Motores de Fórmula 1

Este artigo ofrece un esquema dos motores de Fórmula Un, tamén chamados Unidades de potencia de Fórmula Un desde a era híbrida que comezou en 2014. Desde a súa creación en 1947, a Fórmula Un utilizou unha variedade de regulacións de motores. As "fórmulas" que limitaban a capacidade do motor utilizáronse regularmente nas carreiras de Gran Premio desde despois da primeira guerra mundial. As fórmulas do motor divídense segundo a época. Funcionamento
Actualmente, a Fórmula 1 utiliza motores de explosión V6 de 90 graos con turbo de catro tempos de 1, 6 litros con dobre árbore de levas en cabeza. Presentáronse en 2014 e desenvolvéronse nas tempadas posteriores.
A potencia que produce un motor de Fórmula Un xérase ao funcionar a unha velocidade de rotación moi alta, ata 20. 000 revolucións por minuto (rpm). Non obstante, están limitados electronicamente a 15. 000 desde a tempada 2021. Isto contrasta cos motores de coche de estrada de tamaño similar, que normalmente funcionan a menos de 6. 000 rpm. A configuración básica dun motor de Fórmula Un de aspiración natural non se modificou moito desde o Ford Cosworth DFV de 1967 e a presión efectiva media mantívose nuns 14 bar. Ata mediados da década de 1980 os motores de Fórmula Un estaban limitados a unhas 12. 000 rpm debido aos tradicionais resortes metálicos utilizados para pechar as válvulas. A velocidade necesaria para operar as válvulas do motor a maiores rpm requiriu resortes cada vez máis ríxidos, que aumentaron a potencia necesaria para impulsar a árbore de levas e as válvulas ata o punto de que a perda case compensaba a ganancia de potencia co aumento das rpm. Substituíronse por resortes de válvulas pneumáticos introducidos por Renault en 1986, > que inherentemente teñen unha taxa de alza (progresiva) que lles permitiu ter unha frecuencia de resorte extremadamente alta a grandes carreiras de válvulas sen aumentar moito os requisitos de potencia motriz a carreiras máis pequenas, reducindo así a perda de potencia global. Desde a década de 1990, todos os fabricantes de motores de Fórmula Un usaban resortes de válvulas pneumáticos co aire a presión que permitía aos motores alcanzar velocidades superiores a 20. 000 rpm. Motor de carreira curta
Os coches de Fórmula Un usan motores de carreira curta. Para funcionar a altas velocidades do motor, a carreira debe ser relativamente curta para evitar fallos catastróficos, xeralmente da biela, que está sometida a esforzos moi grandes a estas velocidades. Ter unha carreira curta significa que é necesario un diámetro relativamente grande para alcanzar un desprazamento de 1, 6 litros. Isto resulta nunha carreira de combustión menos eficiente, especialmente a baixas revolucións.
Ademais do uso de resortes de válvulas pneumáticos, a saída de altas revolucións dun motor de Fórmula Un foi posible grazas aos avances na metalurxia e no deseño, permitindo que pistóns e bielas máis lixeiros resistan as aceleracións necesarias para acadar velocidades tan altas. O deseño mellorado tamén permite extremos de biela máis estreitos e, polo tanto, rodamentos principais máis estreitos. Isto permite maiores revolucións con menos acumulación de calor perxudical para os rodamentos. Para cada carreira, o pistón pasa dunha parada virtual a case o dobre da velocidade media (aproximadamente 40 m/s) e despois volve a cero. Isto ocorre unha vez para cada un dos catro golpes do ciclo: un de admisión (abaixo), un de compresión (arriba), un de potencia (encendido abaixo), un de escape (arriba). A aceleración máxima do pistón prodúcese no punto morto superior e sitúase na rexión de 95. 000 m/s2, unhas 10. 000 veces a gravidade estándar (10. 000 g). { {Cita necesaria|data abril de 2021}} Historia
Os motores de Fórmula Un pasaron por unha variedade de regulacións, fabricantes e configuracións ao longo dos anos.
1947–1953
Nesta época utilizábanse as normas de motores voiturette de antes da guerra, con motores atmosféricos de 4, 5 L e sobrealimentados de 1, 5 L. As 500 Millas de Indianápolis (que foi unha rolda do Campionato do Mundo de Pilotos desde 1950 en diante) utilizou a normativa de Gran Premio de preguerra, con motores de 4, 5 L atmosféricos e 3, 0 L sobrealimentados. O rango de potencia era de ata 425 hp (317 kW), aínda que o BRM Type 15 de 1953 alcanzou 600 hp (447 kW) cun motor sobrealimentado de 1, 5 L.
En 1952 e 1953, o Campionato do Mundo de Pilotos realizouse segundo os regulamentos da Fórmula 2, pero os regulamentos da Fórmula 1 existentes permaneceron en vigor e aíndacelebráronse unha serie de das carreiras de Fórmula Un naqueles anos.
1954–1960
O tamaño do motor de aspiración natural reduciuse a 2, 5 L e os coches sobrealimentados limitáronse a 750 cc. Ningún construtor construíu un motor sobrealimentado para o Campionato do Mundo. As 500 Millas de Indianápolis continuou a usar antigas regulacións anteriores á guerra. O rango de potencia foi de ata 290 hp (216 kW).
