มารู้จักกันแบบลึกๆ Porsche 919 Hybrid ตัวแข่งป้องกันแชมป์ FIA World Endurance Championship WEC, LMP1

มารู้จักกันแบบลึกๆ Porsche 919 Hybrid ตัวแข่งป้องกันแชมป์ FIA World Endurance Championship WEC, LMP1

การเปิดตัว Porsche 919 Hybrid เป็นครั้งแรกของโลก: 2 วันก่อนหน้าการเปิดตัวอย่างเป็นทางการของการแข่งขันรถยนต์ทางเรียบรายการ FIA World Endurance Championship (WEC) ที่สนาม Paul Ricard ประเทศฝรั่งเศส ปอร์เช่ได้ทำการแนะนำรถแข่งที่จะลงสนามในฤดูกาลนี้นั่นคือ 919 ไฮบริด (919 Hybrid) ใหม่ ซึ่งได้รับการพัฒนาขึ้นด้วยเทคโนโลยีชั้นสูงเครื่องยนต์ และระบบส่งกำลังที่เปี่ยมประสิทธิภาพยิ่งกว่าเดิม ระบบอากาศพลศาสตร์ชั้นยอดที่ได้รับการออกแบบให้มีความเหมาะสมกับการขับขี่สูงสุดแตกต่างกันในแต่ละสนามแข่งขัน รวมทั้งการลดน้ำหนักของชิ้นส่วนต่างๆ ในตัวรถให้มีน้ำหนักเบาที่สุด “รถแข่ง Le Mans ที่มีพละกำลังกว่า 900 แรงม้า พร้อมแล้วสำหรับการลงแข่งเพื่อป้องกันตำแหน่ง” Fritz Enzinger รองประธานของ LMP1 กล่าว

ปอร์เช่ 919 ไฮบริด (919 Hybrid) คือรถแข่งที่เป็นตัวแทนของวิวัฒนาการจากรุ่นสู่รุ่น: 919 ได้รับการเปิดตัวเป็นครั้งแรกในปี 2014 ในรูปลักษณ์ของรถสปอร์ตตัวถังสีขาว พร้อมนิยามการออกแบบ “อัจฉริยภาพแห่งสมรรถนะจากปอร์เช่ (Porsche Intel-ligent Performance)” และปรัชญาการออกแบบดังกล่าวนั้น ได้รับการสืบทอดมายังปี 2015 ด้วยรถแข่งที่ประกอบขึ้นจากพื้นตัวถังสีขาว ตกแต่งด้วยลายคาดสีแดงและดำ ในปี 2016 นี้ สีจากตัวถังทั้ง 3 สีได้รับการผสมผสานเข้าด้วยกัน เพื่อแสดงให้เห็นถึงแนวทางการออกแบบใหม่

หมายเลขประจำตัวรถใหม่: ด้วยการคว้าตำแหน่งอันดับ 1 และอันดับ 2 ในการแข่งขันรายการ Le Mans 24 ชั่วโมง ในปี 2015 รวมทั้งตำแหน่งแชมป์ประเภทโรงงานผู้ผลิตของปอร์เช่ในรายการ World Championship ส่งผลให้ในปีนี้ นักแข่งทั้ง 3 คนอันได้แก่ Timo Bernhard (DE), Brendon Hartley (NZ) และ Mark Webber (AU) จะลงแข่งขันด้วยรถแข่งที่ติดหมายเลข 1 ส่วน Romain Dumas (FR), Neel Jani (CH) และ Marc Lieb (DE) จะลงแข่งขันในรถแข่งหมายเลข 2

