2017시즌 F1에서 시행중인 파워 유닛 & ERS 규정
*FIA는 엔진 부품들에 대해 수리 및 교환 여부를 확인하기 위해 중요 부품들이 처음 사용되는 시점에 봉인을 함.
- 한 팀의 한명의 드라이버는 각각 네 개의 파워 유닛들을 사용 함. (* 현재 2018년 규정에서 세 개로 줄이고자 협의중임)
다만, 첫 시즌을 맞는 엔진 제조사나 공급사의 경우 한 드라이버에게 다섯개 까지 가능.
- 파워 유닛 전체는 6개의 개별 유닛으로 구성
ICE : the internal combustion engine, 내연기관 엔진
MGU-K : the motor generated unit-kinect, 크랭크샤프트에 직접 연결된 발전기 겸 모터.
브레이킹이나 감속시 후륜의 에너지를 전기로 저장하고, 가속시에는 ES에서 에너지를 끌어와 크랭크샤프트에 파워를 보탠다.
ES에서 최대 피크 120kW를 끌어내어 크랭크축에 160BHP의 힘을 전달할수 있음.
MGU-H : the motor generated unit-heat, 터보차저의 샤프트에 직접 연결되어 있음. 터보 터빈의 속력과 압력을 초과하여
사용되지 못한 회전 에너지를 이용해 배터리를 충전하거나 MGU-K를 구동하는데도 쓰인다.
가속시 터보 렉을 방지하기 위해 터빈의 스피드를 올리는 모터의 역할을 한다. 배기 가스의 열을 전기 에너지로도 변환.
ES : the energy store, 에너지를 저장할뿐만 아니라, 사용할 연료량과 MGU-K MGU-H를 제어하는 역할도 한다.
CE : control electronics, 전자 제어 장치.
* 참고 이미지. 파워 유닛의 역할을 이해하는데 가장 심플하면서 알기 쉬운 것 같습니다.
- 드라이버는 한 시즌에 각 6개의 유닛을 네 개 까지 사용할 수 있음. 위 여섯 개의 각 유닛을 네 개를 초과하여 사용할 시
그리드 패널티가 주어진다.
- 처음으로 사용된 다섯 번째 파워 유닛은 10 그리드 패널티가 주어지며, 나머지 다섯 번째 유닛들은 각 5 그리드 패널티 부과.
마찬가지로 여섯 번째 사용된 첫 파워 유닛은 10 그리드, 추후 사용되는 나머지 파워 유닛은 5 그리드 패널티.
*예) 어떤 이유로 한 차에 6개의 전부 새로운 다섯 번째(혹은 여섯, 일곱..) 파워 유닛이 사용되면 10그리드(1유닛) + 5유닛x 5 그리드
패널티가 주어져 총 35 그리드 패널티가 주어짐. 최초로 초과된 다섯 번째 유닛이 두 개라면 10 + 5 로 15그리드 패널티 부과.
- 한 대회 동안, 드라이버가 하나 이상의 파워 유닛을 사용 하게 되면 그 유닛은 그리드 패널티의 대상이 되며
마지막 장착된 유닛은 다음 대회에서 추가 패널티 없이 사용할수 있음.
- 시즌중에 드라이버가 교체 되면, 그는 오리지널 드라이버 처럼 간주되어 지금까지의 파워 유닛 소모를 계승 함.
- 팀들은 승인된 파워 유닛만을 사용할 수 있다.
- 포뮬러 원의 내연기관 엔진은 1.6리터 용량으로 회전수 15,000rpm으로 제한 된다
- 엔진은 90도의 형태를 가진 6개 실린더로 배열되어야 하며, 싱글 터보차저와 실린더 당 각각 두 개의 흡기/배기 밸브를 갖춰야 한다.
- 엔진 배기 시스템은 터빈을 위한 싱글 배기관, 웨이스트게이트를 위한 하나 또는 두개의 배기관을 갖는다
- 엔진으로의 연료 흐름은 시간당 100킬로그램으로 제한
- 엔진과 한개의 MGU-K 이외의 디바이스를 통한 차량의 추진은 금지. 즉, 크랭크샤프트는 이 두 장치를 통해서만 돌려야 한다는 의미.
- 파워 유닛의 총중량은 미니멈 145킬로그램. ES는 전체가 서버이벌 셀(모노코크) 안쪽에 장착되어야 하며, 무게는 20~25킬로그램.
- 엔진의 크랭크실과 실린더 블록은 주물 또는 단련 알루미늄 합금으로 만들어져야 하며, 복합 재료의 사용은 금지.
크랭크축과 캠축은 철성분의 합금으로, 피스톤은 알루미늄 합금, 밸브들은 철, 니켈, 코발트 또는 티타늄 성분의 합금으로 만들어야 함.
- MGU-H는 압력 차징 시스템의 배기 터빈에만 연결되어야 함. MGU-K는 메인 클러치 앞쪽의 파워 트레인에 단독, 영구적,
기계적으로만 연결 되어야 함.
- ES에서 MGU-K로 보낼수 있는 에너지는 랩당 최대 4메가쥴로 제한
- MGU-K에서 ES로 보낼수 있는 에너지는 랩당 최대 2메가쥴로 제한
- MGU-H에서 ES, 혹은 MGU-H에서 MGU-K로 보낼수 있는 에너지 양은 제한 없음
- 피트 레인에서 스타팅하는 차들을 제외하고, MGU-K는 경기가 시작후 차가 100km/h에 도달한 후에 쓰기 시작할 수 있다.
(스탠딩 스타트시에 최초에는 MGU-K의 도움을 못 받도록 하기 위한 것으로 생각 됨)
*파워 유닛 구조와 역할에 대한 그림. 이미지를 통해 MGU-K가 크랭크샤프트에 직접 연결된 것을 알수 있음.
옵션
엔진무게 미니멈 145kg면 거의 이 무게에 맞춘단 얘기고 상식적으로 생각해 보면 엔진에 껍데기밖에 없는 수준으로 보이는데 만오천 고알피엠과 내압 버티는게 신기할 정도네요...