La power unit nella formula uno

Il presente lavoro di ricerca si prefigge lo scopo di approfondire uno dei settori ritenuti strategici dalle migliori industrie nel campo automobilistico. Ciò perché oggi la ricerca è volta al risparmio energetico, all'ottimizzazione delle componenti elettromeccaniche, al raggiungimento di performances sempre più spinte e che consentono di produrre profitti. La power unit montata nelle monoposto di Formula 1 vuole essere un contributo finalizzato a dimostrare che l'investimento in questo campo offre orizzonti molto vasti ed estesi alle auto, alle moto, alle biciclette, ai mezzi pesanti, ai mezzi industriali e persino a quelli aerospaziali.
Il percorso argomentativo dell'elaborato segue un preciso ordine finalizzato a renderlo quanto più scorrevole e chiaro possibile.
La parte iniziale del lavoro consiste in un breve riassunto della storia e dei processi evolutivi che hanno portato la Formula 1 ad essere considerata la più importante competizione (mediatica e imprenditoriale) in campo automobilistico, certamente la competizione tecnologica per eccellenza. Questa sintetica parte illustra anche i motivi per cui si è arrivati a progettare la monoposto come evoluzione del primitivo veicolo biposto.
Il capitolo successivo introduce il motore installato nelle monoposto di Formula 1, illustrandone le fasi evolutive fino alle attuali auto dotate delle power unit. I paragrafi successivi descrivono il funzionamento e i componenti di questa tecnologia, illustrandone il principio di funzionamento e le tecnologie elettromeccaniche sulle quali si basa il suo processo.
La parte finale della ricerca entra nel dettaglio fisico-matematico del funzionamento dei componenti più importanti della power unit, ovvero i famosi MGU-H (Motor Generator Unit – Heat) e MGU-K (Motor Generator Unit – Kinetic).
Queste fondamentali fasi propedeutiche, sono indispensabili per entrare nel cuore della tesi, ovvero per introdurre l'ERS (Energy Recovery System), spiegandone il funzionamento attraverso una meticolosa ed approfondita analisi applicata alle varie fasi che si affrontano in un giro di pista delle moderne monoposto.
L'ultimo capitolo è dedicato agli azionamenti elettrici. Partendo dalla loro definizione, si prosegue con una breve descrizione delle varie tipologie tecnologiche impiegate per, poi, passare alla descrizione del funzionamento nei quattro quadranti del piano coppia (C) – velocità ( ). L'analisi verte, altresì, sui convertitori elettronici di potenza impiegati nella power unit ed in particolare sul VSI (Voltage Source Inverter), fornendo una breve descrizione dei componenti che lo costituiscono e del suo funzionamento attraverso l'introduzione del teorema di Fourier (paragrafo 3.4).