การพัฒนาที่ถือเป็นหัวใจสำคัญของรถแข่ง 919 ไฮบริด (919 Hybrid) ใหม่: เป็นครั้งแรกที่ปอร์เช่ช่วงชิงความได้เปรียบจากกติกาการแข่งขันของ WEC ด้วยการออกแบบลักษณะตัวถังรถให้มีอากาศพลศาสตร์ที่แตกต่างกันถึง 3 รูปแบบ เพื่อให้มีความเหมาะสมสูงสุดสำหรับการขับขี่ในแต่ละสนามโดยกติกาการแข่งขันอนุญาติ ให้ปรับเปลี่ยนลักษณะตัวถังได้สูงสุด 3 แบบเช่นเดียวกัน พร้อมกับการลดน้ำหนักและเพิ่มประสิทธิภาพการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงให้แก่เครื่องยนต์ 4 สูบเทอร์โบ ซึ่งผสานการทำงานเป็นหนึ่งกับระบบขับเคลื่อนแบบ hybrid สมรรถนะสูงซึ่งได้รับการพัฒนาขึ้นใหม่สำหรับรถแข่งปี 2016 โดยทำการเพิ่มกำลังและประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้าในระบบดังกล่าวให้ดียิ่งขึ้น ชุดมอเตอร์ไฟฟ้ารับหน้าที่ในการสร้างกำลังขับเคลื่อนให้แก่เพลาคู่หน้า โดยได้รับพลังงานจากเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียม ไอออน (lithium ion battery cells) แบบใหม่ล่าสุดซึ่งได้รับการพัฒนาขึ้นโดยบริษัทผู้ผลิตแบตเตอรี่ชั้นนำ พร้อมระบบขับเคลื่อนที่ล้อคู่หน้าใหม่ และเพิ่มฟังก์ชั่นการทำงานที่สามารถปรับตั้งได้หลากหลายรูปแบบ โดยติดตั้งยางรถยนต์แบบพิเศษจาก Michelin พัฒนาและดีไซน์เพื่อสมรรถนะการขับขี่สูงสุดของปอร์เช่ 919 ไฮบริด (919 Hybrid) ใหม่เท่านั้น

เจาะลึกปอร์เช่ 919 ไฮบริด (919 Hybrid) รุ่นปี 2016:
สำหรับปอร์เช่ 919 รุ่นปี 2016 นั้น โครงสร้างพื้นฐานของระบบตัวถัง ไม่มีการเปลี่ยนแปลงใดๆ ยังคงไว้ซึ่งแนวทางการ ออกแบบของระบบขับเคลื่อนแบบ hybrid ที่ผสานการทำงานร่วมกับเครื่องยนต์เบนซิน V4 ขนาดความจุ 2.0 ลิตร ติดตั้งระบบอัดอากาศเทอร์โบชาร์จ และระบบชาร์จพลังงานกลับแบบ 2 ช่องทาง (two different energy recovery systems) ผ่านระบบเบรกของล้อคู่หน้าและระบบระบายไอเสีย นับตั้งแต่เปิดตัวรถยนต์รุ่นดังกล่าวเป็นครั้งแรกเมื่อฤดูกาล 2014 ปอร์เช่ยังคงยึดมั่นในปรัชญาการออกแบบดังกล่าวไว้อย่างไม่เสื่อมคลาย โดยเฉพาะในเรื่องของการลดน้ำหนักโดยรวมของตัวรถให้ต่ำลง ผลลัพธ์ที่ได้คือรถแข่งที่ถือกำเนิดขึ้นในปี 2015 และสำหรับรถแข่งในปี 2016 ที่กำลังจะมาถึงนั้น ปอร์เช่ยังคงยืนอยู่ในระดับแนวหน้าของการแข่งขันด้วยปรัชญาการออกแบบที่ได้รับความเชื่อมั่นตลอดมา

กฎกติกาของ WEC สนับสนุนการพัฒนาระบบ hybrid:
กติกาการแข่งขันสำหรับรายการ LMP1 กำหนดให้โรงงานผู้ผลิตต้องทำการติดตั้งระบบขับเคลื่อนแบบ hybrid เป็นแหล่งกำเนิดพละกำลังซึ่งมีผลโดยตรงกับประสิทธิภาพและสมรรถนะของรถแข่ง นั่นย่อมหมายความว่า ระบบชาร์จพลังงานกลับ คือส่วนสำคัญอย่างยิ่งเพื่อใช้ในการขับเคลื่อนตัวรถ และส่งผลต่อเนื่องไปยังสัดส่วนของข้อจำกัดปริมาณเชื้อเพลิงที่ใช้ต่อการแข่งขันหนึ่งรอบสนาม โดยปริมาณการใช้เชื้อเพลิงดังกล่าวจะถูกนำมาคำนวณเพื่อเป็นส่วนหนึ่งของการตัดสิน ผลการแข่งขัน WEC เปิดโอกาสให้วิศวกรของแต่ละทีมสามารถเลือกใช้ระบบขับเคลื่อน hybrid ในลักษณะต่างๆ ได้อย่างเสรีไม่ว่าจะเป็นการเลือกใช้งานร่วมกับเครื่องยนต์ดีเซลหรือเครื่องยนต์เบนซิน ติดตั้งระบบอัดอากาศเทอร์โบชาร์จหรือไม่ติดตั้ง ขนาดความจุเครื่องยนต์ที่หลากหลาย และสามารถเลือกใช้ระบบชาร์จพลังงานกลับทั้งแบบ 1 หรือ 2 ช่องทางทั้งนี้กฎกติกาดังกล่าวมุ่งเน้นให้เกิดการพัฒนานวัตกรรมที่นำไปต่อยอดให้แก่รถยนต์สายการผลิตปกติ และนี่คือเหตุผลหลักที่ปอร์เช่ตัดสินใจกลับเข้าร่วมเป็นส่วนหนึ่งของการแข่งขันกีฬามอเตอร์สปอร์ตระดับชั้นนำของโลกอีกครั้ง

