Od torów Formuły 1 do codziennej jazdy – system KERS redefiniuje wydajność i oszczędność paliwa w samochodach. Ta technologia, która zrewolucjonizowała wyścigi F1, teraz ma potencjał, aby zrewolucjonizować naszą codzienną jazdę. Chcesz wiedzieć, jak odzyskiwanie energii kinetycznej może przyczynić się do tworzenia silników wydajniejszych i bardziej ekologicznych? Przeczytaj nasz artykuł.
KERS (Kinetic Energy Recovery System, czyli system odzyskiwania energii kinetycznej) jest technologią, która zrewolucjonizowała świat Formuły 1 i ma potencjał do wprowadzenia znaczących zmian w sektorze samochodów użytkowych. Jego główną ideą jest odzyskiwanie energii, która w tradycyjnych systemach jest tracona podczas hamowania, a następnie wykorzystywanie tej energii do zwiększenia mocy silnika.
Z tego artykułu dowiesz się m.in.:
- Czym jest system KERS?
- Jak KERS jest wykorzystywany w zawodach F1?
- Jaka jest różnica między KERS a ERS?
- Jaka przyszłość rysuje się przed systemem KERS?
Czym jest system KERS?
Na samym początku rozważań o systemie KERS warto wyjaśnić, czego dokładnie dotyczy i jak wpływa na jazdę samochodem. Otóż system KERS to funkcjonalność mająca na celu odzyskiwanie energii kinetycznej generowanej podczas jazdy. W praktyce znaczy to, że za każdym razem, gdy kierowca naciska na pedał hamulca, by zredukować prędkość, wytworzona energia kinetyczna zostaje bezpowrotnie utracona jako ciepło z tarcia klocków hamulcowych i koła. W przypadku KERS wspomniana energia kinetyczna jest wykorzystywana, by wspomóc użytkowanie samochodu.
Zasadniczo KERS dzieli się na dwa podstawowe rodzaje:
- mechaniczny – wykorzystywany przede wszystkim w samochodach osobowych nieprzeznaczonych do jazdy w wyścigach F1,
- elektryczny – stosowany głównie przez konstruktorów bolidów F1.
Szczególnie ciekawy jest typ elektryczny wykorzystywany w wyścigach. Konstruktorzy bowiem sprawili, że układy elektryczne są zasilane przez specjalny generator funkcjonujący pod nazwą Motor Generator Unit – Kinetic (MGU-K). Zadaniem tego niezwykle ważnego elementu jest przetwarzanie energii kinetycznej generowanej podczas hamowania w elektryczną, która jest magazynowana w akumulatorze o określonej pojemności.
Wyścigi Formuła 1 a KERS – główne założenia
Kierowca wyścigowy, który porusza się samochodem wyposażonym w system KERS, może w dowolnej chwili podczas wyścigu wcisnąć konkretny przycisk znajdujący się na kierownicy. Dzięki temu możliwe jest wykorzystanie skumulowanej w akumulatorze energii i połączenie jej niejako z dostępną mocą silnika. Udaje się to dzięki silnikowi elektrycznemu, który w większości przypadków jest zlokalizowany w przedniej części wału korbowego.
Co ważne, FIA reguluje dopuszczalną wartość energii kumulowanej przez generator. W przeszłości system KERS był ograniczony do zaledwie 60 kW, co przekładało się na ok. 80 KM, ale obecnie limit jest zwiększony i kierowcy mogą korzystać z mocy do 120 kW, czyli niespełna 165 KM. Zmiany na korzyść zawodników oraz fanów zostały dokonane w roku 2014. Miały na celu przede wszystkim zrównoważenie silnika V6 o pojemności 1,6 litra, który zastąpił mocniejszą jednostkę napędową V8 o pojemności 2,4 litra. Wiesz już, jak system wykorzystują wyścigi Formuła 1. KERS odnalazł się w tej formule idealnie.
