Mario Uncini Manganelli menyajikan hipotesis teknis mesin hybrid untuk MotoGP, dengan angka dan perbandingan.
Oleh Paolo Gozzi / Corsedimoto.com
F1 memperkenalkan powertrain hybrid pada tahun 2014, juga membuka jalan bagi teknologi jenis ini dalam produksi mobil produksi. Kendaraan roda dua jauh di belakang: propulsi endotermik masih mendominasi, baik dalam seri maupun dalam kompetisi. Tetapi kita juga mulai berbicara lebih sering tentang hibrida di lingkungan kita, dan muncul pertanyaan: bisakah MotoGP menjadi jembatan menuju masa depan seperti F1 untuk mobil? Bisakah sepeda motor kelas atas menjadi hybrid? Dan jika demikian, apa yang akan menjadi kompleksitas teknologi, biaya, dan manfaat kinerja yang dapat dihasilkan? Kami telah mempercayakan pertanyaan-pertanyaan ini kepada Mario Uncini Manganelli, mantan pabrikan mesin di Oral, KTM, Aprilia (dengan enam kejuaraan dunia Superbike untuk pengendara dan konstruktor yang dimenangkan dengan RSV4). Insinyur Bolognese itu juga memiliki pengalaman dengan powertrain Mercedes F1. Saat ini ia memberikan saran kepada berbagai perusahaan otomotif, baik di bidang sepeda motor maupun mobil, dan juga membahas ilmu populer bagi para pembaca Corsedimoto.
Apa komponen dasar dari bagian hybrid?
» Komponen pertama adalah motor listrik PMG (Generator Magnet Permanen, motor/generator magnet permanen) yang dalam kasus kami akan berfungsi tidak hanya sebagai generator listrik tetapi juga sebagai starter. Dengan kata lain, ini memungkinkan dilakukan tanpa starter eksternal yang saat ini digunakan, dioperasikan oleh mekanik dan terhubung ke transmisi. Baterai yang disebut baterai booster diperlukan untuk menyalakan PMG saat start agar tidak mengorbankan energi yang tersimpan di baterai on-board sepeda motor. »
Contoh PMG yang diproduksi oleh Pulse (Rovereto), sebuah perusahaan yang berspesialisasi dalam aplikasi prototipe untuk olahraga motor.
Apa yang bisa menjadi konfigurasi hybrid yang ideal?
« Mesin endotermik dapat dikurangi menjadi 750cc, saya menyarankan V4, dengan 230 hp dan putaran maksimum dibatasi hingga 16.500 -17.000 rpm. Batasan ini akan menghindari biaya pengembangan yang tidak terkendali. Kecepatan piston rata-rata sekitar 25 -26 meter/detik, bore 73 -74 mm, stroke 43 – 44 mm. Dengan jenis konfigurasi ini, dimungkinkan untuk memperoleh tenaga kuda poros engkol nominal 225 hingga 230 tenaga kuda. Motor listrik harus mampu berputar pada 16 -17.500 rpm. Dimensi: Diameter sekitar 135mm dengan tebal 35mm, dan akan didinginkan dengan cairan untuk meningkatkan efisiensi. PMG seperti itu akan berbobot 7 – 8 kilo dan memberikan surplus daya 25 -27 tenaga kuda, atau sekitar 20 kW. »
Dan apakah MotoGP seperti itu akan mencapai 300 tenaga kuda endotermik saat ini?
» Kami dapat mencapai 250 -257 hp (230 hp endotermik, listrik 27 hp), tetapi dengan efisiensi yang jauh lebih tinggi, karena sekitar 25-27 hp akan diproduksi oleh unit listrik. Tenaga yang lebih tinggi berarti bahwa torsi yang diberikan oleh bagian listrik akan didistribusikan ke seluruh kurva penggunaan mesin, yaitu tidak hanya pada putaran tinggi seperti halnya mesin endotermik, jika tersedia. Keunggulan performa, yang diterjemahkan dalam waktu dan jarak putaran, bisa sangat signifikan dibandingkan dengan sepeda motor dengan perpindahan yang sama. »
Berapa berat MotoGP hybrid seperti itu?
« Mari kita ambil sebagai referensi konfigurasi yang dijelaskan di atas. Mesin endotermik dapat berbobot 5 hingga 6 pon kurang dari mesin 1000 empat silinder, segaris atau V, kotak persneling lengkapnya akan lebih kecil, seperti kopling dan unit penggerak utama. Akan ada penghematan bahan bakar, sekitar 3-3,5 liter lebih sedikit dan tangki bahan bakar yang lebih kecil dan lebih ringan. Namun, bobot komponen bagian hybrid yang bertambah harus diperhitungkan. Untuk inverter kami hitung sekitar 4 – 5 kilo, sedangkan baterai sekitar 28 kilo, memperkirakan kapasitas 6 -7 kWh dengan kepadatan 230 Wh/kg. MotoGP hybrid akan berbobot 28 kg lebih berat dari model saat ini, yang memiliki batas berat 157 kg. Dengan baterai paling modern, kami dapat mencapai 250 Wh/kg dengan penghematan sekitar 2 kg (7% dari berat). Beberapa bobot yang tercantum di atas akan diimbangi, dan peningkatan bobot sebagian besar disebabkan oleh baterai, setelah pengoptimalan awal yang besar. Oleh karena itu, bobot peraturan minimum dari hibrida bisa menjadi 185 kg. »
Berapa banyak konsumsi yang akan dikurangi?
