La Formula 1 come diciamo ormai da tempo sta cambiando in modo abbastanza radicale. L’abbandono delle attuali unità propulsive di 2,4 litri V8 lascerà il posto a delle più piccole unità V6 turbo da 1.6 litri che saranno meno appetibili dal punto di vista del sound. ma sicuramente più efficienti dal punto di vista energetico. E’ proprio sull’ottimizzazione delle risorse energetiche che la Fia ha puntato per lo sviluppo del regolamento delle monoposto del 2014.

Nell’attuale formula 1 la monoposto è concepita per lavorare nella massima efficienza cercando di continuo un equilibrio tra penetrazione aerodinamica e l’utilizzo di quest’ultima per recuperare carico verticale. Oggi si usano deflettori, diffusori, fondi particolarmente efficienti, l’energia degli scarichi per far lavorare le componenti aerodinamiche anche quando questi non dovrebbero. Oggi ci sono due scuole di pensiero. Una che tende e migliorare l’efficienza e di conseguenza la penetrazione per avere più prestazioni con minore dispendio una su tutte è proprio la Force India ma anche la recente evoluzione Sauber, monoposto che hanno un ottima efficienza su piste veloci. Dall’altro c’è la Redbull che sacrifica efficienza, anzi utilizzando la massimo l’energia della combustione sprecandola a vantaggio del carico aerodinamico in curva e in trazione con evidenti vantaggi come si è visto dal dominio della RB9.

Nella prossima stagione l’utilizzo dei motori V6 Turbo con la loro conformazione di scarichi e l’abbinamento a tecnologie ibride ancora più spinte come l’utilizzo dell’ERS (recupero energetico) vincolato al turbo e il classico KERS apriranno una miriade di soluzioni e di possibilità sia dal punto di vista meccanico che aerodinamico su come sfruttare tutte le potenzialità del sistema. Unico vincolo un occhio particolare alla efficienza energetica unico vincolo irrinunciabile da parte della Fia.

Il cuore della innovazione sarà data proprio dalla combinazione del V6 con un motore elettrico direttamente alimentato dal propulsore a benzina con cui lavorerà in simbiosi. In pratica il motore endotermico mediante la turbina sarà accoppiato ad un sistema di recupero energia detto MGU-H che accumulerà una determinata quantità di energia che trasformerà in corrente elettrica alimentando un motore elettrico direttamente collegato all’albero a gomiti del V6 benzina chiamato MGU-K.

Il motore V6 girerà per regolamento a 15.000 giri a minuto, con una pressione limitata per regolamento del turbo, e l’adozione dell’iniezione diretta, erogherà circa 600 cv e sarà vincolato ad  un cosumo di carburante di 100kg di benzina per ogni ora di corsa. Per fare un esempio un motore da endurance votato al contenimento dei consumi di 2.7 KM/Litro rispetto alla formula 1 attuale che consuma 1.6 KM/Litro. Questo fa capire come chiaramente i motoristi di formula 1 dovranno recuperare quasi 25 anni di sviluppo rispetto ai prototipi che da tempo puntano sull’efficienza nelle gare endurance in un solo anno!

Per aiutare i progettisti il motore V6 da 600cv sarà aiutato dalla unità MGU-K  de dara all’albero a gomiti fino a 161 cv aggiuntivi. In teoria questo dovrebbe garantire nella massima funzionalità dei due sistemi una potenza di 760 cv ad una monoposto di formula 1 2014. Il condizionale è d’obbligo sulla potenza massima. Infatti tutto dipende da quanta energia il sistema di recupero primario collegato al turbo MGU-H fornirà al motore ausiliario e quanto questo a sua volta potrà attingere dall’altra fonte che sarà il recupero secondario di energia in frenata come avviene sulle monoposto attuali.

Nelle fasi di frenata infatti il motore ausiliario può contare su un recupero di energia di 2MJ(Mega Joule). Il Joule, per chi non fosse ferrato  è l’unità di misura dell’energia, del lavoro e del calore , qualche volta si usa anche la caloria come unità di misure.  In sostanza è il lavoro svolto esercitando la forza di un newton per una distanza di un metro, perciò la stessa quantità può essere riferita come netwon metro. Detto questo questo quantitativo aggiuntivo di energia potrà sfruttarlo sia l’unità MGU-H per alimentar il motore collegato l’albero a gomiti, che l’MGH-U per aiutare il turbo nella sua fase iniziale dove c’è il famoso turbo lag, ovvero il momento a bassi giri dove la turbina non genera pressione. I 2MJ aggiuntivi saranno immagazzinati come oggi in delle batteria a ioni di litio.