Czytaj także: Sprzęgło – co warto o nim wiedzieć? Rodzaje, ceny, zestawienie
System KERS a ERS
Bardzo często osoby niemające wiedzy z zakresu ogólnej motoryzacji oraz budowy pojazdów mechanicznych mylą MGU-K z MGU-H, co jest dużym błędem. W przypadku drugiego rozwiązania masz bowiem do czynienia z całkowicie niezależnym urządzeniem elektronicznym, który jest integralną częścią F1 ERS. Zamysł tego systemu jest stosunkowo podobny do tego, co oferuje KERS, ale jak zwykle to szczegóły decydują o różnicach. Jeśli chodzi o ERS, zamiast przechwytywania ciepła wygenerowanego podczas hamowania pojazdu wychwytywana jest energia cieplna pochodząca bezpośrednio ze spalin.
Ciekawym rozwiązaniem jest połączenie wspominanych systemów. W takim układzie możliwe jest ładowanie akumulatora nawet wtedy, gdy pojazd nie znajduje się w fazie aktywnego hamowania. Warto wspomnieć też o tym, że FIA nie wprowadziła żadnych ograniczeń związanych z MGU-H, a cała energia, która jest wygenerowana przez system ERS, może być w pełni dostarczana do MGU-K. Jest to więc pewnego rodzaju sposób na jeszcze większe doładowanie mocy bolidu.
Jeśli chodzi o MGU-H, to układ rozwiązuje też duży problem wynikający z opóźnienia turbodoładowania dzięki wykorzystywaniu silnika do bezpośredniego napędzania sprężarki. Nie ma więc konieczności oczekiwania ze strony turbiny na spaliny. Wspomniane wcześniej połączenie MGU-K i MGU-H tworzy system ERS nazywany również Systemem Odzyskiwania Energii.
ERS a hamowanie odzyskowe – różnice
ERS i hamowanie regeneracyjne zasadniczo dotyczą tej samej kwestii, czyli wykorzystania hamowania ładowania akumulatora elektrycznego znajdującego się w samochodzie. Skumulowana energia jest następnie używana do napędzania kół, co pozwala na zwiększenie osiągów.
ERS wyróżnia się o wiele bardziej skomplikowaną konstrukcją i większą wydajnością niż ma to miejsce w przypadku pojazdów, które do działania wykorzystują zwykłe hamowanie regeneracyjne. W przypadku aut osobowych nie ma bowiem potrzeby tak „agresywnego” odzyskiwania energii, jak w kontekście bolidów F1.
Volvo – KERS poza wyścigami
Energia kinetyczna nie jest wytwarzana tylko w samochodach wyścigowych. Zasada hamowania niemal zawsze jest taka sama, co oznacza, że w przypadku aut osobowych KERS również znajduje swoje zastosowania. Pierwszą marką, która przeprowadzała testy dotyczące wprowadzenia systemu w samochodach osobowych, było Volvo. KERS zyskał zainteresowanie tego znanego producenta.
System KERS w pojeździe przeznaczonym do poruszania się po drogach publicznych jest montowany na tylnej osi, a w trakcie hamowania energia generowana przez tarcze hamulcowe powoduje obracanie się koła zamachowego nawet z prędkością 60 000 obr./min. W momencie gdy auto rusza, energia wydobywająca się z wirującego z zawrotną prędkością koła jest przekazywana na tylną oś, co odbywa się przez specjalnie przygotowaną do tego przekładnię.
Założeniem KERS w kontekście pojazdów osobowych jest stworzenie systemu, który pozwoli na dłuższe wyłączenie silnika spalinowego, a jednocześnie umożliwi znaczną redukcję spalania. W sytuacji gdy energia zmagazynowana w kole zamachowym zostanie połączona z potencjałem drzemiącym w silniku, jednostka napędowa będzie korzystać z doładowania nawet o 80 KM. To z kolei bezpośrednio przełoży się na skrócenie czasu osiągnięcia prędkości od 0 do 100 km/h o kilka sekund. W przypadku doświadczalnego pojazdu – Volvo S60 – konstruktorom udało się osiągnąć czas 5,5 s.
