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Motori turbo F1 2014: si volta pagina… anzi no!

F1 Renault turbo engine energy

La sensazione, più che avvalorata dai fatti, è una sola: ci hanno rifilato l’ennesima sola!

Ebbene, il ritorno in grande stile della motorizzazione turbocompressa in Formula 1 si è già trasformata – e ancora dobbiamo vederli in azione – in una sequela di imposizioni, divieti, unificazioni e congelamenti regolamentari.

Seguendo il cammino tracciato sin dal 2006 con gli ormai pensionandi V8 di 90° aspirati di 2400cc, la FIA (con il consenso dei Team…) ha di fatto relegato il motore a mero accessorio innominato: unificato, standardizzato, sottaciuto, quasi disconosciuto. Un fattore tecnico ieri preponderante e ben valorizzato, oggi, al contrario, tradito e rinnegato senza ritegno alcuno.

Dunque, la Formula 1 passerà da unità aspirate abbondantemente unificate ad unità turbocompresse ancor più standardizzate nelle caratteristiche tecniche. Ecco la carta d’identità essenziale dei motori F1 2014.

Saranno obbligatoriamente ammessi solo propulsori a pistoni, 4 tempi, di 1600cc di cilindrata (+0/-10cc di tolleranza). Il regime massimo di rotazione è fissato a 15.000 giri/minuto: si tratta, pur nella odiosità della imposizione di tale parametro, di un regime invero piuttosto sostenuto trattandosi di unità turbocompresse. Verosimilmente, i motoristi potrebbero realizzare unità caratterizzate da un regime ancor più elevato, come accadeva per i V8 di 2400cc, capaci, al banco e senza vincoli, di toccare e oltrepassare i 20.000 giri.

Frazionamento e architettura sono imposti: 6 cilindri in V di 90°. Anche il numero delle valvole è imposto: 4 valvole per cilindro, 2 di aspirazione, 2 di scarico. L’alesaggio è anch’esso forzosamente fissato per regolamento: 80mm (+/- 0,1mm di tolleranza). Giacché cilindrata e alesaggio sono rigidamente regolamentati, la misura della corsa del pistone è vincolata. Dati tecnici diffusi a riguardo – e che fanno riferimento al nuovo Renault RS34 – parlano di una corsa di 53mm.

Per quanto riguarda il Turbo, il regolamento FIA contempla solo ed esclusivamente la configurazione monoturbo, collocato in posizione centrale. Turbina e compressore, debitamente coassiali, debbono essere a singolo stadio. Vietate turbine a geometria variabile.

I gas di scarico (ossia i collettori di scarico) debbono fuoriuscire all’esterno del V: ciò comporta che le valvole di aspirazione siano disposte obbligatoriamente all’esterno del V stesso. È consentito l’impiego di un solo terminale di scarico, disposto centralmente. Ai punti 5.8.4 e 5.8.5 (5.8: Exhaust System), i legislatori della FIA hanno inserito un sostanzioso numero di norme atte a regolamentare (ossia, soffocare sul nascere la libertà e la creatività progettuali) gli ultimi 150mm del terminale di scarico, nonché la carrozzeria attorno ad esso.

Nello specifico, ecco cosa cambierà: il terminale di scarico (ossia, gli ultimi 150mm) dovrà presentare angolazioni, nelle viste dall’alto (rispetto alla linea di mezzeria della vettura) e laterale (rispetto al Piano di Riferimento), pari a +/- 5° e tra 0° e 5°, dovrà essere collocato tra 350mm e 550mm sopra il Piano di Riferimento e a non più di 100mm dalla mezzeria della vettura (quindi, è tollerato un piccolo disassamento del terminale), infine, posizionato in modo tale che l’intera circonferenza del terminale di scarico giaccia tra due piani verticali e perpendicolari alla linea di mezzeria della vettura e che si trovino tra 170mm e 185mm dietro l’asse ruote posteriore. In sostanza, il terminale di scarico deve sboccare appena dietro l’asse delle ruote posteriori. Inoltre, non è ammessa la presenza di carrozzeria in corrispondenza del terminale di scarico (compresi elementi dell’ala posteriore). Evidentemente, decade senza appello la funzione aerodinamica dei gas di scarico, tanto ricercata negli ultimi anni.