1961–1965
Introducida en 1961 entre algunhas críticas, a nova fórmula de motor reducido 1, 5 L tomou o control da F1 así como todos os equipos e fabricantes cambiaron de coches de motor dianteiro a motor central. Aínda que inicialmente estes tiñan pouca potencia, en 1965 a potencia media aumentara case un 50% e os tempos por volta eran máis rápidos que en 1960. A antiga fórmula de 2, 5 L mantívose para as carreiras de Fórmula Internacional, pero isto non tivo moito éxito ata a presentación das Tasman Series en Australia e Nova Zelandia durante a tempada de inverno, deixando os coches de 1, 5 L como os monoprazas máis rápidos de Europa durante este tempo. O rango de potencia estaba entre 150 hp (112 kW) e 225 hp (168 kW).
1966–1986
En 1966, con coches deportivos capaces de superar aos de Fórmula Un grazas a motores moito máis grandes e potentes, a FIA aumentou a capacidade do motor a 3, 0 L atmosféricos e 1, 5 L comprimidos. Aínda que algúns fabricantes reclamaban motores máis grandes, a transición non foi doada e 1966 foi un ano de transición, con versións de 2. 0 L dos motores BRM e Coventry-Climax V8 utilizados por varios participantes. A aparición do Cosworth DFV de produción estándar en 1967 fixo posible que os pequenos fabricantes se unisen á fórmula 1 cun chasis deseñado internamente. Os dispositivos de compresión permitíronse por primeira vez desde 1960, pero non foi ata 1977 cando unha empresa tivo realmente o financiamento e o interese de construír un, cando Renault estreou o seu novo motor turboalimentado Gordini V6 no Gran Premio do Reino Unido dese ano en Silverstone. Este motor tiña unha vantaxe de potencia considerable sobre os motores Cosworth DFV, Ferrari e Alfa Romeo de aspiración natural. A principios da década de 1980, Renault demostrara que o turbocompresor era o camiño a seguir para manterse competitivo na Fórmula Un, especialmente en circuítos de grande altitude como Kyalami en Suráfrica e Interlagos no Brasil. Ferrari presentou o seu novo motor V6 turboalimentado en 1981, antes de que o propietario de Brabham Bernie Ecclestone conseguise persuadir a BMW para que fabricase un Motor de catro cilindros en liña turbos para o seu equipo a partir de 1982. En 1983, Alfa Romeo presentou un turbo V8 e, a finais dese ano, Honda e Porsche introduciran os seus propios turbos V6 (este último bautizado como TAG en deferencia á empresa que proporcionou o financiamento). Cosworth e a empresa italiana Motori Moderni tamén fabricaron turbos V6 durante a década de 1980, mentres que Hart Racing Engines fabricou o seu propio motor turbo 4 en liña. A mediados de 1985, todos os coches de Fórmula Un funcionaban cun motor turboalimentado. O motor turbo 4 en liña de BMW, o M12/13, produciu ao redor de 1 400–1 500 hp (1 040–1 120 kW) con máis de 5 bares de impulso no equipamento de cualificación, pero desaxustouse para producir entre 850–900 hp (630–670 kW) nas especificacións da carreira. Impulsaba o Brabham BT52 de 1983, co que Nelson Piquet gañou o Campionato de Pilotos dese ano. En 1986, as cifras de potencia estaban alcanzando niveis sen precedentes, con todos os motores superando os 1 000 hp (750 kW) durante a cualificación con presións de sobrealimentación do turbo sen restricións. Isto observouse especialmente cos motores BMW dos coches de Benetton, que alcanzaban uns 1. 400 cv (1. 040 kW) cunha presión de sobrealimentación de 5, 5 bar durante a cualificación. Non obstante, estes motores e caixas de cambios eran moi pouco fiables debido á inmensa potencia do motor, e só durarían unhas catro voltas. Para a carreira, o impulso do turbocompresor restrinxiuse para garantir a fiabilidade do motor, pero os motores aínda producían 850 - 1000 durante a carreira. O rango de potencia de 1966 a 1986 foi de 285 hp (210 kW) a 500 hp (370 kW), turbos de 500 hp (370 kW) a 900 hp (670 kW) en equipamento de carreira e en cualificación, ata 1 400 hp (1 040 kW). Tras as súas experiencias en Indianápolis, en 1971 Lotus fixo algúns experimentos sen éxito cunha turbina Pratt & Whitney montada no chasis que tamén tiña tracción nas catro rodas.
1987–1988
Tras o dominio do turbo, permitiuse a indución forzada durante dúas tempadas máis antes da súa eventual prohibición. O regulamento da FIA limitaba a presión de sobrealimentación a 4 bar na cualificación en 1987 para 1, 5 L turbo e permitiu unha fórmula maior de 3, 5 L. Estas tempadas aínda estiveron dominadas polos motores turboalimentados, o Honda RA167E V6 que forneceu a Nelson Piquet gañando a tempada de Fórmula Un de 1987 nun Williams tamén gañando o campionato de construtores, seguido do TAG-Porsche P01 V6 en McLaren, logo de novo Honda co RA166E anterior para Lotus e logo o propio 033D V6 de Ferrari. O resto da grella foi alimentado polo Ford GBA V6 turbo en Benetton, co único motor de aspiración natural, o Ford-Cosworth DFZ derivado do DFV V8 de 3, 5 L con 575 hp (429 kW) en Tyrrell, Lola, AGS, March e Coloni. O potente BMW M12/13 de catro en liña que montado no Brabham BT55 inclinado case horizontalmente e en posición vertical baixo a marca Megatron en Arrows e Ligier, producía 900 bhp (670 kW) a 3, 8 bar en equipamento de carreira e un incrible 1, 400–1, 500 bhp (0–0 kW) a 5, 5 bar de aumento nas especificacións de cualificación. Zakspeed estaba construíndo o seu propio motor turbo de catro en liña, o Alfa Romeo ía alimentar aos Ligiers cun catro en liña, pero o acordo fracasou despois de que se realizaran as probas iniciais. Alfa aínda estaba representada polo seu antigo 890T V8 usado por Osella, e Minardi estaba propulsado por un Motori Moderni V6.
