什么是 KERS 系統(tǒng)?
KERS 系統(tǒng)是國際汽聯(lián)在 F1 賽車上使用的一項新技術(shù),全稱是 Kinetic Energy Recovery Systems,即動能回收系統(tǒng)。
其原理是通過技術(shù)手段將車身制動能量存儲起來,并在賽車加速過程中將其作為輔助動力釋放利用。
F1 引入 KERS 系統(tǒng)并非一時之舉,而是順應(yīng)社會趨勢,因為全世界汽車工業(yè)面臨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展與保護環(huán)境的矛盾。能源問題和二氧化碳排放迫在眉睫,汽車工業(yè)需從混合動力入手向氫動力或純電力過渡。而 F1 之前的技術(shù)發(fā)展方向與社會脫節(jié),所以引入 KERS 系統(tǒng)是保持其先進性的必要舉措。
在規(guī)則限制方面,KERS 系統(tǒng)的最大輸出和輸入功率不得超過 60KW,每圈的能量釋放總量不得超過 400KJ。賽車進站加油時不得向 KERS 系統(tǒng)增加能量存儲,賽車引擎等相關(guān)部件需由 FIA 指定的 ECU 供應(yīng)商提供的 ECU 控制。
KERS 系統(tǒng)存在兩種技術(shù)原理,分別是飛輪動能回收系統(tǒng)和電池-電機動能回收系統(tǒng)。飛輪動能回收系統(tǒng)是雷諾采用的方案,其原理是兒時回力玩具車的基礎(chǔ)原理擴展,由高轉(zhuǎn)速飛輪、固定傳動比齒輪組、CVT 和離合器等構(gòu)成。為解決能量存儲與配重問題,飛輪轉(zhuǎn)速高達 64500 轉(zhuǎn)/分,但帶來了熱量和風阻損耗問題,最終通過將飛輪置于真空盒并采用創(chuàng)新軸密封技術(shù)解決。
KERS 系統(tǒng)中的變速器也很關(guān)鍵,其采用圓環(huán)曲面?zhèn)鲃臃桨?,能實現(xiàn)高效、緊湊、速比連續(xù)可變。圓環(huán)曲面變速器的核心是兩個尖對尖的轉(zhuǎn)盤和其間的滾輪,通過滾輪軸線擺動實現(xiàn)變速,效率高且能傳遞大扭矩。其發(fā)展歷經(jīng)多年,不斷完善。
總之,KERS 系統(tǒng)是 F1 賽車適應(yīng)時代需求的重要技術(shù),對汽車工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。