Ne consegue, alla luce di tali cavilli, un posizionamento obbligato del turbocompressore, dietro il motore e, appunto, in posizione centrale.

Altre limitazioni e vincoli toccheranno il numero dei perni di biella (3, quindi due bielle debbono insistere sul medesimo perno, vietate bielle sfalsate), il posizionamento dell’albero motore – coincidente con la linea di mezzeria della vettura e posizionato a 90mm (+/-0,5mm di tolleranza) sopra il Piano di Riferimento –, la misura minima del diametro dello stelo delle valvole (a profilo di alzata e fasatura fisse) pari a 5mm.

Il peso minimo del cosiddetto “Power Unit” (ossia, il solo motore endotermico) è pari a 145Kg; il baricentro del motore deve essere collocato ad almeno 200mm sopra il Piano di Riferimento.

Come accennato in precedenza, il regolamento vieta le turbine a geometria variabile, intelligente e collaudata soluzione tecnica largamente impiegata nella produzione di serie e nelle competizioni (Audi R18 LMP1). Tuttavia, i legislatori lasciano una porta aperta ad un’altra, interessante soluzione, abbandonata allorché vennero introdotti i V8 di 2400cc. Al punto 5.9.3 (5.9: Variable Geometry System), si afferma che, solo per l’anno 2014, saranno ancora vietate le trombette di aspirazione ad altezza variabile. Se ne deduce, pertanto, che, a partire dal 2015 o anni successivi, la FIA potrebbe riaprire le porte a tale espediente tecnico, davvero redditizio e che ben si sposa anche con la motorizzazione sovralimentata.

Si abbandona la iniezione indiretta (imposizione regolamentare tipica dell’era dei motori aspirati) e si passa a quella diretta, quindi con la miscela aria-benzina iniettata direttamente in camera di combustione. Peccato si tratti, ancora una volta, di una imposizione e non di una scelta. Ad ogni modo, questo tipo di iniezione è l’ideale nei motori sovralimentati. È consentito l’impiego di un singolo iniettore per ogni cilindro: non sono ammessi iniettori posti a monte delle valvole di aspirazione e a valle delle valvole di scarico. Il carburante può essere inviato agli iniettori ad una pressione massima di 500 bar.

Permesso l’uso di una singola candela per cilindro.

La FIA, verosimilmente in accordo con i Team, ha profondamente modificato il regolamento tecnico, mediante correttivi, cancellazioni o aggiunte. La norma che determinava lo spessore minimo degli ingranaggi della distribuzione (pari a 8mm) non compare più. Anche il peso minimo del “power unit” (motore termico) è stato abbassato di 10Kg: precedentemente, infatti, la FIA aveva stabilito un peso minimo pari a 155Kg. Cancellata anche la norma che prescriveva che al di sopra dell’80% della quantità massima di carburante consentita, almeno il 75% dovesse essere iniettato direttamente nei cilindri, ossia in camera di scoppio.

A tal proposito, possiamo dire che la Formula 1 2014 sarà, a tutti gli effetti, una formula-consumo. Se in passato, la Formula 1 – all’epoca della convivenza tra Turbo ed aspirati, nello specifico dal 1984 al 1988 – aveva optato per una regolamentazione della capacità dei serbatoi (220 litri, 195 litri, 150 litri), oggi la FIA intraprende la strada del controllo della portata di carburante.

Questa scelta è stata deliberata alla luce della assenza di una pressione massima di sovralimentazione, allo scopo, anzitutto, di calmierare e livellare il più possibile le prestazioni delle vetture. Quindi, non viene seguita la strada che portò, nel 1987, alla limitazione della pressione di sovralimentazione a 4 bar (e consumo massimo pari a 195 Litri) e, nel 1988, a 2,5 bar (consumo massimo pari a 150 Litri).