En 1988, seis equipos (McLaren, Ferrari, Lotus, Arrows, Osella e Zakspeed) continuaron con motores turboalimentados, agora limitados a 2, 5 bar. O turbo V6 de Honda, o RA168E, que producia 685 hp (511 kW) a 12. 300 rpm na clasificación, impulsou o McLaren MP4/4 co que Ayrton Senna e Alain Prost gañaron quince das dezaseis carreiras entre eles. O Gran Premio de Italia gañouno Gerhard Berger no Ferrari F1/87/88C, impulsado polo propio V6 turbo do equipo, o 033E, cuns 620 hp (462 kW) a 12. 000 rpm en clasificación. O Honda turbo tamén alimentaba o 100T de Lotus, mentres Arrows continuou co turbo BMW con marca Megatron, Osella continuou co Alfa Romeo V8 (agora como marca Osella) e Zakspeed continuou co seu propio turbo 4 en liña. Todos os demais equipos utilizaron motores V8 de 3, 5 L de aspiración natural: Benetton utilizou o Cosworth DFR, que producía 585 hp (436 kW) a 11. 000 rpm, Williams, March e Ligier utilizaron o Judd CV, producindo 600 hp (447 kW), e o resto da grella usou o 575 hp (429 kW) Cosworth DFZ do ano anterior.
1989–1994
Os turbocompresores prohibíronse na Tempada de Fórmula 1 de 1989 deixando só unha especificación posible, os motores de 3, 5 L de aspiración natural. Honda aínda dominaba co seu RA109E V1072° que producía 675 CV (503 kW) a 13. 000 rpm nos McLaren, o que permitiu a Prost gañar o campionato ao seu compañeiro de equipo, Senna. Detrás deles estaban o Williams con motor Renault RS01 V10 de 67° que daba 650 CV (485 kW) a 14. 300 rpm. Ferrari co seu 035/5 V1265° que desenvolvía 660 CV (492 kW) a 13. 000 rpm. Detrás, a grella estaba motorizada principalmente polo Ford Cosworth DFR V8 con 620 PS (462 kW) a 10. 750 rpm, agás algúns Judd CV V8 para Lotus, Brabham e EuroBrun, e dous raros: Lamborghini 3512620 PS (460 kW) 3512 V1280° que alimenta os Lola, e o Yamaha OX8875° V8 con 560 CV (420 kW) nos coches Zakspeed. Ford comezou a probar o seu novo deseño, o HBA 1 V875° nos Benetton. A tempada de Fórmula 1 de {´f1|1990}} volveu ser dominada por Honda en McLaren cos 690 CV (515 kW) do motor RA100E a 13. 000 rpm pilotados ​​por Ayrton Senna e Gerhard Berger por diante do Ferrari Tipo 036, producindo 680 CV. (507 kW) a 12. 750 rpm de Alain Prost e Nigel Mansell. Detrás deles, o Ford HBA4 para Benetton e o Renault RS2 para Williams con 660 CV (492 kW) a 12. 800 rpm lideraban o grupo impulsado por motores Ford DFR e Judd CV. As excepcións foron o Lamborghini 3512 en Lola e Lotus, e o novo Judd EV V876° que daba 640 CV (477 kW) a 12. 500 rpm nos monoprazas de Leyton House e Brabham. Os dous novos competidores foron Life que construíu un F35 W12 con tres bancos de 60° de catro cilindros, e Subaru deu a Coloni un motor boxer de 12 cilindros, o Subaru 1235 de Motori Moderni.
Honda continuou liderando a tempada de Fórmula 1 de 1991 no McLaren de Senna con 710 CV (529 kW) a 13. 000 rpm co RA121E V1260°, xusto por diante do Williams propulsado polo Renault RS3 que beneficiouse dos seus 700 CV (520 kW) a 12. 500 rpm. Ferrari quedou atrás co seu Tipo 037, un novo V12 de 65° que ofrece 710 CV (529 kW) a 13. 800 rpm que tamén impulsaba a Minardi, xusto por diante do Ford HBA4/5/6 nos coches Benetton e Jordan. Detrás, Tyrrell estaba usando o motor anterior de Honda, o RA109E. Judd presentou o seu novo GV con Dallara deixando o anterior EV a Lotus. Yamaha cedeu o seu OX99 V1270° cos seus 660 CV (492 kW) a Brabham, mentres que Modena e Ligier utilizaron motores Lamborghini. Ilmor presentou o seu LH10 V10, con 680 CV (507 kW) a 13. 000 rpm, que finalmente se convertería en Mercedes con Leyton House, e Porsche tivo certo éxito co seu 3512 V12 para Footwork Arrows, o resto dos equipos utilizarían motores Ford DFR.
En 1992, os motores Renault fixéronse dominantes, máis aínda tras a saída do deporte de Honda a finais de 1992. Os motores Renault V10 de 3, 5 L que impulsaban ao equipo Williams F1 producían unha potencia de entre 750–820 bhp (559–611 kW; 760–831 PS) a 13. 000-14. 300 rpm cara ao final da era dos 3, 5 L de aspiración natural, entre 1992 e 1994. Os coches con motor Renault gañaron os tres últimos campionatos mundiais de construtores consecutivos da era da fórmula 3. 5 L con Williams (1992–1994).
