Formula 1 2014: nuove sfide tecniche con i motori turbo

Formula 1 2014: nuove sfide tecniche con i motori turbo
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Paolo Ciccarone
La stagione di Formula 1 2014 riporterà in auge i motori turbo. Tante le complicazioni tecniche, dal corretto utilizzo della benzina disponibile alla durata dei freni in gara | <i>P. Ciccarone</i>
28 novembre 2013

E adesso cominciano i problemi. Non che prima mancassero, sia chiaro, ma con le nuove regole per i motori di F.1 ora che dalle parole si passerà presto alla pista, son dolori. Se ne sono accorti un po’ tutti e in molti non sanno ancora dove mettere le mani. E allora, visto che siamo ancora in fase teorica, proviamo a capire quali sono i punti dolenti dei nuovi propulsori.

Tutto nuovo? Non proprio

Il motore termico, intanto, non è affatto un problema. Si tratta di un 6 cilindri a V di 90 gradi di 1600 cc, non è una novità assoluta per la semplice ragione che la F.1 da qualche decennio ha già cominciato a risparmiare sui costi di progettazione. Il nuovo V6 è in pratica un V8 senza due cilindri, i tecnici hanno mantenuto intatto lo schema e i valori di alesaggio e corsa dei motori precedenti che, a loro volta, erano i vecchi V10 ai quali erano stati tolti altri due cilindri. Quindi fra un motore turbo del futuro e un V10 che ha vinto il mondiale qualche anno fa c’è una stretta relazione.

Chiamatela mancanza di fantasia o contenimento dei costi, fatto sta che sotto il profilo dell'architettura non c’è nulla di nuovo sotto al sole. Scordarsi i V12 di 65 gradi usati dalla Ferrari fino al 1994 o i Lamborghini V12 o addirittura i motori Honda (unica a vincere con il V10 e il V12 il mondiale) per non parlare degli esperimenti folli e falliti di Porsche, con due motori V6 “incollati” col difetto di flettere a metà basamento (chiedere ad Alex Caffi cosa significava guidare una Arrows in quelle condizioni…) o il W12 stellare della Life del 1990, una monoposto che a Montecarlo in rettilineo andava più piano delle F.3.

Dettagli tecnici

La federazione, per evitare salti in avanti, ha limitato parecchie cose, come materiali, profili delle camme, camicie dei cilindri, angolo di bancata e via di questo passo. Ragion per cui i nuovi V6 turbo sono affidabili meccanicamente, quello che cambia è la turbina che soffia e darà più potenza, circa 600 CV contro i 780 di oggi. La vera novità sono i due motori elettrici. Il primo legato alla rotazione della turbina, il secondo alla ricarica del Kers (Kynetic Energy Ricovery System, ovvero recupero dell’energia cinetica) che dipende dal calore prodotto dai freni.

renault v6 turbo
Il V6 turbo Renault da Formula 1. Dal 2014 i propulsori delle monoposto adotteranno questo schema e saranno affiancati da due motori elettrici in grado di generare fino a 200 CV di potenza

 

Far funzionare questi tre motori insieme è il vero problema di tutti i tecnici perché si hanno ritardi nella risposta del turbo, che ha una coppia motrice sua derivata dal ciclo otto a benzina, ritardi nel motore elettrico legato alla turbina (che dipende dal motore a benzina) e un punto di coppia diverso dal terzo motore. Chi ha fatto le prove al banco, usando un sistema proprio (vedi Marussia, tanto per fare un nome) si è ritrovata con una esplosione dopo neanche due giri al simulatore. Di giri ne devono fare parecchi visto che i motori dovranno durare almeno 4 o 5 gare, prove comprese.

Consumi: il vero problema del 2014

Un altro problema, grosso, riguarda la mandata di benzina. Visto che ci sono solo 100 kg a disposizione per fare tutta la gara (circa 140 litri di carburante) la vera limitazione sta nella mandata della pompa di benzina. Che non può superare i 100 litri all’ora. Ovvero, in un secondo di alimentazione di carburante, la quantità di benzina che passa dal serbatoio al motore non può superare un certo limite. E qua sorge il problema, perché la pompa di mandata carburante finora ha fallito.

Un problema grosso riguarda la mandata di benzina. Visto che ci sono solo 100 kg a disposizione per fare tutta la gara (circa 140 litri di carburante) la vera limitazione sta nella mandata della pompa di benzina. Che non può superare i 100 litri all’ora


Nel senso che a volte arriva a 98 altre volte a 102, altre a 99 e via di questo passo. Non c’è un flusso costante e continuo di alimentazione, quindi il rischio è che ci siano cali di potenza improvvisi o aumenti dei consumi non previsti. Non parliamo delle mappature, anche quelle in crisi di messa  a punto (ci pensa la McLaren e a inizio stagione hanno avuto molti problemi perché hanno usato mappe 2014 su motori 2013 e qualcosa non tornava). La Magneti Marelli è molto più avanti sotto certi aspetti, ma non hanno l’esclusiva concessa dalla FIA alla McLaren.

brembo azienda (5)
Nel 2014 in Formula 1 si dovrà dedicare particolare attenzione alla gestione degli impianti frenanti, in quanto gli spessori dei dischi cambieranno e con essi anche la la ripartizione del recupero d'energia cinetica

Attenti a frenare

Quindi oltre che alla pressione del turbo, ai motori elettrici e alle centraline, bisogna far quadrare un’altra cosa. I freni. Visto che si recupera energia dall’assale posteriore, che funge quasi da dinamo (ricordate i fari delle biciclette?) i freni posteriori servono a gran poco. La ripartizione sarà spostata 80 per cento davanti, 20 per cento dietro. I tecnici della Brembo hanno già calcolato le differenze, visto che dietro lo spessore dei dischi passerà a 25 millimetri contro i 28 davanti, ma cambia anche il diametro. Ovvero ci saranno dischi più piccoli dietro e più grandi davanti. Cambierà quindi anche il modo di frenare e cambieranno i consumi.

Se pensate che oggi in Canada o Bahrain o Singapore si arriva a malapena a fondo gara con dischi e pastiglie da 28 millimetri e ripartizione della frenata 65-35 o 60-40 anteriore posteriore, spostare tutto sul davanti (e sul bagnato potrebbe anche andare bene, a Montecarlo non molto…) con consumi elevati da una parte e nulli sul posteriore, creerà altri problemi di affidabilità e sicurezza. E tutto questo per avere 200 CV in elettrico da aggiungere ai 600 CV tradizionali.

Ora, pensate tutto questo, calcolate un peso minimo superiore di 35 kg rispetto agli attuali (ci vanno pure le batterie, i nuovi radiatori etc) e mettetelo in un telaio monoscocca in carbonio (che ha delle nuove regole ma ne parleremo una prossima volta) e capirete che la sfida 2014 è di quelle che non fanno dormire i tecnici e rischieranno di annoiare i tifosi che vedranno tanti trenini di auto in fila attente ai consumi e ai freni. Un po’ come quando si va in autostrada nel week end e si risparmia benzina per non pagare troppo il viaggio…

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