当一辆 Formula 1 赛车从 330 公里/小时的速度制动进入紧弯时,制动器耗散的动能足以为一个家庭供电几分钟。在传统汽车中,这些能量变成制动盘上的热量并永远流失。在 Formula 1 赛车中,MGU-K 捕获这些能量的很大一部分,将其转化为电能,存储在电池中,并在稍后部署为最高 160 马力的额外动力。这个循环每圈发生数百次,是现代 Formula 1 的标志性技术之一。
MGU-K 的含义和作用
MGU-K 代表 Motor Generator Unit — Kinetic(电机发电机单元 — 动能)。这个名称描述了它的双重功能:作为发电机,它在制动时回收动能;作为电动机,它部署这些能量驱动车轮。"动能"将其与 MGU-H 区分开来,后者从排气中回收热能。
MGU-K 直接连接到内燃机的曲轴。当车手制动时,MGU-K 切换到发电机模式,抵抗曲轴的旋转,将汽车的动能转化为电能。这些能量流向能量存储器——电池组——保存在那里直到车手请求部署。
当车手踩下油门时,MGU-K 切换到电动机模式,从电池中提取能量并向动力系统增加最高 160 马力。这些额外动力即时到达,没有延迟,在所有转速下都补充内燃机的输出。
定义性数字
规则将 MGU-K 的功率输出限制在 120 千瓦——约 160 马力。它每圈最多可以回收 2 兆焦耳的能量,能量存储器总共可以容纳最多 4 兆焦耳。这些限制旨在防止车队从混动系统中获得无限优势,并确保能量管理在比赛中仍然是战略因素。
MGU-K 的转速限制在 5 万转/分钟,并且必须始终与曲轴机械连接——它不能断开或分离。这意味着 MGU-K 的阻力始终存在,即使它没有积极回收,这也会影响汽车的机械平衡和制动感觉。
如何影响比赛
MGU-K 不只是增加动力——它改变了车手处理每个弯道和直道的方式。在制动时,MGU-K 的回收阻力补充机械制动器,提供额外的减速力。这意味着车手可以更晚制动,将更多速度带入弯道,因为 MGU-K 正在帮助减速。
在出弯时,MGU-K 的部署提供即时动力增压,这是内燃机无法匹配的。自然吸气发动机随着转速升高逐步建立动力,但 MGU-K 在车手接触油门的瞬间就提供全部 160 马力。这种即时扭矩帮助汽车加速出慢弯,那里的机械抓地力有限且车轮打滑是风险。
战略维度来自能量管理。MGU-K 每圈可以回收和部署有限的能量,车队必须决定如何使用它。在有长直道的赛道上,车队可能在主直道上部署所有可用能量以获得最大极速。在有很多弯道的赛道上,能量可能分布在多个加速区间。
车迷常见的误区
第一个误区是将 MGU-K 等同于 KERS。2009 年至 2013 年在 Formula 1 中使用的动能回收系统是 MGU-K 的前身,但两个系统有根本区别。KERS 每圈提供固定能量——通常 400 千焦耳——输出约 80 马力。MGU-K 回收和部署五倍于此的能量,输出两倍的功率。KERS 是车手按下的按钮;MGU-K 是由动力单元控制软件管理的集成系统。
第二个误区是认为 MGU-K 独立工作。在现代 Formula 1 中,MGU-K、MGU-H、涡轮增压器和内燃机作为一个集成系统运行。MGU-H 可以直接将能量传输到 MGU-K 而不经过电池,MGU-K 的回收通过发动机的废气流量影响涡轮增压器的行为。理解一个部件需要理解所有部件。
第三个误区是认为更多部署总是更好。如果车手在一圈早期就部署所有可用能量,他们将在最后一个弯道和随后的直道上毫无储备。能量管理是一场在整个 stint 中展开的象棋游戏,最好的车手知道何时激进部署、何时保存。
未来展望
在 2026 年,MGU-K 的角色变得更加重要。规则将 MGU-K 的功率输出提高到 350 千瓦——几乎是当前水平的三倍——同时完全取消 MGU-H。这意味着 MGU-K 成为唯一的电力来源,能量管理成为 2026 时代的决定性技能。
取消 MGU-H 还意味着涡轮增压器将没有电力控制,自 2013 年以来首次重新引入涡轮迟滞。MGU-K 需要在迟滞期间通过提供即时扭矩来补偿,使其部署策略对圈速更加关键。
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