O Peugeot A4 V10, usado polo equipo de Fórmula Un McLaren en 1994, desenvolveu inicialmente 700 bhp (522 kW; 710 PS) a 14. 250 rpm. Máis tarde desenvolveuse no A6, que produciu aínda máis potencia, desenvolvendo 760 bhp (567 kW; 771 PS) a 14. 500 rpm.
O EC Zetec-R V8, que impulsou o equipo Benetton e Michael Schumacher en 1994, producía entre 730–750 bhp (544–559 kW; 740–760 PS) a 14, 500 rpm. A finais da tempada de 1994, o V12 do Tipo 043 de Ferrari producía uns 850 hp (634 kW) a 15. 800 rpm, que é ata a data o motor V12 de aspiración natural máis potente que se utilizou na Fórmula Un. Este tamén foi o motor máis potente da era da regulación do motor de 3, 5 litros, antes dunha redución da capacidade do motor a 3 litros en 1995.
1995–2005
Esta era utilizou un motor de 3, 0 litros, cunha potencia que oscilaba (dependendo da axuste do motor) entre os 600 hp (447 kW) e 1, 000 hp (1 kW), entre 13. 000 rpm e 20. 000 rpm, e de oito a doce cilindros. Renault foi o provedor de motores dominante entre 1991]] e 1997, gañando cinco campionatos mundiais con Williams e Benetton. O Benetton B195 gañador do campionato de 1995 producía unha potencia de 675 hp (503, 3 kW) a 15. 200 rpm, e o Williams FW18 gañador do campionato de 1996 producía 700 hp (522, 0 kW) a 16. 000 rpm, ambos desde un Motor Renault RS93. 0 L V10. O FW19, gañador do campionato de 1997, producía entre 730–760 hp (544, 4–566, 7 kW) a 16. 000 rpm, desde o seu motor Renault RS9B 3. 0 L V10. O último motor V12 de Ferrari, o Tipo 044/1, utilizouse en 1995. O deseño do motor estivo influenciado en gran medida polos grandes cambios na normativa imposta pola FIA despois dos terribles acontecementos do ano anterior: o motor V12 reducía de 3, 5 a 3, 0 litros. O motor de 3, 0 litros producía uns 700 cv (522 kW) a 17. 000 rpm en versión de carreira, pero, segundo se informa, era capaz de producir ata 760 cv (567 kW) no seu estado máis alto para o modo de cualificación. Entre 1995 e 2000, os coches que usaban esta fórmula do motor de 3. 0 L, imposta pola FIA, producían un rango de potencia constante (dependendo do tipo de motor e do seu axuste), que variaba entre 600 hp e 815 hp. A maioría dos coches de Fórmula Un durante a tempada 1997 producían comodamente unha potencia consistente de entre 665–760 hp (495, 9–566, 7 kW), dependendo de se se utilizaba unha configuración V8 ou motor V10. Desde 1998 ata 2000 foi a potencia de Mercedes a que dominou, dándolle a Mika Häkkinen dous campionatos mundiais. O McLaren MP4/14 de 1999 producía entre 785 e 810 cv a 17. 000 rpm. Ferrari mellorou aos poucos o seu motor. En 1996, cambiaron do seu tradicional motor V12 a un motor V10 máis pequeno e lixeiro. Preferiron a fiabilidade á potencia, perdendo inicialmente ante Mercedes en termos de potencia total. O primeiro motor V10 de Ferrari, en 1996, producía 715 hp (533 kW) a 15. 550 rpm, menos potencia que o seu V12 de 3, 5 L máis potente (en 1994), que producía máis de 830 hp (619 kW) a 15. 800 rpm, pero con máis potencia do seu último V12 de 3, 0 L (en 1995), que producia 700 hp (522 kW) a 17. 000 rpm. No GP do Xapón de 1998, a especificación do motor 047D de Ferrari producía máis de 800 bhp (600 kW), e a partir de 2000 nunca faltoulles potencia ou fiabilidade. Para reducir os custos, a configuración do motor V10 de 3, 0 L fíxose totalmente obrigatoria para todos os equipos en 2000 para que os fabricantes de motores non desenvolveran e experimentasen con outras configuracións. A configuración V10 fora a máis popular desde a prohibición dos motores turboalimentados en 1989, e ningunha outra configuración fora usada desde 1998.
BMW comezou a fornecer os seus motores a Williams a partir de 2000. O motor foi moi fiable na primeira tempada aínda que lixeiramente baixo de potencia en comparación coas unidades Ferrari e Mercedes. O Williams FW22 propulsado polo BMW E41 producía uns 810 cv a 17. 500 rpm durante a tempada 2000. BMW avanzou directamente co desenvolvemento do seu motor. O P81, usado durante a tempada de 2001, puido alcanzar 17. 810 rpm. Desafortunadamente, a fiabilidade foi un gran problema con varias explosións durante a tempada.
O BMW P82, o motor utilizado polo equipo BMW WilliamsF1 en 2002, alcanzaba unha velocidade máxima de 19. 050 rpm na súa etapa evolutiva final. Tamén foi o primeiro motor da era V10 de 3. 0 litros en romper o muro das 19. 000 rpm durante a cualificación do Gran Premio de Italia de 2002. O motor P83 de BMW usado na tempada 2003 logrou unhas impresionantes 19. 200 rpm e superou a marca de 900 bhp (670 kW), ao redor de 940 bhp, e pesa menos de 91 kg. . O RA003E V10 de Honda tamén superou a marca 900 bhp (670 kW) no Gran Premio do Canadá de 2003.