เครื่องยนต์ V4­ เทอร์โบ พร้อมระบบจ่ายเชื้อเพลิงตรงเข้าห้องเผาไหม้ (direct injection):
ประสิทธิภาพในการจุดระเบิดและการจัดสรรส่วนผสมของเชื้อเพลิงจากเครื่องยนต์เบนซินขนาดความจุ 2.0 ลิตร V4 ติดตั้งระบบอัดอากาศเทอร์โบชาร์จรับหน้าที่ส่งกำลังขับเคลื่อนไปยังเพลาคู่หลัง ได้รับการออกแบบขึ้นจากความมุ่งมั่นทุ่มเทของทีมวิศวกรจากฝ่ายวิจัยและพัฒนาในเมือง Weissach ก่อกำเนิดนวัตกรรมเครื่องยนต์สูบ V แบบ 90 องศา น้ำหนักเบา ให้พละกำลังสูงสุดกว่า 500 แรงม้า สะท้อนให้เห็นถึงสมรรถนะชั้นเลิศตลอดฤดูกาลแข่งขันในปีที่ผ่านมา สำหรับปี 2016 กติกากำหนดให้ผู้ผลิตทำการลดกำลังที่ได้จากปริมาณเชื้อเพลิงต่อ 1 รอบให้ต่ำลงและเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องยนต์ให้มีความประหยัดเชื้อเพลิงสูงสุด ด้วยแนวทางดังกล่าวส่งผลให้รถแข่งในรายการ LMP1 ทุกคันมีความเร็วสูงสุดที่ลดต่ำลงในทางกลับกันทีมวิศกวกรต้องทุ่มเทความสามารถในการพยายามเรียกพละกำลังจากเครื่องยนต์ให้มากขึ้นในขณะที่ใช้เชื้อ เพลิงน้อยลง สำหรับปอร์เช่ 919 ซึ่งลดอัตราการใช้เชื้อเพลิงลงประมาณ 8 เปอร์เซ็นต์ เปรียบได้กับการประหยัดพลังงานที่ใช้ในการแข่งขันต่อหนึ่งรอบสนาม Le Mans ถึง 10 เมกะจูล ระยะเวลาเพิ่มขึ้นประมาณ 4 วินาทีต่อระยะทางทุกๆ 13.629 กิโลเมตรของสนาม Le Mans และด้วยกติกาการแข่งขันใหม่นี้ กำลังสูงสุดที่ได้จากเครื่องยนต์จะลดลงต่ำกว่า 500 แรงม้า

ระบบชาร์จพลังงานกลับแบบ 2 ช่องทาง:
พลังงานจลน์ที่เกิดขึ้นจากการทำงานของระบบเบรกจากล้อคู่หน้าจะได้รับการแปลงให้อยู่ในรูปของพลังงานไฟฟ้า สำหรับระบบชาร์จพลังงานกลับในช่องทางที่ 2 ได้รับการติดตั้งในส่วนของระบบระบายไอเสีย เมื่อไอเสียที่ระบายออกจาก เครื่องยนต์ไปขับเคลื่อนชุดเทอร์โบชาร์จเป็นการใช้แรงดันไอเสียที่เกิดขึ้นจากเครื่องยนต์แทนที่จะปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมอย่างเปล่าประโยชน์เทคโนโลยี VTG ทำหน้าที่ปรับการทำงานของครีบดักไอเสียเพื่อสร้างระดับแรงดันให้เหมาะสมกับรอบการทำงานของเครื่องยนต์แม้ในสภาวะการทำงานของเครื่องยนต์ในรอบต่ำระบบดังกล่าวจะติดตั้งชุดเทอร์ไบน์เพิ่มเติมโดยยึดติดกับอุปกรณ์กำเนิดไฟฟ้า (electric generator) พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตขึ้นจะได้รับการควบคุมด้วยระบบKERSพลังงานที่ได้ จากล้อคู่หน้าจะได้รับการเก็บไว้ที่เซลล์แบตเตอรี่ ลิเธียม ไอออน ในกรณีที่ผู้ขับขี่ต้องการกำลังขับเคลื่อนเพิ่มขึ้น พละกำลังกว่า 400 แรงม้า จะตอบสนองอย่างทันท่วงทีให้อัตราเร่งที่ยอดเยี่ยมด้วยการถ่ายทอดแรงขับเคลื่อนจากชุดมอเตอร์ไฟฟ้าสมรรถนะสูงไปยังเพลาคู่หน้า ผลลัพธ์ที่ได้ทำให้ปอร์เช่ 919 กลายเป็นรถขับเคลื่อน 4 ล้อที่มาพร้อมกำลังสูงสุดถึง 900 แรงม้า ในชั่วขณะหนึ่งด้วยการทำงานที่ประสานกันอย่างสมบูรณ์แบบของระบบขับเคลื่อนทั้ง 2 แบบจึงพร้อมรองรับทุกสถาน
การณ์การขับขี่ในทุกสนามแข่งที่ต้องเผชิญ