« Penghematan bahan bakar dapat diperkirakan, kami telah berbicara tentang 3,5 liter diimbangi dengan produksi listrik. Mengenai produksi CO2, yaitu dampak lingkungan dari mesin hybrid, sulit untuk dijawab, karena saat ini tidak ada cukup literatur teknis dan pengujian yang diketahui untuk mengevaluasi nilai tersebut pada mesin performa tinggi. »
Akankah MotoGP hybrid memiliki masalah keamanan yang harus dipecahkan?
« Sangat. Tegangan tinggi adalah faktor yang perlu dipertimbangkan. Keandalan inverter dan motor listrik kemudian harus diperiksa. Tapi ini adalah teknologi yang sekarang berada pada tahap perkembangan lanjutan di dunia otomotif, dan bukan hanya di dunia balap. Tidak ada yang tidak bisa dioptimalkan dan dikelola. »
Bisakah MotoGP memperkenalkan pemasok tunggal untuk bagian hybrid?
« Peluang berlimpah. Manufaktur seperti Marelli, Bosch, Siemens atau McLaren Electronics, untuk beberapa nama, akan sangat mampu menyiapkan unit hybrid untuk dipasok ke semua tim di bawah rezim pemasok tunggal, oleh karena itu dengan biaya yang terkendali dan sama untuk semua. Sebaliknya, keterlibatan merek yang lebih terspesialisasi akan meningkatkan tantangan teknologi. »
Berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk pengembangan?
» Tiga tahun sejak formula diluncurkan. Jadi jika MSMA, FIM, dan badan terkait lainnya sekarang memutuskan untuk mengambil langkah yang sama, MotoGP hybrid bisa saja menuju kejuaraan dunia 2026. »
Apakah cara mengemudinya akan berbeda?
« Sangat. Bagian listrik akan memberikan tambahan 25 – 27 tenaga kuda, yang dapat dimanfaatkan dalam berbagai penggunaan mesin, terutama jika kita berbicara tentang torsi motor listrik, dan tidak hanya pada pembukaan maksimum katup throttle seperti c Ini adalah kasus dengan mesin endotermik. Dengan torsi yang lebih besar, aerodinamika akan bermain lebih banyak lagi, artinya beban vertikal yang dihasilkan oleh embel-embel sayap yang semakin terlihat, menghasilkan cengkeraman tambahan. Dengan lebih banyak torsi yang tersedia pada kecepatan berbeda, area ini akan menjadi lebih strategis. Namun, bobot yang bertambah akan mengurangi efektivitas pengereman. »
Untuk mengelola transisi ke hybrid, setiap tim membutuhkan berapa orang?
« Setidaknya satu insinyur elektronik bertanggung jawab atas keandalan sistem dan pemetaan komponen hibrid. Inverter jelas dapat diprogram dan terhubung ke unit kontrol utama atau ECU yang sudah mengontrol mesin endotermik dan fungsi seluruh kendaraan. »
Di antara pesaing MotoGP saat ini, siapa yang bisa diuntungkan?
» Honda adalah juara dunia F1 selama bertahun-tahun, dan mereka memiliki banyak pengalaman di bidang hybrid. Yamaha dapat mengandalkan sumber daya Toyota (yang juga pernah berhubungan dengannya di masa lalu), dan karena itu juga memiliki pengetahuan internal di sana. Ducati, di sisi lain, akan mengandalkan sumber daya Audi, yang sangat berkomitmen pada kendaraan listrik dan akan mendarat di F1 pada 2026. Di Aprilia, ada Massimo Rivola, mantan pembalap Ferrari. Bisakah Anda bayangkan minat perjanjian kemitraan teknis antara Noale dan Ferrari? Hanya KTM yang saat ini tidak memiliki koneksi dengan sektor otomotif, namun cukup mengandalkan sumber daya yang tersedia di pasar. »
Berapa biaya yang akan meningkat?
« Peningkatan teknologi saat ini masuk akal. MotoGP hybrid bisa lebih mahal 10-15%. Tapi itu bisa dikompensasi dengan mengurangi unit mesin yang tersedia menjadi empat per musim, dibandingkan tujuh saat ini. »
Apakah hybrid masuk akal untuk sepeda jalan raya?
» Jika penghematan bahan bakar dan terutama peraturan emisi menjadi lebih ketat daripada saat ini, hibrida bisa menjadi jalan yang harus ditempuh. Tentu saja, menerapkan PMG – inverter – sistem baterai ke maxi road bike akan rumit dan mahal, dan prosesnya lebih lama daripada balap. Jadi, mengingat waktu yang diperlukan untuk pengembangan, pengujian, dan homologasi, dibutuhkan setidaknya enam hingga delapan tahun untuk melihat Superbike hybrid di jalan raya, mulai dari peluncuran regulasi. »
Foto pembuka: Inverter dirancang oleh Pulse (Rovereto), sebuah perusahaan yang berspesialisasi dalam aplikasi prototipe untuk olahraga motor.