En 2005, o motor V10 de 3, 0 l non tiña máis de 5 válvulas por cilindro. Ademais, a FIA introduciu novas regulacións que limitaban por coche a un motor cada dous fins de semana de Gran Premio, poñendo o acento nunha maior fiabilidade. A pesar diso, a potencia de saída continuou aumentando. Os motores Mercedes tiñan uns 930 bhp (690 kW) nesta tempada. Cosworth, Mercedes, Renault e Ferrari producían todos arredor de900 bhp (670 kW) a 940 bhp (700 kW) a 19, 000 rpm. Honda tiña máis de 965 bhp (720 kW). O motor BMW daba máis de 950 bhp (710 kW). Os motores Toyota tiñan máis de 1, 000 bhp (0 kW), segundo o vicepresidente executivo de Toyota Motorsport, Yoshiaki Kinoshita. Non obstante, por motivos de fiabilidade e lonxevidade, esta cifra de potencia puido ter sido desaxustada a uns 960 bhp (720 kW) para as carreiras.
2006-2013
Para 2006 houbo un cambio radical na normativa. Os motores debían ser V8 cunha capacidade máxima de 2, 4 litros cun diámetro circular máximo de 98 mm, o que implica unha carreira de 39, 8 mm no diámetro máximo. Os motores deben ter dúas válvulas de admisión e dúas de escape por cilindro, de aspiración natural (atmosférica) e ter un peso mínimo de 95 kg. Os motores do ano anterior con limitador de revolucións permitíronse para 2006 e 2007 para os equipos que non puidesen desenvolver un motor V8, como a Scuderia Toro Rosso que utilizaba un Cosworth V10, despois de que Red Bull tomase o control do antigo equipo Minardi, que non incluía os novos motores. A tempada 2006 viu os límites de revolucións máis altos da historia da Fórmula 1, máis de 20. 000 rpm; antes de que se implementara un limitador de revolucións obrigatorio de 19. 000 rpm para todos os competidores en 2007. Cosworth puido alcanzar algo máis de 20. 000 rpm co seu V8, e Renault a unhas 20. 500 rpm. Honda fixo o mesmo; aínda que só no dinamómetro.
Prohibiuse o arrefriamento do aire antes de que entrase nos cilindros, a inxección de calquera outra cousa que non fose aire e combustible nos cilindros, sistemas de admisión e escape de xeometría variable e sincronización variable das válvulas. Cada cilindro podía ter só un inxector de combustible e só unha buxía. Utilizáronse dispositivos de arranque separados para arrancar os motores tanto nos boxes como na grella de saída. O cárter e o bloque de cilindros debían estar feitos de aliaxes de aluminio fundido ou forxado. O veo de manivelas e as árbores de levas debían estar feitos dunha aliaxe de ferro, os pistóns dunha aliaxe de aluminio e as válvulas de aliaxes a base de ferro, níquel, cobalto ou titanio. Estas restricións aplicáronse para reducir os custos de desenvolvemento dos motores. A redución da capacidade tivo como obxectivo ofrecer motores cuxa potencia era en torno ao 20% inferior á dos anteriores motores V10 de 3. 0L, para frear as crecentes velocidades dos monoprazas de Fórmula 1. Pola contra, houbo casos nos que se mellorou o rendemento do coche. Como sucedeu en 2006 co equipo Toyota F1. O equipo xaponés anunciou unha potencia aproximada de 740 CV (552 kW) a 18. 000 rpm para o seu novo motor RVX-06, aínda que as cifras exactas son, por suposto, difíciles de obter.
A maioría dos coches deste período (2006–2008) produciron unha potencia normal de aproximadamente entre 720 e 800 cv a 19. 000 rpm (máis de 20. 000 rpm para a tempada 2006).
As especificacións dos motores conxeláronse en 2007 para manter baixos os custos de desenvolvemento. Os motores que se utilizaron no Gran Premio do Xapón de 2006 utilizáronse para as tempadas 2007 e 2008 e limitáronse a 19. 000 rpm. En 2009 o límite reduciuse a 18. 000 rpm, permitindo a cada piloto utilizar un máximo de 8 motores durante a tempada. Calquera piloto que necesite un motor adicional será penalizado con 10 lugares na grella de saída para a primeira carreira que utilice o motor. Isto aumenta a importancia da fiabilidade, aínda que o efecto só se aprecia cara ao final da tempada. Algúns cambios de deseño destinados a mellorar a fiabilidade do motor poden levarse a cabo con permiso da FIA. Isto levou a que algúns fabricantes de motores, especialmente Ferrari e Mercedes, explotasen esta capacidade facendo cambios no deseño que non só melloran a fiabilidade senón que tamén aumentaron a potencia do motor como efecto secundario. Como se demostrou que o motor Mercedes era o máis potente, a FIA permitiu a reequiparación dos motores para permitir que outros fabricantes igualaran a potencia.
2009 viu a saída de Honda da Fórmula Un. O equipo adquiríuno Ross Brawn, creando Brawn GP e o BGP 001. Coa ausencia do motor Honda, Brawn GP adaptou o motor Mercedes ao chasis BGP 001. O equipo de nova marca gañou tanto o Campionato de Construtores como o Campionato de Pilotos deixando atrás aos competidores máis coñecidos e consolidados como Ferrari, McLaren-Mercedes e Renault.
