Systémy MGU-K a MGU-H: Jak funguje hybridní pohon Formule 1?

Skalním fanouškům skřípou zuby, když se jich zeptáte na současné pohonné jednotky v šampionátu Formule 1. Dávno pryč jsou doby, kdy byly monoposty poháněný opěvovanými dvanáctiválci či alespoň desetiválci. Trend downsizingu neminul ani slavný motoristický šampionát, který dokonce už nevyužívá ani osmiválce, ale „pouze“ šestiválce.

V loňské sezoně pracovaly jednotlivé týmy s výkonem zhruba 900 koňských sil. Jenže 1,6litrový motor jich produkuje jen asi 740. Kde se tedy bere zbytek? Odpověď hledejme v systémech ukrývajících se pod zkratkami MGU-H a MGU-K, díky kterým jsou pohony právem označovány jako hybridní.

Systém MGU-K je jakýmsi pokračovatelem systému KERS (Kinetic Energy Recovery System, tedy systém rekuperace kinetické energie). Ten mohly stáje v roce 2009 nasadit dobrovolně, od příští sezony už byl povinnou součástí. Základem je motorgenerátor připojený k zadní nápravě vozu, jenž energii získanou z brzdění uschovává do baterií o hmotnosti 20 až 25 kilogramů. Jezdec si pak stisknutím tlačítka mohl na necelých 7 sekund v každém kole pomoci zvýšením výkonu, což se hodilo hlavně při předjíždění. S příchodem motorů „nové generace“ v roce 2014 byl systém KERS nahrazen právě řešením MGU-K.

Formule E nové generace se odhalila světu. Má ošklivý halo kokpit, ale bude rychlejší

Ještě důležitějším prvkem ve složité hybridní soustavě vozu Formule 1 je ale systém MGU-H, jenž využívá tepelnou energii výfukových plynů pomocí motorgenerátoru připojeného k turbíně. Jak náročný prvek to je, dokládají poslední roky McLarenu. Stáj se po uzavření partnerství s Hondou propadla startovním polem a právě technické problémy částí pohonných jednotek byly hlavní příčinou.

Jedním z důvodů nasazení tohoto systému je fakt, že na některých okruzích se energie brzděním nevytvoří zas až tak moc. MGU-H vlastně funguje na podobném principu, systém také vyrábí elektřinu, kterou následně ukládá do baterií ve voze. Pilot s ní může naložit dvěma způsoby – rychleji roztočí turbodmychadlo pro efektivnější využití plného výkonu, případně ji použije pro motorgenerátor, jenž roztáčí zadní kola.

Celkové množství energie je limitováno na 4 MJ na jedno kolo, 160 koňských sil navíc využije jezdec v každém kole zhruba třicet vteřin. Závodník můžeš ještě navíc využít energii, kterou spotřebovává přímo bez uložení do akumulátoru.

TEST Na vlastní kůži: Za volantem Formule Renault. Mazec na třetí!

Náročnost fungování se už před časem pokusil vysvětlit Rémi Taffin z francouzské stáje Renault: „Existují dvě varianty, jak můžete pohánět turbínu a kompresor při nízkých otáčkách. Z výfukových plynů získáváte energii pomocí MGU-H, ale ztrácíte výkon kvůli zpětnému tlaku výfukových plynů u spalovacího motoru. Turbínu však lze pohánět i pomocí energie získané z baterií. V takovém případě poskytuje spalovací motor obvyklý výkon.“

Zatímco dříve se taktizovalo hlavně se zastávkami v boxech, dnes už musí jezdci a inženýři kalkulovat i s tím, jak energii z jednotlivých systémů využijí. „Využije-li závodník maximální potenciál systémů, získá k dobu zhruba půl sekundy. Ovšem poté v dalších kolech ztratí až dvě vteřiny, musí totiž dobít baterie,“ dodává Taffin.

Nejsou to ale jen náročné hybridní systémy, týmy musí počítat i s předem stanovenými přísnými regulemi. Tak třeba závodník si během jediné velké ceny musí vystačit se sto kilogramy paliva, přičemž během závodu nemá možnost dotankovat. Se současnými motory se budeme setkávat do roku 2021, ve kterém se představí pohonné jednotky další generace. Přinesou navýšení maximálních otáček, ale možná i odstranění některých součástí hybridního systému. Právě to se nelíbí Ferrari, které kvůli nemalým investicím do náročné technologie hrozí opuštěním šampionátu.