แบตเตอรี่ ลิเธียม ไอออน แหล่งสำรองพลังงานชั้นยอด:
จากกฎกติกาการแข่งขันของ WEC ซึ่งเปิดกว้างให้วิศวกรของแต่ละทีมสามารถออกแบบระบบสำรองพลังงานได้ตามต้องการ ตัวอย่างเช่น บางทีมใช้ล้อช่วยแรง (flywheels) และ ultracaps (electro chemical supercapacitors) ในการเก็บพลังงานไฟฟ้า แต่สำหรับในปี 2016 นี้ ทุกทีมตัดสินใจใช้แบตเตอรี่ ลิเธียม ไอออน ในการสำรองพลังงานไฟฟ้า เฉกเช่นเดียวกันกับทีมปอร์เช่ ทั้งนี้หัวใจหลักของระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าที่เหนือชั้นของ 919 ไฮบริด (919 Hybrid) คือ เทคโนโลยีระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าแรงดันสูงถึง 800 โวลต์ ซึ่งได้รับการถ่ายทอดจากรถยนต์ต้นแบบแห่งอนาคต ปอร์เช่ Mission E

การจัดระดับ Energy classes ของ WEC:
กฎข้อบังคับได้รับการกำหนดให้มีความแตกต่างกันทั้งหมด 4 ระดับโดยขึ้นกับการใช้พลังงานในการขับเคลื่อนตัวรถตั้งแต่ระหว่าง 2-8 เมกะจูลล์ (MJ) ด้วยการคำนวณจากระยะทาง 13.629 กิโลเมตรรอบสนาม Le Mans และปรับเปลี่ยนไปในแต่ละสนามแข่งขัน ด้วยประสิทธิภาพการทำงานชั้นเลิศของเครื่องยนต์ ระบบชาร์จพลังงานกลับ รวมทั้งระบบสำรองพลังงานไฟฟ้าที่เยี่ยมยอดในฤดูกาลแข่งขันปี 2015 ปอร์เช่คือทีมผู้ผลิตเพียงรายแรกและรายเดียวที่ได้รับการจัดระดับคลาสสูงสุดที่ 8 เมกะจูลล์ (MJ) ด้วยข้อกำหนดของระบบชาร์จพลังงานกลับที่เข้มงวด เครื่องมือวัดอัตราการไหลของ FIA ถูกปรับตั้งให้จำกัดอัตราการใช้เชื้อเพลิงต่อรอบสนามที่ไม่เกิน 4.31 ลิตรเท่านั้นนับเป็นภาระกิจหนักที่วิศวกรของแต่ละทีมจะต้องพัฒนาระบบขับเคลื่อนที่ไม่เพียงให้กำลังได้สูงแต่ต้องเปี่ยมด้วยประสิทธิภาพในการชาร์จพลังงานกลับและมีระบบสำรองพลังงานไฟฟ้าที่ดีเพียงพออีกด้วย

พลังงาน/ปริมาณเชื้อเพลิงที่ใช้ คำนวณตามระยะทางต่อหนึ่งรอบสนามแข่ง Le Mans* (13.629 กิโลเมตร):
พลังงานที่ 2 เมกะจูลล์ = น้ำมันเบนซิน 4.70 ลิตร = น้ำมันดีเซล 3.70 ลิตร
พลังงานที่ 4 เมกะจูลล์ = น้ำมันเบนซิน 4.54 ลิตร = น้ำมันดีเซล 3.58 ลิตร
พลังงานที่ 6 เมกะจูลล์ = น้ำมันเบนซิน 4.38 ลิตร = น้ำมันดีเซล 3.47 ลิตร
พลังงานที่ 8 เมกะจูลล์ = น้ำมันเบนซิน 4.31 ลิตร = น้ำมันดีเซล 3.33 ลิตร
*กำหนดใช้ตั้งแต่วันที่ 01.01.2016 เป็นต้นไปในการแข่งขันรายการ Le Mans 2016