Cosworth, ausente desde a tempada 2006, regresou en 2010. Novos equipos Lotus Racing, HRT, e Virgin Racing, xunto co establecido Williams, utilizaron este motor. A tempada tamén viu a retirada dos motores BMW e Toyota, xa que as compañías de automóbiles retiráronse da Fórmula Un debido á crise financeira vivida durante eses anos. En 2009, os construtores foron autorizados a utilizar sistemas de recuperación de enerxía cinética (KERS), tamén chamados freo rexenerativos. A enerxía pódese almacenar como enerxía mecánica (como nun volante) ou como enerxía eléctrica (como nunha batería ou supercondensador), cunha potencia máxima de 81 hp (60 kW; 82 PS) despregada por un motor eléctrico, durante algo máis de 6 segundos por volta. Catro equipos utilizárono nalgún momento da tempada: Ferrari, Renault, BMW e McLaren.
Aínda que o KERS aínda era legal na F1 na tempada 2010, todos os equipos acordaron non usalo. O KERS regresou para a tempada 2011, cando só tres equipos elixiron non usalo. Para a tempada 2012, só Marussia e HRT correron sen KERS, e en 2013 todos os equipos da grella tiñan KERS. De 2010 a 2013, os coches tiñan unha potencia regular de 700 a 800 cv, cunha media duns 750 cv a 18. 000 rpm.
2014-2021
A FIA anunciou o cambio dos V8 de 2, 4 litros por motores híbridos de 1, 6 litros V6 máis sofisticados na procura dunha Fórmula 1 máis barata, eficiente e respectuosa co medio ambiente para a tempada 2014. A nova normativa permitia sistemas de recuperación de enerxía cinéticos e térmicos. A nova fórmula reintroduciu os motores Turbo, un compoñente clave nos motores que desapareceu gradualmente a finais dos 80 e principios dos 90 para dar paso aos motores de aspiración natural. Coa normativa na man, as características xerais destas unidades de potencia son as seguintes: están limitadas a 15. 000 rpm, teñen unha potencia que oscila entre os 980 e os 1022 CV dependendo do piloto e teñen un peso total de 145 kg. Son realmente eficientes, cun consumo medio duns 34 litros por cada 100 km e teñen un depósito de combustible máximo capaz de conter 105 litros. Aínda que se permiten os sobrealimentadores, todos os construtores optaron por usar un turbo. En xeral, estes motores están formados por un motor de combustión interna ou Internal Combustion Engine (ICE), que ofrece entre 750 e 800 CV e unha parte eléctrica coñecida como Sistema de Recuperación de Enerxía (ERS) similar á antigo sistema eléctrico coñecido como Sistema de recuperación de enerxía cinética (KERS). Este ERS é capaz de ofrecer 160 CV. A suma de ambas partes dá como resultado os 900 ou 950 CV mencionados anteriormente. O feito de que estes híbridos turbo V6 estean formados por unha parte mecánica e outra eléctrica fai que se lles coñeza como unidades de potencia, polo que referirnos a eles como motores é un erro, xa que só nos referiríamos ao motor de combustión interna.
Para comprender mellor o funcionamento destas unidades de potencia, imos estruturar e explicar cada un dos elementos fundamentais que a compoñen: Motor de combustión interna ou Internal Combustion Engine (ICE): É un motor de combustión tradicional, V6 de 1. 600 centímetros cúbicos limitado a 15. 000 rpm. Durante a tempada 2018, os equipos só dispoñen de tres motores de combustión interna para levar a cabo todo o Mundial. O uso extra dun motor, así como do MGU-H, turbo, dous MGU-K, baterías e unidade de control, suporá unha penalización liquidada con posicións na grella de saída. A transición dos motores V12, V10 e V8 aos actuais híbridos turbo V6 trouxo consigo unha perda de sonoridade. O ruxido característico dos motores da F1 diminuíu desde 2014 e foi motivo de queixa por parte de moitos afeccionados a este deporte. A FIA intentou resolver este problema de varias maneiras sen conseguir o éxito esperado.
Turbo: Sen dúbida, é a peza que provocou un cambio drástico nos actuais motores de Fórmula 1. Ten a función de sobrealimentar o motor de combustión interna. O turbo está limitado a 100. 000 rpm. En esencia, os gases resultantes da combustión son recollidos e empregados para accionar unha primeira turbina. Esta turbina está conectada a un compresor mediante un eixe. A rotación da turbina provoca o movemento do eixe e, en consecuencia, o funcionamento do compresor. O aire comprimido pasa polo intercooler, encargado de arrefriar o fluído antes de chegar ao interior dos cilindros, lugar onde se xerará a combustión. O intercooler é de grande importancia, xa que o aire a menor temperatura provoca un mellor proceso de combustión que se traduce nunha maior entrega de potencia.
ECU ou Electronic Control Unit (ECU): A ECU permítelle controlar todos os parámetros do coche, incluído o motor. Un uso frecuente adoita ser a elección do tipo de mapa do motor, realizada polo piloto a través dos botóns do volante. O piloto pode elixir entre unha variedade de mapas de motores, desde un mapa do motor que ten como obxectivo aforrar combustible, ata un mapa do motor que permite extraer o máximo potencial da unidade de potencia.
Batería ou Energy Store (ES): O conxunto estrutural das baterías ten un peso máximo limitado por normativa. Este peso non pode superar os 20/25 kg e non poden superar os 4 megaxulios de carga. A función principal destas baterías é almacenar a enerxía eléctrica que se xera grazas ao MGU-K e MGU-H. Tamén se encarga de transferir a enerxía almacenada aos diferentes sistemas cando o piloto o requira para poder entregar potencia extra. A enerxía eléctrica pode utilizarse ata un máximo de 33 segundos por volta, tamén dependendo do estilo de condución do piloto en cuestión.
