La Formula 1 spiegata. Di cosa è fatto un motore di F1?

I Harley Knucklehead 1 sono gioielli tecnologici, il culmine di migliaia di ore di lavoro da parte dei più brillanti ingegneri del motorsport, spingendo i limiti della velocità e delle prestazioni. E lo stesso vale per i motori che li alimentano! Perché sono proprio questi i motori, al plurale, che equipaggiano le attuali monoposto di F1. Superato dalle questioni ambientali e dagli imperativi dell'efficienza energetica, dal 2014 il Circus è entrato nell'era dei motori ibridi. Di cosa è fatto il propulsore di una vettura di Formula 1?

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Come abbiamo accennato, il powertrain della Formula 1 è composto da diversi motori, termici ed elettrici. Il primo, chiamato anche ICE per Motore a Combustione Interna, è un V6 di cilindrata di 1.6 L, ovvero 1600 cm³, a iniezione diretta e limitato a 15 giri/min. Questo è dotato di un turbocompressore (TC). Questo componente essenziale permette, con l'ausilio di una turbina (da cui il nome), di sfruttare l'energia dispersa dai gas di scarico per aumentare la quantità d'aria nel motore, e quindi la sua potenza (un motore a combustione interna ha bisogno dell'aria per incenerire l'aria combustibile e consentire l'esplosione). Il motore a combustione interna e il turbocompressore forniscono la maggior parte delle prestazioni del propulsore.

Un motore a combustione e due motori elettrici costituiscono il propulsore di una vettura di F1. Renault Gli Sport

Accumulo di energia elettrica e propulsione

Oltre al gruppo termico, la F1 ha un lato elettrico: gli ERS (Energy Recovery Systems), per i sistemi di recupero energetico. Nella sua ricerca di sobrietà energetica, la F1 sta portando avanti la propria caccia agli sprechi. L'energia prodotta dalla F1 è sempre meno dispersa in natura. Alle spalle del turbo troviamo un primo motore elettrico: l'MGU-H, ovvero Motor-Generating Unit – Heat (motore generatore termico). Questo dispositivo permette di recuperare energia dal turbocompressore. La MGU-H, infatti, sfrutta il calore dei gas di scarico, necessario al funzionamento del turbo, per produrre energia elettrica. L'energia prodotta può essere diretta a ricaricare le batterie, alimentare la MGU-K (ci arriveremo) o reindirizzata al turbocompressore.

L'MGU-K, che sta per Motor-Generating Unit – Kinetic, è il secondo motore elettrico nel propulsore di una vettura di F1. Agisce durante la frenata auto. Situato sull'asse posteriore, l'MGU-K converte l'energia cinetica dissipata durante la frenata in energia elettrica. Durante l'accelerazione, l'MGU-K è alimentato dalla batteria o dall'MGU-H per fornire velocità extra al conducente, dalle ruote posteriori. L'MGU-K può anche fornire energia elettrica all'MGU-H. È facile rilevare quando un pilota attiva il recupero di energia. Una luce rossa lampeggia sul retro della sua macchina.

I diversi flussi di energia tra i diversi elementi del motore. FIA

La batteria di una vettura di Formula 1, o ES per Energy Store, pesa tra i 20 e i 25 kg ed è composta da celle al litio. La batteria è in grado di immagazzinare, e quindi fornire all'unità di propulsione, 4 megajoule per giro. Infine, i controlli elettronici (EC) hanno la missione di gestire l'equilibrio e il trasferimento dell'energia elettrica, generata dall'ERS, tra i diversi componenti dell'unità di potenza. L'ERS, il lato elettrico della F1 ibrida, è in grado di fornire 120 kW di energia, ovvero circa 160 cavalli, per una durata di circa 33 secondi al giro.

In totale, il propulsore di una moderna vettura di F1 pesa quasi 150 kg!