Verklaard: MGU-H en MGU-K, wat is dat nou eigenlijk?

In 2014 introduceerde de Formule 1 de turbo hybride-motoren. Dat resulteerde in een dominantie van de Mercedes-krachtbronnen, veel merkwaardige betrouwbaarheidsproblemen en componenten met onduidelijke afkortingen. Regelmatig komen de benamingen ‘MGU-K’ en ‘MGU-H’ voorbij. De elementen veroorzaken regelmatig grote problemen in de Formule 1, maar wat doen ze nou eigenlijk? Wij gingen het gesprek aan met de grote man achter de motoren van Renault, Remi Taffin. 

“De MGU-K komt zeer overeen met de systemen in de hybride straatauto’s”, legde Taffin uit aan Motorsport.com. “In de Formule 1 gebruiken we een elektromotor die verbonden is met de benzinemotor. Tijdens het remmen, slaat het de energie op die normaliter verloren gaat in hitte. Een groot deel van die kinetische energie slaan we op in een batterij. De MGU-K kan twee kanten op werken: opslag of afgifte van energie.”

Die opgeslagen energie wordt gebruikt om de V6-benzinemotor te ondersteunen: “De MGU-K elektrische motor is verbonden met de krukas, en helpt de krukas draaien waardoor meer kracht ontstaat. De MGU-K is direct verbonden met de achterwielen.” 

En de MGU-H?

De Franse engineer legde vervolgens uit wat de MGU-H is, het element dat verbonden is met de turbo: “De MGU-H is meer een F1-dingetje. Langzaam zien we een vergelijkbaar element terugkomen in productieauto’s. Dan wordt het een e-turbo genoemd, en is ontworpen om de turbocharger te laten draaien bij lagere toeren.”

“In een Formule 1-bolide werkt de MGU-H net als de MGU-K, hij kan beide kanten op werken. Het kan energie terugwinnen van de turbo, het opslaan, en vervolgens gebruiken om de compressor te laten draaien. Als je naar een turbocharger kijkt, zie je aan de ene kant een turbine en aan de andere kant een compressor. De uitlaatgassen worden gebruikt om de turbine te laten draaien, waardoor de compressor gaat draaien. De MGU-H bevindt zich in het midden. Dus wanneer de hete gassen de turbine laten draaien, produceert dat elektriciteit die opgeslagen wordt in batterijen. Wanneer de auto accelereert, wordt die energie gebruikt om de compressor te laten draaien, wat onmiddellijk kracht oplevert. Er is geen turbogat. De krachtoverbrenging is direct, net als bij een normale atmosferische motor.”

Taffin ging vervolgens door over de batterijen: “In de F1-auto bevindt zich slechts één batterij. Hoewel de elektriciteit van verschillende bronnen afkomstig is, wordt het op één plaats opgeslagen. De batterij is plat en is onder de benzinetank geplaatst. Wij [Renault] produceren onze eigen MGU-K’s, MGU-H’s, batterijen en besturing. Door onze betrokkenheid in de Formule E, heeft Renault heel wat kennis over de elektrische technologie in huis. De engineers van het Formule E-team hebben ons geholpen.”

Significante progressie sinds 2014

De Fransman erkende dat de vermogensafgifte aanzienlijk is toegenomen sinds de begindagen van de motor in 2014: “De afgifte van de opgeslagen energie kan nu bijna een gehele ronde plaatsvinden. We hebben ongelofelijke niveaus qua algehele efficiëntie bereikt. De MGU-K is vandaag de dag in staat om 120kW te produceren, een equivalent van 160 pk, gedurende bijna een gehele ronde. Het moment dat de rijder op het gaspedaal trapt en we niet meer beperkt worden door een gebrek aan grip, levert het vol vermogen. De rijder bepaalt niet langer of hij het wil gebruiken of niet. De kracht is beschikbaar. Het wordt allemaal automatisch geregeld.”

“De rijder kan in feite tussen twee standen kiezen. Hij kan de gehele ronde beschikken over volledige energie, bijvoorbeeld om een goede kwalificatietijd neer te zetten. In de racestand kan de rijder ervoor kiezen om op de rechte stukken maximale energie te gebruiken. Zijn rondetijden zullen minder goed zijn, maar hij heeft meer energie beschikbaar om een concurrent in te halen of zichzelf te verdedigen.” 

Ruimte voor verbetering op motorisch gebied

Volgens Taffin is de huidige 1.6-motor nog lang niet maximaal ontwikkeld en zit er de komende jaren nog veel meer in het vat: “Voornamelijk de efficiëntie van de kleine benzinemotor moet geoptimaliseerd worden. De elektrische componenten zijn nu al extreem efficiënt. We praten dan over efficiëntie van 95%. De batterij is eveneens zeer efficiënt. De V6-motor heeft dus nog de meeste ruimte voor verbetering. We vullen een auto met honderd kilogram brandstof. We moeten de benzinemotor efficiënter maken om die grote hoeveelheid brandstof beter te benutten. Op dat vlak valt er ontzettend veel te winnen. Er is nog veel ruimte voor verbetering.” 

Interview door Rene Fagnan, Motorsport.com Canada