Unidade xeradora do motor – Cinética ou Motor Generator Unit – Kinetic (MGU-K): O MGU-K é unha versión mellorada do coñecido KERS. A FIA esixe que o devandito sistema non supere os 7 kg e a velocidade de xiro está limitada a 50. 000 rpm. O MUG-K aproveita a enerxía cinética xerada durante a freada e convértea en enerxía eléctrica. O MGU-K está acoplado ao veo de manivelas do motor de combustión interna e pode realizar dúas funcións:
Actúa como retriever. A enerxía cinética xerada durante a freada convértese en enerxía eléctrica que se almacena nas baterías para ser utilizada en calquera momento. A transferencia máxima de enerxía ás baterías é de 2 megaxulios por volta.
Función do motor: aproveitando que o MGU-K está conectado ao veo de manivelas do motor, poderíase transferir enerxía eléctrica das baterías ao MGU-K (proceso inverso ao anterior) e do MGU-K ao motor de combustión interna. A súa velocidade de xiro utilízase para achegar máis enerxía, obtendo unha maior potencia. A transferencia máxima das baterías ao MGU-K é de 4 megaxulios por volta.
O MGU-K pode utilizarse como función motora aínda que as baterías estean descargadas xa que o MGU-H tamén xera enerxía eléctrica a través doutro sistema, polo que podería darse o caso de que a enerxía eléctrica xerada polo MGU-H circule directamente ao MGU-K para alimentar o motor de combustión interna sen ter que pasar polas baterías. Unidade xeradora de motor - Calor ou Motor Generator Unit – Heat (MGU-H): A outra forma de xerar enerxía eléctrica é a través do MGU-H. As súas características resúmense nunha velocidade de xiro nunca superior a 145. 000 rpm e un peso máximo de 4 kg. En esencia, é un compoñente unido ao eixe das turbinas turbo e que converte a enerxía térmica dos gases de escape xerados durante a combustión en enerxía eléctrica. Como no MKG-K, o MGU-H pode desempeñar dous papeis fundamentais, e é o piloto quen pode escoller en calquera momento coa roda como quere que actúe o MGU-H:
Xerador de enerxía: o MGU-H pode actuar como xerador de enerxía, almacenándoo nas baterías mentres utiliza a electricidade que xa está almacenada nelas para alimentar o MGU-K e, en consecuencia, o motor de combustión interna.
Como xa se explicou, o MGU-H pode xerar enerxía eléctrica para transmitir directamente ao MGU-K sen pasar polas baterías.
Dado que o MGU-H está conectado ao turbocompresor do motor a través dun eixe, é necesario saber que o MGU-H ten unha influencia significativa na velocidade de rotación do turbo. Por outra banda, a FIA non limita a cantidade de enerxía eléctrica que se pode recuperar con este sistema. Como curiosidade, cabe destacar que Honda, fabricante que tras marchar volveu participar nesta gran competición coa inclusión da era híbrida en 2015, é o equipo que máis sufriu co MGU-H, unha das principais causas da súa falta de fiabilidade. As unidades de potencia do motorista xaponés tiñan algúns datos arrepiantes, sumando 14 abandonos na tempada 2015, 10 na tempada 2016. Na tempada 2017, viuse obrigado a cambiar 19 motores, 23 turbos, 23 MGU-H, 17 MGU-K, 14 baterías e 13 cadros, facendo un total de 18 retiradas entre os dous coches. Sen dúbida, a escudería xaponesa foi a que máis sufriu nesta nova etapa da Fórmula 1, deixando en dique seco durante estes tres anos ao piloto español Fernando Alonso, un dos protagonistas máis danados durante o existencia do binomio McLaren-Honda.
Para 2019 mantívose a especificación das unidades de potencia, pero a FIA levou a cabo unha serie de modificacións na normativa co obxectivo de aumentar a taxa de adiantamentos en pista nas carreiras. Durante os anos anteriores, o peso conxunto entre o piloto e o monopraza non podía superar os 734 kg. A partir de 2019, o peso do piloto non se ten en conta no peso do coche, aínda que os pilotos deberán pesar un mínimo de 80 kg. Se pesan menos, terán que levar lastre nos asentos para compensar esa lixeira vantaxe de peso. O peso do combustible, que ata entón estaba limitado a 105 kg, modificouse e aumentouse ata un total de 110 kg, co fin de que o aforro de combustible en carreira sexa menor e, polo tanto, os pilotos poidan utilizar mapas con motores máis agresivos durante tramos máis longos da carreira, que promovería, a priori, o espectáculo. En canto á seguridade, os pilotos utilizarán luvas biométricas que ofrezan constantemente datos de saúde do piloto, especialmente durante un accidente, o que facilitaría o traballo dos sanitarios.
