Une nouvelle web série est en cours de diffusion sur le compte Twitter de Petronas Motorsports au sujet l’unité de puissance d’une Formule 1, intitulée Power Unit 101. Sur Formule 1 FR, nous vous proposerons une traduction en français de chacun des épisodes du sponsor pétrolier de l’écurie Mercedes-AMG.
Ce premier épisode est présenté par Hywel Thomas, Managing Director de Mercedes-AMG High Performance Powertrains, la filiale de Mercedes qui produit l’unité de puissance qui équipe les monoplaces McLaren, Aston Martin et évidemment… Mercedes.
A noter qu’on utilise, depuis l’ère hybride de la F1, la terminologie d’unité de puissance pour désigner ce qu’on appelle plus communément le “moteur” puisque les F1 disposent désormais de plusieurs moteurs (électrique et thermique).
Début de la retranscription
Introduction
Dans ces épisodes, nous allons parler de l’unité de puissance d’une Formule 1 et vous donner des éléments pour comprendre chacun de ses éléments. Ce premier épisode traitera du moteur à combustion interne, l’ICE pour Internal Combustion Engine.
L’ICE est le coeur de l’unité de puissance. Il apporte à une Formule 1 la plus grande partie de la performance et de la puissance.
Il interagit avec tous les autres éléments : le compresseur, la turbine, le MGU-K (le Motor Generator Unit - Kinetic ou système de récupération d'énergie cinétique) et est lié au vilebrequin, à travers l’électronique moteur et les contrôles de tous les systèmes.
C’est l’élément qui utilise l’essence et la convertit en mouvement à travers le vilebrequin, qui entraîne les roues.
Les pilotes peuvent disposer de trois ICE pour une saison.
Similarités entre les moteurs de F1 et des voitures de route
L’ICE est le composant de l’unité de puissance qui est le plus similaire à ce que vous pouvez avoir dans votre voiture : à commencer par les éléments du moteur — le carter, les culasses, le vilebrequin, les pistons, la bielle — et la manière dont tout cela s’opère en utilisant à cycle à 4 temps.
Mais l’efficacité thermique de ce qu’on peut voir dans une voiture de route est supérieure de 30% dans l’ICE d’une F1 et de plus de 50% en prenant en compte l’unité de puissance complète.
Vous connaissez sûrement les termes de moteur en ligne ou en V. Ici, c’est un moteur en V, un V6 1,6 litres.
Vous pouvez aussi sûrement reconnaitre des éléments de votre voiture de route. Là où c’est très différent, c’est dans certains détails.
Le moteur tourne à 15 000 tours par minutes, significativement plus vite que dans votre voiture de route. Cela signifie que la combustion s’obtient beaucoup plus vite : en un clignement d’oeil, 200 événements de combustion.
Lesdétails qui sont impliqués pour que tout fonctionne et pour produire une énergie qui alimente une voiture de Formule 1, c’est là où la différence réside vraiment.
Et on peut se demander si les détails de ce moteur peuvent bénéficier au développement des voitures de route. Je pense que oui, en tout cas de la manière dont on développe nos moteurs, des techniques qu’on utilise et des modélisations numériques de la mécanique des fluides.
Quand on échange avec nos collègues de Stuttgart, ils sont très intéressés par nos procédés, par les détails grâce auxquels tout fonctionne et par l'utilisation de ces techniques. Mais aussi par le coeur même de la chambre de combustion, par la manière dont on provoque l’explosion d’une manière controlée. Il y a de vrais détails qui peuvent bénéficier aux voitures de route.
Statistiques du moteur Mercedes-AMG M13 E Performance
En termes de statistiques, il est très difficile de distinguer ce qui provient du moteur à combustion du reste de l’unité de puissante, donc on va vous donner des chiffres qui concernent l’unité de puissance complète.
Cette unité de puissance, quand elle donne sont maximum, produit plus de 1000 chevaux en ligne droite.
Certains aspects de ce qui se passe à l’intérieur du moteur à combustion sont à couper le souffle. Dans chaque cylindre, quand un événement de combustion subvient, les températures sont au-delà des 2500 degrés centigrade.
A ce moment, le poids sur le piston est supérieur à celui de 5 éléphants. Etre en mesure de transférer cette force et la convertir en énergie rotative, c’est tout l’enjeu de ce moteur à combustion interne.
High Performance Powertrains et sa collaboration avec Petronas
Le challenge qu’HPP (High Performance Powertrains) doit relever tous les ans est de pousser encore plus loin le développement de ce moteur, pour le rendre encore plus efficace en termes thermiques, pour maximiser la puissance qui en ressort.
Et pendant qu’on fait ça, comme on ne peut en utiliser que trois par saison, on doit faire en sorte de le rendre le plus fiable, de conserver la puissance et la délivrer au meilleur moment sur le circuit. C’est notre gros challenge.
L’essence et l’huile Petronas sont une partie intégrante de toute ce qu’il se passe dans l’ICE. C’est pourquoi le design de la chambre de combustion et la conception de l’essence sont faites ensemble, pour s’assurer que l’essence peut se convertir en un montant maximal d’énergie, qui se traduira ensuite à l’arrière du vilebrequin.
L’huile Petronas Syntium est décisive en ce qui concerne tout les éléments mobiles du moteur. Si on considère toutes les forces qu’on a évoquées, l’huile est primordiale pour garder le meilleur niveau de performance et de fiabilité sur le moteur.
Heureusement, vous pouvez voir que la relation entre Mercedes et Petronas a toujours été incroyablement proche et qu’on conçoit les lubrifiants et l’essence en même temps que le moteur pour être sûrs qu’on délivre le maximum sur la piste.
Voilà tous les détails sur le moteur à combustion interne. Lors du prochain épisode, nous parlerons du turbocompresseur.
