FORMULA UNO 2014: DAL MOTORE AL “POWER UNIT”.

Torino.Avete presente gli otto cilindri aspirati, che il loro ruggito acuto spingevano le monoposto di Formula 1 fino allo scorso anno? 

Scordateveli: per decisione della F.I.A, o per meglio dire del suo Presidentissimo Jean Todt, a partire dal 2014 il classico motore aspirato va definitivamente in pensione, rimpiazzato dal “power unit”. Di cosa si tratta?

Ci scusino i puristi del settore, ma per fare capire la rivoluzione messa in atto quest’anno, cercheremo di rendere più facile possibile il format voluto dalla Federazione. con lo scopo di rendere più ecologiche, più risparmiose ed innovative le nuove motorizzazioni della Formula 1e, possibilmente, trasferire parte di questa tecnologia sulle auto di tutti i giorni.

COME E’ FATTO IL “POWER UNIT”

A partire dal Gran Premio d’Australia la voce “propulsore” va in pensione: d’ora in poi bisognerà parlare di “power-unit”, di sistemi integrati.

Rispetto allo scorso anno nel 2014 si passa dal classico motore termico, un V8 aspirato di 2.400 cc, ad un V6 turbo di 1.600 cc.

L'innovazione più significativa è però rappresentata dal passaggio dal KERS (un sistema di recupero dell'energia cinetica, che si sviluppa in frenata) all’ERS (Energy Recovery System), un complesso sistema costituito da un recuperatore di energia “termica” (proveniente dai gas di scarico) detto MGU-H, e da un recuperatore di energia “cinetica” detto MGU-K, che ha un funzionamento simile al KERS, ma di potenza doppia.

La “mission” di queste tre diverse fonti di spinta è quella di ottimizzare la resa energetica, per sfruttare al meglio i 100 kg di combustibile che il regolamento consente di imbarcare per singola gara.

COME FUNZIONANO

Scendendo in dettaglio l’unità principale, il 6 cilindri a “V” termico, di 1.600 cc, eroga circa 600 CV, è sovralimentato mediante turbocompressore e ha un regime massimo di rotazione di 15.000 giri/min.

Ad esso, come abbiamo visto, si aggiungono due dispositivi elettrici MGU (Motor Generator Unit). Il sistema MGU-H (Motor Generator Unit - Heatt) è collegato direttamente all’albero del turbocompressore e sfrutta i gas di scarico per incrementare la potenza del motore.

Attenzione però: il turbo di nuova generazione non ha nulla a che fare con i motori sovralimentati adoperati in Formula 1 dal 1977 al 1988.

Si tratta infatti di un motore-generatore elettrico, che ha lo scopo di recuperare energia dall’albero di collegamento tra turbina e compressore, trasformandola in energia elettrica, che può accelerare immediatamente il compressore, eliminandone il classico ritardo di risposta.

La potenza recuperata può essere indirizzata direttamente alla MGU-K o al pacco batterie ES (Energy Store).

Il terzo componente del sistema l’MGU-K (Motor Generator Unit - Kinetic) è invece un motore “ellettrico-cinetico”, installato sulla catena trasmissione (in questo caso la lettera K indica l’energia cinetica, che viene recuperata durante la fase di frenata della vettura), ha un regime di rotazione di 50.000 giri/min. ed è in grado di fornire una potenza massima di 164 CV.

In fase di frenata funziona come un generatore, che rallenta la vettura e converte parte dell’energia cinetica in energia elettrica. In accelerazione agisce invece come un motore, per fornire potenza aggiuntiva alla monoposto.

Tanto per rendere le cose più semplici ai tecnici, i tre elementi sono liberi di interagire l’uno con l’altro, e cioè l’alternatore può inviare la corrente sia alle batterie, che al motore elettrico, posizionato sulla trasmissione.

NUMERI DA CAPOGIRO

E ora diamo un po’ di numeri: l’alternatore può girare fino a 125.000 giri al minuto, collegato ad un turbo il cui lato caldo raggiunge 700 – 800.

Con le norme introdotte nel 2014 la F.I.A ha inoltre voluto tagliare i consumi di circa il 30%, con un limite alla quantità massima di carburante che le monoposto potranno imbarcare di soli 100 Kg (140 litri).

Se poi si passa dall’aspetto prestazioni-consumi alla componente affidabilità, la questione si complica ulteriormente: nel 2014 ogni vettura potrà utilizzare cinque soli motori a stagione, che scenderanno addirittura a quattro nel 2015, per non incorrere in penalizzazioni sulla griglia di partenza della gara successiva.

Un vero rompicapo per i progettisti che, per lo meno, non avranno più lo spettro peso, poichè quest’ultimo è salito per regolamento a 690 kg (nel 2015 verrà portato a  700 kg).(Testo, foto e disegni di Paolo D’Alessio)