La batteria può anche immagazzinare un eventuale eccesso di energia elettrica alimentata dalla turbina all MGU-H e quindi accumulare altra corrente che però non potrà essere rilasciata al motore extra per più di 4MJ al giro completo. Da qui l’importanza della mappatura motore. Infatti bisogna capire in percentuale quanto del motore V6 si vuole sfruttare, quanta energia si vuole conservare e quanta se ne vuole sfruttare e in che punto del tracciato necessita. Una cosa di non poco conto se si considera che usare meno il motore endotermico a benzina vuol dire anche avere meno gas di scarico, che per inciso a dispetto di quello che pensa qualche illuso avrà una funzione fondamentale anche per l’aerodinamica delle monoposto del prossimo anno.

Ovviamente i motorista Renault sembra già a buon punto da questo punto di vista collaborerà in modo stretto con ogni team per uno sviluppo indipendente dell’integrazione dei vari sistemi. Infatti le scuderie necessiteranno di uno staff interno che integrato con quello del motorista metteranno in collegamento le varie parti del motore per ottenere la massima efficienza in funzione delle proprie esigenze di telaio e di guida del pilota. Senza contare che il tutto va comunque ancora abbinato al sistema KERS che resta in funzione e di cui abbiamo parlato in un altro articolo in recente passato.

Inutile dire che chi troverà per prima la quadratura del cerchio tra i componenti del motore benzina, quelli elettrici aggiuntivi, il kers e l’aerodinamica avrà un vantaggio molto più ampio di quello che si è potuto vedere con le RB9 di quest’anno sulla concorrenza con la Redbull già in prima linea e in avanzata fase di sviluppo su questa strada.

Ecco le caratteristiche secondo regolamento in schema del motore V6 Turbo 2014

• 1600 cc V6 quattro tempi con un angolo di 90 banche e tre specifiche per le bielle • 80 mm Alesaggio • Quattro valvole (dimensione minima dello stelo 5 mm) per cilindro • Nessuna fasatura variabile delle valvole • No aspirazione variabile tromboncini aspirazione fino al 2015 • Molte restrizioni rivedute su materiali dei componenti ( non specificati) • iniezione diretta con pressione massima di esercizio di 500 bar. Un singolo iniettore per cilindro • Una singola candela convenzionale e una bobina singola per ogni cilindro • Il gas di scarico è specificato dimensione e posizione di uscita • Massimo due terminali di scarico con varie restrizioni alla posizione di uscita indicata • Numero massimo di 15.000 giri al minuto. Nessun limite pressione del collettore aspirazione • Una turbina monostadio e un solo compressore monostadio collegati da un albero parallelo all’asse dell’albero motore ( in linea tra le bancate)  e al massimo 25 mm dalla mezzeria della vettura. nessuna geometria variabile del turbo-compressore • ricircolo dei gas di scarico ora consentiti ( EGR) • motore / generatore elettrico MGU-H devono essere meccanicamente collegate alla turbina di scarico e devono funzionare con un rapporto di velocità fissa rispetto ad essa, può essere ridotta. Massima 125.000 rpm. Nessun limite alla sua potenza • motore / generatore MGU-K elettrico collegato al motore, deve essere eseguito con rapporto di velocità fissa rispetto ad esso. Massimo 50.000 rpm. Coppia massima 200 Nm. Potenza massima 120 kW (161 CV) • immagazzinare l’energia elettrica (ES) deve essere situata all’interno della cellula di sopravvivenza e di peso tra 20 e 25 kg • norme di carburante invariato (rispetto alle attuali monoposto) • ECU standard, come oggi, con un po ‘di spazio per lo sviluppo di software di controllo ( Oggi è circa il 2% tra posizione farfalla e mappatura reale) • misuratore di portata del carburante al fine di garantire la conformità alle massime portate come da illustrazione di accompagnamento (debimetro sulle vetture di serie) • Albero motore deve essere sulla mezzeria auto, a 90 mm ​​al di sopra del piano di riferimento ( come specificato da regolamento su telaio) • Peso minimo di unità di potenza, 145 kg • Centro di gravità del motore (bricentro ) deve trovarsi ad almeno 200 mm al di sopra del riferimento piano • Supporti motori standardizzati. • Numero massimo di cinque motori per pilota per la stagione 2014; quattro per il 2015

Ho letto in giro che la Renault ha lavorato molto bene sul motore Turbo dell’anno prossimo

Bell’articolo! ma questa frase non l’ho capita: “Per fare un esempio un motore da endurance votato al contenimento dei consumi di 2.7 litri a km al posto di una attuale formula 1 che consuma 1.,6 litri per km. Questo fa capire come chiaramente i motoristi di formula 1 dovranno recuperare quasi 25 anni di sviluppo rispetto ai prototipi endurance in un solo anno!”

Allora ringrazio Dino per aver segnalato l’inversione dei dati in questione farò subito la correzione In effetti sono 1.6km/litro che deve passare a 2.7Km/litro. I prototipi Le Mans sono andati in questa direzione e hanno conseguito questo risultato dopo 20 anni di lavoro e sviluppo. Grazie segno della grande attenzione dei nostri lettori.