a cura di Redazione Automobilismo - 27 ottobre 2019

Formula Uno: cosa sono MGU-H e MGU-K

Due motogeneratori estremamente sofisticati e per questo delicati che agiscono in due posizioni chiave dei moderni motori termici di Formula Uno, unità ibride turbocompresse.

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A bordo delle moderne vetture di Formula Uno oltre all’ormai ben noto sistema di sovralimentazione (un turbocompressore per intenderci) troviamo anche due sistemi dal nome molto simile: l’ MGU-H e l’ MGU-K. Si tratta nello specifico di due motogeneratori che assieme al motore termico vanno a formare delle vere e proprie unità di potenza o in altre parole power unit ibride. In quanto motogeneratori queste due macchine elettriche sono in grado sia di fornire al pilota maggiore energia quando ne ha bisogno che di recuperare l’energia in eccesso nelle fasi di decelerazione o di frenata. Sono quindi due sistemi elettrici capaci sia di trasformare l’energia elettrica in energia cinetica che l’energia cinetica in energia elettrica, invece di lasciarla disperdere magari in calore. Nello specifico al loro interno sono composti da motori sincroni trifase brushless cioè senza spazzole e quindi caratterizzati da un magnete permanente. Ma quali sono le differenze tra i due sistemi? Dove vengono utilizzati? E cosa fanno nello specifico?

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L’ MGU-H, il cui nome intero è Motor Generator Unit – Heat, altro non è che motogeneratore, installato tra la girante della turbina (lato caldo) e quella del compressore (lato freddo), con il compito di recuperare l’energia cinetica in eccesso derivante dalla rotazione della turbina (energia termica dei gas di scarico che by passano la turbina) che invece di essere sfruttata dal compressore viene catturata dal MGU-H che la trasforma in energia elettrica e la invia all’interno di una batteria per poi poterla sfruttare in un secondo momento. Nel momento in cui si torna sul pedale dell’acceleratore questa energia immagazzinata viene prelevata e sfruttata dal MGU-H che mette prontamente in moto la girante della turbina e porta rapidamente al regime ottimale il compressore, scongiurando il tanto temuto fenomeno del turbo-lag. Per le sue caratteristiche costruttive questo delicato componente elettrico si trova a dover lavorare a regimi davvero elevatissimi, dell’ordine dei 100.000 giri/min (esiste per regolamento un limite superiore a 125.000 giri/min) e in condizioni climatiche davvero gravose, trovandosi in mezzo alle due giranti che lavorano con un salto di temperatura davvero elevato ed essendo, infine, montato al centro della “V calda” del motore termico dove di conseguenza ha una certa difficoltà a ricevere l’adeguato raffreddamento.

L’ MGU-K, il cui nome intero è Motor Generator Unit – Kynetic, altro non è, invece, che una evoluzione del famoso sistema KERS che fino a qualche anno fa esisteva sulle auto di Formula Uno, un sistema che era in grado di recuperare durante le frenate l’energia cinetica per trasformarla in energia elettrica da utilizzare come potenza aggiuntiva al motore termico nelle fasi decisive dei Gran Premi. Proprio come allora questo sistema sfrutta la fase di frenata per raccogliere l’energia cinetica, trasformarla in energia elettrica e accumularla nella batteria. Questa energia recuperata viene poi riutilizzata per alimentare questo motogeneratore durante le fasi di accelerazione del motore termico. L’ MGU-K è, infatti, in grado di aggiungere una potenza di circa 164 cavalli a quella erogata dal motore a combustione interna prelevando energia dalle batterie e agendo direttamente sull’albero motore. La sua velocità di rotazione non può superare i 75.000 giri/min e può fornire al massimo una coppia massima di 200 Nm. Può però riceve l’energia elettrica non solo dalle batterie ma anche direttamente dal MGU-H anche se l’MGU-K non può inviare alle batterie più di 2 MJ al giro e non può allo stesso tempo erogare più di 4 MJ al giro.

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