los tiene que generar y aportar la MGH-U de forma continua hacia la MGH-K.

Pues vas a tener razón, no he dedicado el tiempo suficiente a estudiar este sistema, y tiene que ser la IC de Mercedes la clave.

Vamos a darle vueltas, que esto me empieza a interesar. Tú dale que yo te sigo. ¿Conoces la capacidad de la batería o del ES?

Un saludo.

[Amcoco]

En efecto 225MJ son 62,5 Kwh.

Los 37,383Kw son de media por vuelta (en 107 seg) como la potencia no es máxima en toda la vuelta la MGU-K puede dar picos de 162 Cv (el máximo por reglamento) sólo con la ES, aunque seguro que una buena gestión permite aportar energía de la MGU-H para mantener esa potencia más tiempo.
No es la batería, es la gestión de la MGU-H.

[maravillas]

El reglamento no dice que la batería "solo" pueda almacenar 4MJ, si no que nucan podrá haber más de esa cantidad de energía en su interior.
La única limitación que hay al respecto es que el MGU-K sólo puede aportar 2, y gastar 4. Pero sí puede aportar todo lo que pueda para mover el MGU-H.
La cuestión es cuanta energía sobrante puede lograr Mercedes.
Y esto no es baladí, porque el MGU-H gira a 125.000 rpm como máximo con lo que consigue que el turbo sea efectivo. Si sumamos a esto que el tamaño de los turbos es "libre" (pero no pueden llevar geometría variable), es posible que los chicos de Mercedes hayan empleado un turbo que sea 100% efectivo a esas 125.000 rpm. O lo que es lo mismo, un turbo 100% eléctrico, eliminando la contrapresión en el escape que generaría la turbina, y reduciendo el consumo del motor térmico.
Y esto supone una ventaja doble, ya que por un lado se ahorra combustible, que se puede destinar a hacer que el motor empuje más. Y por otra parte más potencia, ya que el motor tiene suficiente presión de admisión sin contrarrestar el freno del escape, con lo que la potencia aumenta.

[maravillas]

Vamos a darle vueltas, que esto me empieza a interesar. Tú dale que yo te sigo. ¿Conoces la capacidad de la batería o del ES?

Un saludo.

La capacidad de la batería no se especifica, pero si su peso (25kg). Lo que sí se limita es la energía "efectiva", es decir", no puede haber una diferencia de más de 4MJ entre el mínimo y el máximo durante el tiempo que el coche esté en pista.
Y esto último es interesante, ya que una batería de litio no es efectiva de 0 a 100%, si no que en general su rendimiento óptimo está entre el 30 y el 90% de la carga máxima.

[Amcoco]

Efectivamente la ES (batería) tiene una capacidad mayor de 4MJ pero se carga y descarga en una banda de 4MJ por los motivos que expones.

En cuanto al asunto del MGU-K no estoy de acuerdo, su misión es entregar potencia mecánica para complementar el IC funcionando como motor, y recuperar energía en las frenadas para la ES y el MGU-H funcionando como generador.

"To the IC output the MGU-K will add (by regulation) a maximum of 161 bhp (120 kW). Its ability to create what is in effect (for the sake of argument) a 761 bhp engine will be limited by the amount of energy the MGU-H can harvest, supplemented by the amount of energy the MGU-K can itself harvest by acting as a generator under braking. That recovered kinetic energy, up to a maximum permitted 2 MJ per lap, will primarily be stored in an energy store (ES), which will normally be a lithium ion battery. Alternatively it can be fed to the MGU-H as a means of driving the compressor."

[maravillas]

Creo que la estamos liando con las iniciales y al final hasta nosotros nos enredamos.
La unidad de potencia, como le llaman al motor, tiene lo que se denomina dos máquinas eléctricas. El nombre de máquina eléctrica encierra la dualidad motor/generador de ese componente.
Una máquina eléctrica es el MGU-K, que es el que va adosado al cigüeñal, y la otra el MGU-H que es el que va adosado al turbo. Así que para que no haya líos, máquina-turbo y máquina cigüeñal.
La máquina-cigüeñal puede aportar 2 MJ a la batería y consumir 4 por vuelta.
La máquina-turbo no tiene ninguna limitación.
La batería puede rendir como máximo 4MJ entre mínimo y máximo almancenado.
De la máquina cigüeñal, poco hay que decir, no deja de ser un KERS con muchísimo más rendimiento.
De la máquina turbo, sí que hay muchas opciones. En modo motor puede hacer girar el turbo a un máximo de 125000 rpm. En modo alternador no tiene límites.
La energía que recoge la máquina turbo seguramente sea el secreto mejor guardado de Mercedes. Y es que para que la máquina motor pueda gastar más de 2 MJ por vuelta, tienen que venir de ella.
Y aquí es por donde iba mi comentario anterior. EL diseño de los turbos tiene dos grandes limitaciones, la posición, que debe estar en la vertical del cigüeñal (en el centro de la V+-25mm) y que no puede llevar geometría variable. A partir de ahí el tamaño es libre. Si yo fabrico un turbo que rinda a las 125.000 rpm que lo hace girar la máquina eléctrica, podría prescindir de la turbina de escape y tener un turbo de accionamiento eléctrico. Un turbo no da presión gratis, si no que emplea la presión del colector de escape para girar una turbina solidaria a otra por el lado de la admisión. De modo que para tener 2 bares en admisión necesito 4 en escape. Eses 4 bares se generan por la presión de salida de escape, es decir por el empuje del pistón en la carrera ascendente.
Si yo monto un by-pass, y mi retención en escape es 0, el motor no consume energia en la carrera de escape de los pistones y mi rendimiento aumenta.
Y ahí va mi teoría, si Mercedes consigue que el turbo genere la presión de admisión en modo eléctrico, puede diseñar una turbina de escape de forma específica para que genere electricidad.