Akumulatory montowane w samochodach osobowych charakteryzują się dużą trwałością, a głównym celem konstruktorów jest zapewnienie możliwe jak największej liczby cykli ładowania. Bardzo ważne jest również bezpieczeństwo, jakie mają gwarantować tego typu urządzenia. Musisz mieć świadomość, że budowa bolidu jest diametralnie inna od tego, co znasz z samochodów osobowych. Potrzeba więc dużo czasu, by stworzyć auta elektryczne lub hybrydowe, które zapewnią stabilną pracę oraz będą gotowe na moc, jaka drzemie w KERS.
Czytaj także: Czym jest tuning auta? Historia i przykładowe modyfikacje
Jaka przyszłość czeka KERS?
Oczywiście ciężko jest przewidzieć, w którym kierunku pójdzie rozwój motoryzacji, ale można już dzisiaj przewidywać pewne ruchy tej branży. W kontekście ciągłych prac, mających na celu znaczne udoskonalenie KERS w F1, widać jak na dłoni, że wszelkiego rodzaju systemy regeneracyjne zyskują na wydajności, a to z kolei wpłynie na większą dostępność w samochodach osobowych. W rezultacie kierowcy mogą liczyć na to, że ich pojazdy elektryczne będą ładować się jeszcze szybciej oraz charakteryzować się lepszym zasięgiem. W tym momencie jest to jednak tylko pieśń przyszłości.
Współczesne elektryki, o ile dobrze radzą sobie w kontekście marketingowym, o tyle w realnym życiu nie zawsze są w stanie zaoferować kierowcom to, czego oczekują. Wynika to przede wszystkim z ograniczonych pojemności akumulatorów oraz drogiej produkcji, która wbrew pozorom w znaczny sposób obciąża środowisko naturalne.
Wielu specjalistów wskazuje, że KERS nie zostanie wprowadzony w pełni na drogi publiczne, dopóki nie uda się rozwiązać bardziej prozaicznych problemów wiążących się z pojazdami kompatybilnymi z systemem. Energia elektryczna jest nadal ważnym aspektem, na który branża motoryzacyjna zwraca uwagę – mówi ekspert Inter Cars.
Szukasz części? Zajrzyj do Inter Cars
Zanim system KERS zagości w Twoim aucie, musisz dbać o to, którym obecnie się poruszasz. Cykliczne przeglądy serwisowe oraz naprawy z wykorzystaniem solidnych części zamiennych to podstawa dobrego użytkowania. Nie zapominaj też o akcesoriach i udogodnieniach poprawiających sposób, w jakim podróżujesz samochodem. Wszystkie tego typu elementy znajdziesz w Inter Cars.
Wystarczy tylko, że sprawdzisz dostępną ofertę i wybierzesz coś, co spełni Twoje oczekiwania. W sytuacji gdy nie będziesz wiedzieć, co dokładnie pasuje do Twojego samochodu, możesz skontaktować się ze specjalistami z Inter Cars. Wystarczy im zaledwie krótka rozmowa, by pomóc Ci w odpowiednim wyborze. Zadbaj już dzisiaj o stan techniczny Twojego samochodu.
Wybierz produkty do Twojego auta!
System KERS – podsumowanie
Jak widzisz, KERS to system, który pozwala na znaczną poprawę osiągów samochodów, które napędza energia elektryczna. Obecnie jednak system jest wykorzystywany niemal tylko w bolidach F1, co jest wynikiem skomplikowanej konstrukcji oraz „agresywnego” działania.
Przy współczesnych pojazdach drogowych odzyskiwanie energii podczas hamowania i wykorzystywanie jej do doładowania jednostki napędowej zbyt obciążałoby poszczególne podzespoły. Nie oznacza to jednak, że koncerny motoryzacyjne nie pracują nad wdrożeniem pełnoprawnego KERS do swoich samochodów. Do pokonania jest jednak jeszcze wiele przeszkód, które blokują wprowadzenie technologii na szeroką skalę.
Hamowanie odzyskowe pozwala na wykorzystanie energii kinetycznej generowanej podczas hamowania, która dotychczas była całkowicie marnotrawiona. Sama idea „energetycznego recyklingu” zasługuje na pochwałę i szerokie zainteresowanie ze względu na problemy w tym zakresie trawiące współczesny świat. Mamy problem ze źródłami energetycznymi i powinniśmy robić wszystko, by ograniczać marnowanie dostępnych zasobów.
