Renault Sport F1 présente son moteur 2014

Posted on 26. Mar, 2013 by in Constructeur automobile français, Course automobile, Renault, Technologie, Voiture hybride, Voiture sportive

En 2014, la F1 fait sa révolution. Le règlement moteur change de manière radicale, ce qui est surement le plus grand changement de son histoire. Cette réglementation oriente maintenant la F1 vers l’efficience énergétique maximale.

V6 Turbo Renault Sport F1

Renault Sport F1 V6 Turbo

Ce qu’il faut savoir, c’est que le rendement d’un moteur classique thermique est de l’ordre de 25-30% sur son point de fonctionnement optimal. Ce qui signifie que 70% de l’énergie introduite par le carburant est perdue dans la nature sous forme de chaleur soit via les radiateurs (échange thermique entre les parois du moteur et les fluides de refroidissement), soit – et c’est la majorité – au travers des gaz d’échappement. D’après le constat suivant, la FIA, avec l’aide des constructeurs, a édité ce règlement. Celui-ci dans les grandes lignes, promet de maintenir les performances actuelles (environ 750ch) tout en diminuant de 40% la consommation de carburant. Cela permet de rapprocher la F1 de la grande série.

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Les grandes lignes du règlement imposent donc une motorisation hybride et surtout une limitation du débit de carburant. C’est donc un V6 turbo combiné à un moteur électrique. On parle alors d’une unité de puissance. Deux sources de récupération d’énergie sont autorisées. Le ERS-K (Energy Recovery System – Kinetic) qui est l’équivalant du Kers actuel. Celui-ci est relié directement au vilebrequin et pourra fournir jusqu’à 160 ch. Les restrictions du règlement pour le ERS-K sont :

–          la vitesse maximum limitée à 50 000 tr/min

–          le couple limité à 200 Nm

–          la récupération d’énergie vers la batterie limitée à 2MJ

–          la restitution d’énergie est limitée à 4MJ.

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Et ensuite le ERS-H (Energy Recovery System – Heat) qui récupère l’énergie des gaz d’échappements. Celui-ci est relié directement au turbo. Il permettra, non seulement de récupérer l’énergie pour la stocké dans la batterie, mais surtout d’entrainer le turbo dans les phases transitoires. Le lag typique du turbo est supprimé grâce à l’assistance électrique. La seule restriction est la vitesse maximum qui est limitée à 125 000 tr/min.

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La réglementation 2014 remet aussi devant la scène, le principe de récupération d’énergie par une turbine à l’échappement du moteur thermique et la transmission vers l’arbre moteur. Ce principe existait avant la guerre sur certains moteurs d’avion, et a même été développé ensuite sur certains poids lourds, mais il s’opérait de manière mécanique. C’est le principe du moteur « compound ». L’avantage d’une solution turbocompound électrique est qu’elle peut être piloté en temps réel pour la restitution d’énergie  et de pouvoir être utiliser là où c’est nécessaire. En fonction des évènements de course, cette énergie pourra être, soit transmise au vilebrequin via le ERS-K, soit à être utilisé pour maintenir la turbine en vitesse et réduire les phénomènes d’inertie dans les phases transitoires (le lag), soit tout simplement d’être stockée dans l’unité de stockage en attendant le moment opportun.

Injection directe à 500 bars

Injection directe à 500 bars

Ensuite le V6 turbo est lui aussi soumis à des restrictions pour limiter les coûts. Voici les limitations imposés par la FIA pour l’unité de puissance :

–          V6 turbo à 90°

–          1,6 Litre

–          15 000 tr/min maximum

–          Alésage de 80mm

–          24 soupapes

–          Injection directe limité à 500 Bars

–          1 seul injecteur par cylindre

–          Débit d’essence limité à 100 kg/h

–          2 moteurs générateurs

–          Poids minimum de 145 kg

–          Centre de gravité ne doit pas être en-dessous de 200 mm du plan de référence

–          Poids de l’unité de stockage de l’énergie doit être compris entre 20 et 25 kg

–          Régime de ralenti de doit pas dépasser 4000 tr/min

–          5 moteurs par saison puis 4 en 2014

Les motoristes sont au travail et les moteurs prototypes tournent déjà au banc. 2014 s’annonce vraiment comme un retour du laboratoire géant qu’est la F1. Les fans se frottent déjà les mains.

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