ปลอดภัยสูงสุดด้วยการปกป้องจากโครงสร้างตัวถัง:
เช่นเดียวกับรถแข่ง Formula 1 โครงสร้างของปอร์เช่ 919 ไฮบริด (919 Hybrid) ได้รับการผลิตขึ้นจากชิ้นงาน คาร์บอนไฟเบอร์ หลายแผ่นประกบกันเป็นชิ้นเดียว หรือ โมโนคอร์ (monocoque) เครื่องยนต์และระบบส่งกำลังยึดติดเป็นหนึ่งเดียวกันเพื่อความแข็งแกร่งสูงสุด เกียร์ซีเควนเชียลทำงานด้วยไฮดรอลิกแบบ 7 จังหวะ (the hydraulically operated sequential 7-­speed racing gearbox) ผลิตจากวัสดุอลูมิเนียมยึดติดกับโครงสร้างคาร์บอนอย่างแน่นหนาได้รับการพัฒนาด้วยการลดน้ำหนักของระบบเกียร์ลง สำหรับรุ่นปี 2016

ชุดขับเคลื่อนล้อหน้าใหม่ พร้อมยางประสิทธิภาพสูง:
เพื่อการบังคับควบคุมที่ยอดเยี่ยม การขับขี่ที่เต็มเปี่ยมไปด้วยประสิทธิภาพ การยึดเกาะที่มั่นคงพร้อมตอบสนองทุกสภาวะปอร์เช่ 919 ไฮบริด (919 Hybrid) รุ่นปี 2016 ได้รับการติดตั้งชุดขับเคลื่อนที่ล้อคู่หน้าใหม่ รวมทั้งปรับแต่งการทำงานของชุดขับเคลื่อนที่ล้อคู่หลังผสานการทำงานกับยางรถยนต์สมรรถนะสูงจาก Michelin โดยผ่านการทดสอบอย่างเข้มงวดในช่วงเดือนกุมภาพันธ์ที่ผ่านมา

อากาศพลศาสตร์ที่ทุกสนามแข่งต้องสยบให้:
ปอร์เช่ออกแบบหลักอากาศพลศาสตร์ของตัวถังรถสำหรับรุ่นปี 2016 ไว้ถึง 3 รูปแบบ พร้อมแล้วสำหรับการลงแข่งขันในรายการ World Championship แรกของฤดูกาลที่สนาม Silverstone ซึ่งปอร์เช่เลือกใช้ชุดตัวถังที่ลดแรงกดให้น้อยลง เพื่อให้มีความเหมาะสมกับสภาพการขับขี่ในสนามดังกล่าวอย่างสูงสุด และแน่นอนว่าการปรับแต่งอากาศพลศาสตร์ตัวรถจะมุ่งเน้นไปที่การแข่งขันอันเป็นที่สนใจที่สุดของฤดูกาลนั่นคือสนาม Le Mans ในประเทศฝรั่งเศสบนเส้นทางตรงที่มีระยะยาวเป็นพิเศษ โดยรถแข่งต้องมีแรงเฉื่อยที่น้อยที่สุด นั่นหมายความว่าแรงกดที่กระทำกับตัวรถจะต้องถูกจำกัดให้อยู่ในช่วงที่มีความหมาะสมที่สุดเช่นเดียวกัน ฤดูกาลแข่งขันปี 2016 นี้ ปอร์เช่ 919 จะออกสตาร์ทด้วยชุดตัวถังที่สร้างแรงกดสูง จากนั้นจึงเปลี่ยนมาใช้ชุดตัวถังที่ให้แรงกดต่ำป็นพิเศษสำหรับการลงแข่งที่ Le Mans และกลับมาใช้ชุดตัวถังแรงกดสูงอีกครั้งเพื่อลงแข่งขันในรายการ WEC อีก 6 สนาม ทั้งหมดนี้เป็นไปตามข้อกำหนดที่เปิดโอกาสให้ปรับเปลี่ยนชุดตัวถังได้สูงสุดถึง
3 รูปแบบต่อ 1 ฤดูกาล

การปรับแต่งอากาศพลศาสตร์ของตัวรถมีผลโดยตรงต่อการเพิ่มสมรรถนะการขับขี่และประสิทธิ ภาพในการบังคับควบคุมที่แตกต่างกันไปในแต่ละสภาพสนามที่ต้องเผชิญ ไม่ว่าจะเป็นทิศทางของลมปะทะด้านข้างความสมดุลของรถในขณะเข้าโค้ง รวมไปถึงความสามารถในการลดอาการที่เกิดขึ้นในลักษณะต่างๆ ทั้งในแนวตั้งและแนวนอน