今年はフェラーリPUのパワーアップの謎に迫る事が多くなっている。ホンダファンの皆さん申し訳ない、しかしこの謎を解決しなければトップに立つ事は出来ないだろう。

外野の私たちが果たして何処まで迫れるのか?とりあえず現在のERSの稼働について紐解いていきます。

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パワーユニットERSエネルギーの流れ

絵心が無いので過去にルノーで公開されていた図に流れを書いてみました。

電気エネルギーが繋がっているのはES(充填状態最小と最大の差が4MJ)、MGU-K(120kw:上限50,000rpm)、MGU-H(無制限:上限125,000rpm)となる。

Hの出力については無制限だが、60~70kwが相場のようだ(世良さんのホンダ取材記事より)

  • ES⇒Kはラップあたり4MJ
  • K⇒ESはラップあたり2MJ
  • Hは双方向に無制限

ここで注意点としてはラップあたり4MJしかKに送れないとする勘違いと、4MJしか充電できないと言う勘違い。ESは充填状態の差4MJ内であればいいのだから。

フルアクセル中に排気タービンの回転によりHで発電されたエネルギーが120kwのKの稼働条件を満たせば、直接送りES⇒Kのエネルギーは必要なくなる。この稼働については結構早い段階で移行されると思われる。

現状コンプレッサーのブースト圧は最大約5barまで上昇していると思われるが、大気圧の5倍となり1,600ccのエンジンはNA8,000ccのエンジンになると解釈できる。この5barのブースト圧を維持しつつHの発電エネルギーによってKの163psを維持する事が長いストレートに求められる事になる。

またKの稼働はアクセル開度が全開になってから行う、ドライバーがアクセル調整しているコーナリング中に稼働させれば0回転から最大トルクが発生するモーターの特性により瞬く間にホイルスピンしてしまうだろう。

2017年ベルギーGP予選:ホンダERSの稼働状況

https://www.formula1.com/

以前ホンダのERS進化についの記事で参考にさせていただいた雑誌には、KやHの稼働についてのテレメトリー詳細がホンダより提供されていました。

引用元:Motor Fan illustrated特別編集 Motorsportのテクノロジー 2017-2018

三栄書房:Motor Fan illustrated特別編集 Motorsportのテクノロジー 2017-2018(20ページ)

オレンジが2016年、ブルーが2017年の稼働状態を表しています。

Hのグラフが下に張り付いているのが回生をしている時で、Kのグラフは上に張り付いているのがフルパワーで稼働している時になります。この時のESのエネルギー状況が、わからないがそこは最重要な機密事項だからでしょう。

2016年のケメルストレートエンドではKのパワーが少しダウンしています。またスロットル開度やギアポジションを見るとコーナー区間では1段階上がり、2017年の全開率の上昇がわかります。

2017年ではこれだけ長いストレートでKの163psのパワーは、苦戦しているホンダでさえ切れることなく稼働しているのがわかる。エンジンのクランクシャフトにKは固定された減速比で繋げられる、よって路面に伝わるパワーはエンジン+Kのみである。

フェラーリのパワーアップはデプロイが優れているからではない

フェラーリは現在ESを仮想的に2分割にして使用していると言われているが、おそらくH専用・K専用となっていて更にその二つのエネルギーを相互にやりとりする事ができるだろう。それにより他のPUよりデプロイが優れているとされる。

以前まとめたホッケンハイム・パラボリカにおけるアクセル全開区間の速度の伸びをもう一度確認しておきます。

この区間においてKのデプロイ切れを起こす事はメルセデスや他のPUについてもありえない事だ、デプロイが優れているからといって路面に伝えられるパワーはエンジン+K(163ps)であるので、フェラーリは明らかにエンジンパワーを上げている事になる。

エンジンパワーを上げるためには何が必要か?

エンジン(ICE)についてはフェラーリやメルセデスは行き着くところまできていると思われる。これ以上の燃焼効率アップのよる大きなパワーアップは望めないだろう。

以前私はHによるコンプレッサーを動かすEブーストをアクセル全開時も行い、排気の力によるタービンの回転数よりも上昇させブーストアップを図ると想像しましたが、タービン回転数は規制により125,000rpmが上限。

コンプレッサーを強制的に回すEブーストを行い、ブーストアップではなくブーストの維持をした時、直結されたタービンも同時に回転する、排気は強制的にHにより吸い出される事になる。つまりはエキゾーストにあるタービンの排気抵抗が減る事で単純にエンジンパワーが上がるだろう。

この時の注意点としては排気抵抗を減らしすぎてはトルクが落ちすぎてしまう事、ターボエンジンはタービンが排気抵抗を作り出すものであるので、そこは緻密な回転数の制御によって調整できる。フェラーリのESは仮想的に2つ有り、KとHにエネルギーを同時に供給できる事から可能な技術となる。

まとめ

今回、私が言いたい事はデプロイが優れているからフェラーリは速いみたいな事を言うジャーナリストが多いのが悲しいと言う事と、ラップあたり4MJのエネルギーしかKに送れないと思っている方が多すぎるという事。

確かにコース全体や決勝におけるペースを考えればデプロイが優れていれば優位になるけど、予選の一部のアクセル全開区間で大幅なパワーアップを果たしている事の説明がつかない。如何にフェラーリと言えどレギュレーション違反を侵すような愚かな事はしない。

メルセデスが疑惑に思うKのパワーを一時的に上げるとかは出力規制があるので不可能、FIAによってクランクシャフトに伝わるトルクが監視されているのだから。

 

フェラーリは実に面白い市販車用特許出願を行っている。タービンとコンプレッサーを完全に切り離しどちらもモーター稼働するものだ。これは現在のF1技術に非常によく似ている。

https://www.enginelabs.com/news/ferrari-files-for-an-electric-turbocharger-system-patent/

 

私の仮説が正しいのか?

「信じるか、信じないかは、あなた次第です。」