Comment Honda a transformé son moteur F1 en un batteur Mercedes

Camaractu

2 juin 2021

Ses progrès cette année, qui l’ont placé dans une lutte pour le titre très serrée avec Mercedes, ont été considérablement aidés par le travail du partenaire moteur Honda, qui est lui-même en tête du classement du titre F1 pour la première fois depuis 1991.

Ce qui est le plus impressionnant dans la forme de Honda cette année, c’est la rapidité avec laquelle sa fortune en F1 s’est inversée. Depuis les jours incroyablement difficiles avec McLaren, son moteur est désormais comparable à celui de Mercedes – un exploit impressionnant.

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Honda a été assez ouvert sur le type de changements qu’il a introduits avec son groupe motopropulseur actuel, et nous examinons ici certains des détails et pourquoi ils ont été particulièrement importants.

Au cœur de la nouvelle unité de puissance se trouve un ICE redessiné, avec de nombreux changements apportés qui contribuent non seulement à améliorer l’efficacité de la combustion, mais aussi à réduire la taille globale de l’unité.

Le plus important est un nouveau revêtement de cylindre qui a été développé par la division motos de Honda et a été à juste titre surnommé « placage Kumamoto », en raison de l’usine où il a été développé.

Bien que le placage de chemises de cylindres soit loin d’être une idée nouvelle, cela ne signifie pas que vous ne pouvez pas encore faire des progrès dans le domaine, en particulier lorsque vous appliquez des idées et des technologies du domaine des motos à régime généralement plus élevé à un autre projet.

Ce nouveau revêtement de cylindre aide à réduire les températures et la friction, ce qui a permis à la division F1 de repenser les paramètres de conception du bloc moteur, car ils étaient désormais capables de faire tourner le moteur plus fort, plus longtemps.

Espacement des cylindres Honda RA620H vs RA621H

Espacement des cylindres Honda RA620H vs RA621H

Photo par : Matthew Somerfield

Cela a eu un effet d’entraînement dramatique, avec l’équipe de conception capable de réduire la taille globale de l’ICE. Cela a non seulement conduit à une position plus basse du vilebrequin pour améliorer le CoG, mais a également coïncidé avec une disposition plus compacte qui a conduit l’équipe de conception à ajuster le pas de l’alésage.

Cela a essentiellement permis à Honda de rapprocher les cylindres les uns des autres, sans craindre que l’intégrité des cylindres ne soit compromise. Cela a abouti à une culasse plus courte et plus étroite.

Comme nous pouvons le voir sur l’illustration (ci-dessus), le rapprochement des cylindres signifie que la taille globale de la culasse peut également être réduite.

L’équipe de conception a également profité de l’occasion pour aborder le décalage d’inclinaison de l’ICE, car le RA620H, qui arborait une inclinaison avant gauche (ci-dessus, à gauche), a été remplacé par un arrangement droitier pour le RA621H (ci-dessus, à droite).

Cela a permis de reconditionner certains des autres éléments et accessoires de l’unité de puissance tout en modifiant également l’équilibre global.

Couvre-culasses moteur

Couvre-culasses moteur

Photo par : Honda

En conséquence de ces modifications dimensionnelles de la culasse, le couvre-culasse a également subi une refonte radicale. Cela est évident lorsque le couvre-culasse du RA620H est comparé à un prototype du RA621H dans une image publiée par Honda plus tôt cette année.

La seule similitude entre les deux couvercles est le cadre de montage du groupe motopropulseur, dont les positions sont régies par la réglementation.

En regardant le couvre-culasse à une extrémité (ci-dessous), nous pouvons voir que non seulement la forme est différente entre les deux spécifications, en raison de leur montage sur la culasse, mais l’espacement entre les cames a également été considérablement réduit. , ce qui modifie le décalage de la vanne en conséquence.