[Amcoco]

Maravillas.
-La subida de los pistones no crea la presión para mover el turbo, es la presión remanente de la expansión.

Y ahí va mi teoría, si Mercedes consigue que el turbo genere la presión de admisión en modo eléctrico, puede diseñar una turbina de escape de forma específica para que genere electricidad.

Las MGU no son un motor y un generador son un motor/generador (o lo uno o lo otro) y por tanto no puede producir corriente con la turbina e impulsar con ella el compresor.

[maravillas]

Maravillas.
-La subida de los pistones no crea la presión para mover el turbo, es la presión remanente de la expansión.

Y ahí va mi teoría, si Mercedes consigue que el turbo genere la presión de admisión en modo eléctrico, puede diseñar una turbina de escape de forma específica para que genere electricidad.

Las MGU no son un motor y un generador son un motor/generador (o lo uno o lo otro) y por tanto no puede producir corriente con la turbina e impulsar con ella el compresor.

Te pongo lo que exponía al principio por si no queda claro

La unidad de potencia, como le llaman al motor, tiene lo que se denomina dos máquinas eléctricas. El nombre de máquina eléctrica encierra la dualidad motor/generador de ese componente.

Sobre lo del turbo no estoy de acuerdo, el turbo gira por la presión que hay en el escape, y esa presión se genera en la carrera de escape del pistón, no en la de explosión. En un motor "normal" el turbo se frena porque el motor cae de vueltas en exceso cuando se deja de acelerar ya que se cierra la mariposa de admisión y se corta el flujo de gases en el motor. Por ello en todas las competiciones en las que se permite, se les instala el bang, para hacer lo que tú dices.
El bang lo que hace es seguir inyectando combustible y hace saltar la chispa al final de la carrera de explosión para que eses gases salgan en expansión por escape, sin que el motor suba de vueltas y el turbo siga girando a tope. Pero en F1, además de que no se puede no interesa.
En un motor de F1 hay dos diferencias, el motor llega a 12.000 rpm en tracción, pero podría llegar a 15.000 por reglamento (los turbo gasolina con bang no suelen llegar a 7.000), además llevas un generador en el cigüeñal, que consigue generar "freno motor" aunque la mariposa de admisión esté abierta a tope. Y si la mariposa está abierta a tope, el motor tiene alimentación de aire, por lo que va a sacar presión por escape. En retención e, cigüeñal gira forzado por la transmisión, por lo que el motor se comporta como un compresor de aire. Y además ese motor no va a bajar nunca de 6000 rpm en retención.
No discuto que el rendimiento de la turbina sea menor alimentada por aire limpio, que por gases de combustión, pero sí existe. Y por ahí iba mi teoría, si esa turbina se dimensiona únicamente para generar electricidad, su rendimiento puede ser superior que la del resto. Cuando el motor va en tracción se acciona el compresor de modo eléctrico y se abre al By-pass de descarga para que los gases de escape no pasen por la turbina.

[feliponrico]

Solo efectúa el trabajo útil el tiempo de expansión. La presión en un punto de un fluido es la misma en todas direcciones, el pistón impele esos gases y el flujo volumétrico aumenta con la subida del pistón.

La presión remanente en los gases hace que estos escapen del cilindro ayudados por el movimiento ascendente del pistón, que empuja los gases remanentes de la combustión, y la presión de los gases de admisión, limpiando el cilindro de los gases quemados, y todo ello en conjunto produce que estos lleguen a la turbina y a la atmosfera.

Y sigo pensando que el motor mercedes usa mucha batería para mover el K, y evitar el lag moviendo el H. Pienso que utilizan esos 50cv eléctricos durante mucho más tiempo que el resto, al tener una batería de más capacidad, ya que los kilos tienen que ser los mismos por reglamento.

Estoy con maravillas, y que el H, la parte de generador, lo tiene dimensionado para utilizarlo básicamente como generador. Aparte de la más que evidente magnífica gestión electrónica de la energía.

Creo que pueden están utilizando una batería, de las experimentales, que almacenan más de 500 Wh (1,8MJ) por kilo, y también el tiempo de carga que tienen estas baterias se reduce drásticamente frente a las convencionales.

[maravillas]

El sábado Gené decía que la principal diferencia que estaban detectando era que Mercedes funcionaba durante más tiempo que los demás con el motor eléctrico. Así que algo debe haber en ese sentido.

[Amcoco]

http://www.aficionadosalamecanica.net/turbo2.htm

Funcionamiento a ralentí y carga parcial inferior: En estas condiciones el rodete de la turbina de los gases de escape es impulsada por medio de la baja energía de los gases de escape, y el aire fresco aspirado por los cilindros no será precomprimido por la turbina del compresor, simple aspiración del motor.

[Amcoco]

http://www.formulaf1.es/49334/por-que-e ... -superior/

[Amcoco]

Frenada:
La MGU-K carga la batería.
La MGU-H ni produce ni consume corriente.

Final de la zona de frenada:
La MGU-K deja de producir corriente.
La MGU-H es impulsada con corriente del ES para evitar el retardo del turbo.

Aceleración:
La MGU-H alimenta la MGU-K y carga la ES.

Adelantamiento:
La MGU-K se alimenta de la MGU-H y del ES