La portata di carburante non deve eccedere i 100Kg/h, pari a oltre 100 Litri/h. Non solo: al punto 5.1.5 (5.1: Engine Specification) si esplica una formula matematica – Q (Kg/h) = 0.009 N (rpm) + 5.5 – ad indicare la quantità di carburante da non superare al di sotto dei 10,500 giri/minuto.

Come gestiranno piloti e Team le nuove unità? La vita dei motori sarà ulteriormente allungata: ogni pilota, infatti, avrà a disposizione appena 5 unità a stagione, ma i Team spingono per averne 6. Un numero, invero, alquanto esiguo. Inoltre, il fattore “consumo” sarà determinante: in molti tracciati, infatti, i Team dovranno fare i conti con il carburante a disposizione; si parla di una riduzione dei consumi del 35%. Tuttavia, poiché le performance sul giro debbono essere simili o uguali a quelle del 2013, sarà importante centellinare, in alcuni Gran Premi (specie quelli sui tracciati veloci, come Monza) il carburante: infatti, a seconda delle piste, si potrà andare al di sotto del limite dei 100 Kg/h, molto vicini a tale limite o, addirittura, ben oltre il limite consentito per regolamento. Ma è ovvio che, per regolamento, non si potranno avere i valori di consumo del 2013: circa 170Kg/h.

Novità anche per quanto riguarda i cosiddetti “sistemi di recupero dell’energia”. Dal 2014, le monoposto di Formula 1 saranno dotate di due differenti moto-generatori elettrici. Il primo moto-generatore è, nella sostanza, quello che dal 2009 conosciamo col nome di KERS, ribattezzato dai legislatori della FIA col nome di MGU-K (Moto Generator Uniti Kinetic). Esso verrà connesso esclusivamente e permanentemente prima della frizione, ossia all’albero motore, cioè davanti il motore stesso. Il regime massimo di rotazione della MGU-K non deve superare i 50,000 giri/minuto. La coppia massima deve essere pari a 200Nm. Dunque, ulteriori paletti a limitare la già precaria, dubbia (e inutile) funzionalità dell’ex KERS. La potenza del MGU-K è di 120 kW (oggi di 60 kW), corrispondenti a 163 CV. Come il KERS, anche il “neo” MGU-K si attiverà a partire da una velocità di crociera della vettura di 100 Km/h.

La quantità totale di energia “immagazzinabile” negli accumulatori (o più semplicemente, batterie) è di 4MJ al giro: la MGU-K potrà fornire al massimo 2MJ al giro al cosiddetto Energy Store (il cui peso deve essere di almeno 20Kg e non più di 25Kg).

A questo punto subentra il neonato MGU-H, altisonante e raffazzonatissimo acronimo in salsa pseudo-ambientalista di Motor Generator Unit Heat. Si tratta, sebbene il regolamento faccia riferimento ad un presunto “calore” (heat), di un moto-generatore calettato coassialmente al turbocompressore (fatevene una ragione, sostenitori della teoria del “calore”…). Il calore, infatti, non interviene in alcun modo, né viene recuperata “energia termica” dal Turbo.

Il regime massimo di rotazione del MGU-H è, secondo regolamento, di 125,000 giri/minuto.

Ufficialmente, i valori di ricarica-rilascio energia da e per l’Energy Store sono illimitati, ossia non fissati per regolamento. Tuttavia, il regolamento fissa a 4MJ l’ammontare massimo di energia immagazzinabile nell’ES e rilasciabile dall’ES e spendibile in qualità di potenza-extra: un massimo di 2MJ al giro vengono, per regolamento, dal MGU-K, altri due è facile che provengano dal MGU-H.

Entrambi i motogeneratori (MGU-K e MGU-H) verranno raffreddati a liquido (altro che “recupero del calore” e dell’energia termica).