Comparaison des distances CAM de l'unité de puissance Honda

Comparaison des distances CAM de l’unité de puissance Honda

Photo par : Matthew Somerfield

La modification de l’angle des soupapes modifie évidemment également l’angle d’écoulement dans le cylindre, ce qui a probablement été satisfait par de nouvelles modifications de la conception des soupapes et des orifices d’entrée et de sortie.

Mais, peut-être plus important encore, toutes ces modifications ont conduit à un taux de compression plus élevé. Cela a probablement entraîné une modification de la conception de la couronne de piston également.

Disposition des soupapes Honda

Disposition des soupapes Honda

Photo par : Matthew Somerfield

Les changements visant à augmenter le taux de compression et l’efficacité de la combustion ont cependant un inconvénient, car la quantité d’énergie d’échappement créée est réduite, ce qui entraîne moins d’énergie électrique récupérée par le MGU-H, ce qui laisse évidemment un déficit en termes de déploiement.

Pour contrer cela, Honda a également repensé certains aspects de son turbocompresseur, avec une autre division au sein de l’entreprise pour apporter son soutien, une fois de plus.

Après avoir aidé la division F1 lorsqu’elle est passée au compresseur et à la turbine plus grands et montés hors-bord en 2017, HondaJet était parfaitement placé pour aider à réviser la forme des roues du turbocompresseur et compenser le volume de débit inférieur.

Changement de direction

Nous avons couvert le comment, mais maintenant nous devons nous demander pourquoi…

Alors pourquoi Honda s’est-il senti obligé de revoir la conception de son groupe motopropulseur, d’autant plus qu’il s’était déjà approché d’un niveau de performances similaire à celui de Mercedes en 2020 ?

La réponse réside dans la façon dont les précédents groupes motopropulseurs de Honda avaient mis davantage l’accent sur la récupération et le déploiement de l’énergie électrique, abandonnant ainsi une certaine efficacité de combustion.

Les directives techniques émises par la FIA avant et pendant la saison 2020 ont fait échouer ces stratégies et ont érodé tous les gains de performances qui auraient pu être possibles avec un futur programme de développement axé sur elles.

En tant que tel, Honda, qui avait déjà prévu d’introduire un nouveau groupe motopropulseur pour 2021 avant de choisir de retarder le plan, a décidé de revenir sur ses actions et de faire avancer le nouveau design une fois de plus.

Cela lui permettra de mieux comprendre la nouvelle conception du groupe motopropulseur avant l’introduction des carburants E10 en 2022, sur laquelle il continue de travailler avec Red Bull malgré son retrait imminent de la F1.

Plus ou moins

L’un des grands avantages du rétrécissement du groupe motopropulseur et de l’abaissement de son centre de gravité est la performance qui a été obtenue du côté du châssis, ce qui est encore plus important compte tenu du gel des homologations en place cette saison.

Cela a sans aucun doute aidé AlphaTauri et Red Bull à progresser par rapport à la saison dernière, et a entraîné une partie arrière beaucoup plus serrée sur les deux voitures.

Les départements aérodynamiques ont donc pu profiter de l’emballage plus serré du groupe motopropulseur et de ce qui semble être une exigence de refroidissement plus faible.

Max Verstappen, Red Bull Racing RB16B

Max Verstappen, Red Bull Racing RB16B

Photo par : Charles Coates / Images de sport automobile

Évidemment, vous pouvez faire des comparaisons avec le retour de Honda dans le sport en 2015, avec les affirmations de McLaren d’un arrière «taille zéro» maintenant enfin réalisées.

Et, alors que beaucoup soupçonnaient que le constructeur japonais pourrait ralentir ses efforts de développement après avoir comblé l’écart avec Mercedes l’année dernière, c’est exactement le contraire qui s’est produit. Il a travaillé avec diligence pour accélérer devant Ferrari et Renault en route vers son objectif ultime.

