como funciona o KERS?

Antes de iniciar a leitura…

Pessoal! Faz um tempo que eu não posto nesse blog. Há alguns meses eu criei um canal no youtube com vídeos sobre os mesmos temas (e alguns além) que eu postei aqui. Caso você leia esse post e ache o que eu fiz legal, recomendo que siga o meu canal e a página no facebook.

Os links vão abaixo:

https://www.youtube.com/channel/UCnKoNhNOCEGk2wIG0cm5VtQ

https://www.facebook.com/blogdoutorautomovel/

Obrigado e boa leitura!

Olá pessoal,

Hoje vou falar um pouco sobre o dispositivo que sinceramente é o que me desperta maior atenção em um carro de Fórmula 1, o KERS. KERS na verdade quer dizer Kinetic Energy Recovery System (Sistema de Recuperação de Energia Cinética) e está presente em todos os carros da categoria, o KERS recupera a energia cinética que seria perdida na hora que o piloto aciona o freio e a armazena numa bateria, quando o piloto aciona o botão do KERS no volante, a energia elétrica armazenada na bateria é descarregada em um motor que gera até 80 cavalos de potencia, o que é em média a potência de um carro de rua com motor 1.4, e por volta de 10% da potencia total de um Fórmula 1.

O que o regulamento da Fórmula 1 fala sobre o KERS?

De acordo com o regulamento, o sistema só pode armazenar 60KW (isso mesmo Killowatts como na sua conta de luz), a capacidade de energia que pode ser liberada é  de 400KJ, voltando a velha equação do tempo da escolinha… uma vez que a potência é a derivada do trabalho (que é medido em joules) no tempo, considerando a potência constante, a integral disso seria nada mais do que a potência vezes o tempo que o motor fica operante, isso quer dizer que:

se a energia máxima é de 400KJ e a potência máxima é de 60KW (o que equivale a 80 cavalos aproximadamente);

e trabalho = potência X tempo

tempo = trabalho / potência

o que dá um tempo e ativação de 6,66 segundos .

Isso gera uma diferença de 1 a 4 décimos de segundo por volta dependendo da pista.

Isso já seria o suficiente para a maioria das pessoas, mas eu sei que os meus leitores estão aqui atras de algo a mais, a final, como funciona o KERS? quais são os recursos que tornam isso possível?

A resposta é muito mais simples do que você pode imaginar, a alma do KERS se chama FLYWHEEL, que na sua definição é um volante com uma massa muito grande que gira e transforma a energia que vem da rotação do eixo em energia elétrica, quem já é da engenharia sabe que o fato da massa do volante ser muito alta implica em uma inercia grande, o que associado a um mancal com coeficiente de atrito praticamente nulo faz com que toda a energia seja aproveitada.

Flywheel projetada pela equipe Williams de Fórmula 1

A Equipe Williams de Fórmula 1 tem uma página com um conteúdo muito bom sobre a Flywheel, quem tiver curiosidade para se aprofundar ai vai o endereço: http://www.williamshybridpower.com/index.php

Como eu disse a cima as Flywheels na teoria têm muita massa, mas para o caso de um carro de Fórmula 1, peso não é uma coisa desejável, e então é preferivel usar uma massa muito menor porém fazer o sistema operar em rotações muito mais altas, estou falando de velocidades angulares na faixa de 80.000 rpm.

Elas também não são conectadas diretamente aos freios, existe um gerador que de fato converte essa energia de rotação em elétrica e a Flywheel de fato começa a girar por indução magnética e quando o piloto aciona o KERS esse fluxo elétrico gira no sentido inverso e faz girar o motor (gerador) que está acoplado ao eixo traseiro.

O vídeo abaixo ilustra o que eu acabei de explicar:

Bom pessoal,

Esse foi o meu post sobre KERS, espero que tenham gostado.

Um abraço,

Rafael Basilio

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    • Paulo Monteiro
    • 15 de agosto de 2015

    Rafael obrigado pelos esclarecimentos. Entretanto gostaria de saber, de fato, como ocorre a conversão da energia térmica gerada nas frenagens em energia elétrica. Obrigado.
    Abraços, Paulo Monteiro.

    • Paulo,

      Antes de mais nada, esse é um post de 2011, atualmente as regras para uso do KERS mudaram, bem como o próprio sistema.

      Quando submetidos a uma tensão, os motores elétricos entram em movimento devido a geração de um campo magnético, presumo que você já deve saber disso. O que talvez você não saiba, é que quando giramos um motor elétrico, o processo inverso ocorre, ou seja, girando um motor elétrico, gera-se um campo magnético que nos terminais do mesmo, resulta em uma tensão.

      Resumindo, quando você utiliza energia mecânica (proveniente da rotação do eixo do carro) para girar o eixo do motor elétrico, o mesmo passa a se comportar como um gerador de energia.

      Espero ter respondido a pergunta.

      Abraço,

      Rafael

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