Mención especial merece a aerodinámica, porque a nova normativa aerodinámica para a tempada 2019 fixo cambios importantes nos monoprazas para solucionar o maior problema da Fórmula 1, a ausencia excesiva de adiantamentos. O avance aerodinámico que sufriron os monoprazas, sobre todo desde 2014 coa inclusión de unidades de potencia turbo híbridas, foi enorme, sobre todo na parte dianteira. Ata agora, as complexas ás dianteiras formadas por un gran número de flaps, aspas xiratorias, placas de extremo e T-Wings redirixiron o fluxo de aire cara a toda a parte traseira do coche e realizaron a súa función correctamente, pero ao seu paso. Debido ao coche, deixa un ronsel tan turbulento formado por vórtices, que é imposible perseguir a un monopraza de preto, o que fai que o coche detrás sexa inestable e sexa difícil de conducir para o piloto que persegue, así como un sobrequecemento dos freos, desgaste excesivo dos pneumáticos, toma de aire sucio e superquente para alimentar o motor e imposibilidade de aproveitar o rebufo.
Debido a todo este problema, a aerodinámica dos coches modificouse para 2019, e incluíu: Un alerón dianteiro moito máis simplificado con menos flaps e menos xeradores de vórtices. Para que os coches foran máis lentos, algo que a FIA compensou ampliando a lonxitude dos aleróns dianteiros. Aumentou a súa área de á, e tamén mellorou a carga aerodinámica.
Eliminou a complexidade nas entradas de aire para arrefriar os freos. Estas entradas, ademais do propio conduto, incluían tamén os citados xeradores de vórtices, que evitaban que o fluxo turbulento que se xeraba ao chocar o aire coa roda se transmitise ao resto do coche, pero este fluxo turbulento afectaría significativamente ao coche que perseguía. Polo tanto, para 2019, estes xeradores de vórtices desapareceron completamente.
O alerón traseiro parecería máis ancho e profundo. Isto afecta directamente ao DRS, cuxo papel e funcionalidade son maiores con estas medidas.
2022–2025
En 2017, a FIA iniciou negociacións con fabricantes existentes e potenciais novos fabricantes como Aston Martin, Porsche, Audi, Ilmor ou Cosworth sobre a próxima xeración de motores cunha data de presentación prevista para 2022.
Estes cambios foron deseñados para 2021 pero atrasouse ata 2022 debido aos efectos da pandemia do COVID-19. A proposta inicial foi deseñada para simplificar deseños de motores, reducir custos, promover novas entradas e abordar as críticas dirixidas á xeración de motores 2014. Pediu que se manteña a configuración do V6 de 1, 6 L, pero abandonou o complexo sistema Motor Generator Unit–Heat (MGU-H). O Motor Generator Unit–Kinetic (MGU-K) sería máis potente, con maior énfase no despregamento do piloto e unha introdución máis flexible para permitir o uso táctico. A proposta tamén pedía a introdución de compoñentes estandarizados e parámetros de deseño para que os compoñentes producidos por todos os fabricantes sexan compatibles entre si nun sistema denominado "plug in and play". Outra proposta para permitir tamén que se fabricaran coches con tracción nas catro rodas, co eixe dianteiro impulsado por unha unidade MGU-K—a diferenza do eixe de transmisión tradicional—que funcionaba independentemente do MGU-K que proporcionaba potencia ao eixe traseiro, reflectindo o sistema desenvolvido por Porsche para o coche de carreiras 919 Hybrid.
Non obstante, principalmente debido a que ningún novo provedor de motores solicitou a entrada na F1 para 2021 e 2022, a abolición do MGU-H, un MGU-K máis potente e o sistema de tracción ás catro rodas foron todos arquivados coa posibilidade de reintroducilos para 2026. Pola contra, os equipos e a FIA acordaron un cambio radical na aerodinámica da carrozaría/chasis para promover máis batallas na pista a distancias máis próximas entre si. Ademais acordaron un aumento do contido alcohólico do 5, 75% ao 10% no combustible e levar a cabo unha conxelación no deseño da unidade de potencia para 2022-2025, co ICE, o turbocompresor e o MGU-H conxelados o 1 de marzo e a batería, MGU-K e electrónica de control conxelándose o 1 de setembro durante a tempada 2022. Honda, o provedor de motores saínte en 2021, estaba ansioso por manter o MGU-H, e Red Bull, que se fixo cargo do proxecto de produción de motores, apoiou esa opinión. O sistema 4WD estaba previsto que se basease no sistema Porsche 919 Hybrid, , pero Porsche renunciou a converterse en provedor de motores de F1 para 2021-2022.
2026 en diante
O 16 de agosto de 2022 anunciouse que se acordaron novos regulamentos de motores para o 2026 en dante. Este regulamento de motores manterá a configuración do motor de combustión interna 1. 6 V6 turboalimentado utilizada desde 2014, aínda que cunha potencia de ICE reducida a uns 400 kW (aproximadamente 570 CV) de 750 CV +, mentres que a capacidade de enerxía eléctrica do MGU-K aumentará a 350 kW (460 kW). bhp) e o MGU-H eliminarase. Ademais, mediranse e limitaranse os caudais de combustible en función da potenica, máis que da masa ou do volume do propio combustible. Tamén se pretende que haxa máis restricións en compoñentes como MGU-K e escapes impostas a partir de 2027.
Audi anunciou en agosto de 2022 que se converterían nun fabricante de unidades de potencia a partir de 2026. En febreiro de 2023, Ford anunciou o seu regreso como provedor de unidades de potencia para 2026 despois de case 20 anos de ausencia na Fórmula Un, Honda, baixo a súa filial Honda Racing Corporation, tamén catalogouse provisionalmente como fabricante para 2026 pola FIA despois de deixar oficialmente o deporte en 2021. A FIA tamén confirmou que Ferrari, Mercedes-AMG e Alpine están rexistrados como provedores de unidades de potencia para 2026. En marzo de 2023, Porsche revelou que non se unirán á Fórmula Un en 2026.