2020年のF1は残すこところ3戦となりました。メルセデスの圧倒的なパワーとデプロイの前に、ホンダ、フェラーリ、ルノーは開幕より苦戦を強いられています。

特にレース中、メルセデスのMGU-Kサポートが、ストレートエンドまで長く続く事に、F1ジャーナリスト達が注目している事が、今年の最大のキーポイントになっています。

私は、ブレーキング時の回生エネルギーの差とMGU-Kの効率で、そこまで大きな差はつかないと考えています。残すは排気エネルギーを利用するMGU-Hの回生となる。

タービンとエキゾーストに何か違いがあるのではないかと・・。

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2020年型メルセデスのエキゾースト

2020年ウィリアムズのメルセデスPUの画像を見ると、2019年型のエキゾーストとほぼ変わりありません。

今年は、ジャーナリスト達の入場もかなり制限されパパラッチ画像が少ないので、外見上ほぼ変わりない2019年型を見てましょう。

2019年型メルセデスのタービンとエキゾースト

メルセデスのエキゾーストは、片バンク毎に集合させてからタービンハウジングに繋がるのではなく、出来るだけエキゾーストパイプ毎にハウジング近くまで伸ばす工夫がされています。これは気筒毎の排気パルスを、なるべく生かすためと考えられる。

タービンアウト位置よりも、異様に出っ張った下方のハウジングが目を引きます。

比較用2019年型ホンダPU

ホンダPUを見ると、エキゾーストが細いです。これは3気筒毎に断熱処理しているためで、他3メーカーは1気筒毎に断熱処理しているために太くなっていると考えられます。ハウジング部分は角度上見えにくいですが、大きく出っ張ってるようには感じない、片バンク3気筒毎に集合させてタービンに繋がっていると思われます。

F1のタービンはツインスクロール型

https://youtu.be/LMu-PW9_TVE

上の画像はかなり古いルノーPU(2014年型?)のタービン部分です。一番後方のハウジングにはくっきりと排気管が2つ繋げられているのがわかります。

一般車などで用いられる4気筒シングルターボは、2気筒毎に集合させタービンに繋げるツインスクロールが主流です。F1では片バンク3気筒毎に集合させるツインスクロール型でしょう。

2018年型ルノーPU

右側が見えないけど、おそらくツインスクロールのはず、タービンに半円の筋が2つあるように見える。ただタービンを取り巻くように3つの管があるなぁ~。

メルセデスのタービンはトリプルスクロール型か?

メルセデスのエキゾーストは片バンク毎に集合させているようには見えない、もしやトリプルスクロールなのではないかと言うのが、画像から推測した私的見解です。

右バンク側は2気筒を集合させているように見える、そして左バンクからぐるりと回り込むように、1本のエキゾーストが伸びていると思われるのです。

90°V型6気筒エンジンは、向かい合うピストンのクランクピンを同一とした場合、不等間隔燃焼となるのでエキゾーストを2気筒づつまとめてトリプルスクロールとした場合、排気パルスを一定間隔にできるのではないだろうか?

ちょっとそこまで机上の検証ができる頭がないので割愛。

比較用2020年型ルノーPU

ルノーは3気筒を集合させている。

比較用2020年型フェラーリPU

フェラーリは、よくわからないけど、かなり小型だし多分3気筒を集合させているでしょう。

まとめ

タービンは、コンプレッサーとMGU-Hを回すためにある。タービンの効率が良いほど、他の二つを回すエネルギーが増加すると言う非常に単純な考えの元、メルセデスのエキゾーストとタービンについて考察してみました。

 

2020年は、エンジンの作動温度の上昇、他エンジンに比べて高回転化も達成している。太い断熱エキゾーストによる熱損失の低減、タービンハウジングにより近い位置で各気筒のエキゾーストを結合。

これらの施策の繋がる点は?タービン効率の増加が考えられると思います。

 

2018年ボルグワーナーは、ツインスクロールターボの課題を解消、タービンブレードに当てる排気を完全に分離させた方が、タービンホイールを駆動させるエネルギーを、大幅に増加させられるとのニュースを見つけました。

じゃあ、トリプルスクロールは可能なのかと考えたら、メルセデスのタービンハウジングとエキゾーストの取り回しが、他と明らかに違う事に気がついたのでした。

 

※これはあくまでも私的な想像による見解です。