Développement historique

La poussée de Honda n’a cependant pas été sans difficultés et le groupe motopropulseur a subi de nombreuses transformations en cours de route…

Le RA615H comportait un turbocompresseur divisé semblable à celui lancé par Mercedes un an plus tôt mais, afin de garder la silhouette du groupe motopropulseur aussi petite que possible, le compresseur et la turbine étaient également logés dans les limites des moteurs Vee.

Pendant ce temps, un plénum d’admission à ligne basse et un collecteur de style bûche ne sont que deux des autres caractéristiques remarquables qui ont été conçues pour maintenir le groupe motopropulseur aussi petit que possible afin d’aider McLaren dans sa quête d’un arrière plus petit et plus efficace sur le plan aérodynamique. à leur voiture.

Le RA616H était un développement de son ancêtre, car le constructeur japonais était limité dans ce qu’il pouvait changer sur l’architecture tout en essayant de prendre en compte les objectifs du partenaire McLaren.

Cependant, afin de réaliser des gains, un passage à un collecteur d’échappement multi-branches conventionnel a été effectué. Le plénum d’admission a également été agrandi et la conception globale de la plupart des aspects du groupe motopropulseur a légèrement augmenté en taille afin qu’elle ait plus de marge intégrée pour assurer la durabilité – un problème majeur au cours de la première saison.

Groupe motopropulseur Honda 2015-2018

Groupe motopropulseur Honda 2015-2018

Photo par : Matthew Somerfield

En 2017, Honda a apporté son premier changement majeur à la disposition en tentant de résoudre certains des principaux inconvénients de sa conception initiale.

Honda a conservé l’approche du turbo divisé, mais plutôt que d’être logé entièrement dans le Vee, il est passé à une conception plus étroitement alignée sur celle de Mercedes, dans laquelle la turbine et le compresseur sont montés à chaque extrémité du moteur.

Cet arrangement de style « crêpe », comme on l’appelle, a donné à Honda plus de marge en termes de conception du turbo, mais a également créé des maux de tête plus techniques car l’arbre de connexion et le MGU-H ont dû être repensés pour tenir compte de la plus grande distance entre la turbine et compresseur.

La conception de la chambre de combustion a également été modifiée dans cette refonte et, encore une fois, vous pouvez voir que le plénum d’admission et le système d’échappement ont été ajustés en corrélation. Même avec ces changements substantiels, le groupe motopropulseur 2017 était en fait en baisse par rapport à son prédécesseur, qui est devenu la goutte d’eau qui a fait déborder le vase dans sa relation avec McLaren.

Néanmoins, même compte tenu de la réduction de la production, cette transition était nécessaire, car la conception précédente était dans une impasse. Mais le passage de Honda à Toro Rosso s’est avéré être un tournant dans sa fortune en F1.

Arrière Scuderia Toro Rosso STR13

Arrière Scuderia Toro Rosso STR13

Photo par : Giorgio Piola

Le RA618H a continué de s’appuyer sur les bases de la refonte du groupe motopropulseur de la saison précédente, avec de nombreux changements sous le capot et la refonte habituelle du plénum d’admission et d’échappement.

Pendant ce temps, Honda et Toro Rosso ont également travaillé sur l’aspect de l’installation, car le premier a fait des concessions en termes de changement d’emplacement de la tuyauterie de suralimentation, tandis que Toro Rosso a installé un refroidisseur « à selle » au-dessus du groupe motopropulseur de la même manière que McLaren avait fait au cours des années précédentes.

Le RA619H devait être le premier groupe motopropulseur Honda à être installé au sein de plus d’une équipe et, bien que la relation avec Toro Rosso ait été bonne, avoir Red Bull à bord apporterait un plus grand poids d’attentes.

Le RA619H et le RA620H qui ont suivi ont permis à Honda de capturer le double des données et de les utiliser pour faire des progrès constants en termes de rendement et de durabilité avant d’apporter les changements majeurs que nous avons déjà décrits pour 2021.

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