La sfida, se vogliamo, più solleticante affrontata dai tecnici risiede nella collocazione in vettura – nei limiti regolamentari – e nel raffreddamento ottimale degli organi in questione: moto-generatori, batterie, cablaggi, centraline, frizioni e così via. Le alte temperature d’esercizio unite agli elevatissimi regimi di rotazione, infatti, costituiscono sempre uno spauracchio, specie quando si è all’inizio di un nuovo ciclo tecnico-regolamentare.

Dunque, prestazioni implementate rispetto agli odierni KERS. Il MGU-K, come detto in precedenza, funzionerà come l’attuale KERS. Il MGU-H, benché uguale nella sostanza tecnica (un moto-generatore elettrico, nulla di più, nulla di meno), è connesso al turbocompressore: pertanto, in fase di ricarica delle batterie (in pratica, una sorta di dinamo), verrà attivato dalla turbina, mossa a sua volta dai gas di scarico. In fase di rilascio dell’energia, ossia quando fungerà da motore elettrico, aiuterà la girante del compressore, incrementandone il regime di rotazione: più aria compressa immessa nei cilindri anche ai bassi regimi, ossia eliminazione del cosiddetto Turbo-lag, il ritardo di risposta del Turbo.

Si tratta, invero, di un sistema non solo complesso e farraginoso, ma anche, e soprattutto, inutile (e costosissimo: ma la FIA non è ossessionata dai costi?). Al fine di eliminare il Turbo-lag, infatti, esistono le turbine a geometria variabile. In più, sarebbe stato possibile adottare due turbocompressori allo scopo di lenire gli effetti “nocivi” del Turbo-lag. Ed è pur vero che, grazie all’affinamento tecnologico delle giranti e della gestione elettronica del motore, anche i Turbo privi di geometria variabile offrono risposte sempre più ottimali anche ai bassi-medi regimi.

Le ragioni che hanno portato all’adozione di un doppio sistema di moto-generatori elettrici sono palesi: la FIA, spalleggiata dai Team, vuole attribuire alla Formula 1 una certa visione ambientalista del proprio ambiente attraverso sistemi di propulsione ibridi molto “propagandistici” ma, nei fatti, molto poco funzionali e redditizi. Sappiamo bene che la retorica “verde” ed “eco-sostenibile” (che predica, anzitutto, il contenimento delle emissioni di CO2…) sta inondando sempre più, dopo la produzione di serie, anche tutto il mondo delle competizioni automobilistiche, non solo Formula 1.

Ma non è tutto: i moto-generatori elettrici non verranno gestiti dal pilota. Il KERS, come noto, viene attivato – nella sua fase di rilascio dell’energia precedentemente accumulata nelle batterie in fase di decelerazione-frenata – dal pilota mediante un pulsante sul volante. È il pilota, oggi, a decidere quando e dove attivare il KERS. Dal 2014, non sarà più così. Il tutto, infatti, verrà gestito – ad ogni giro – dalla apposita centralina elettronica. Dunque, si avrà un funzionamento autonomo della propulsione ibrida, similmente a quanto avviene sui Prototipi LMP1 ibridi impegnati nel World Endurance Championship, sui quali è vietato l’uso di pulsanti “push-to-pass” o similari. In questo caso, è il solo pedale dell’acceleratore a stabilire l’attivazione della propulsione elettrica.

Tecnicamente parlando, quale sarà l’uso in pista dei suddetti moto-generatori elettrici? Ebbene, tanto MGU-K quanto MGU-H aiuteranno rispettivamente il motore endotermico e la girante del compressore ai bassi-medi regimi. Il loro impiego, pertanto, sarà circoscritto alle fasi di accelerazione, in cui serve maggiore spunto. Del resto, agli alti regimi, intervengono i limitatori: il motore endotermico non può superare i 15.000 giri/minuto, il MGU-K i 50,000 e il MGU-H i 125,000.

Valori che, probabilmente, toccheranno: oggi, i V8 vanno spesso al limitatore, ossia 18,000 giri/minuto, ed il KERS tocca i 40,000 giri/minuto.

Fattori tecnici che non hanno vantaggiose ricadute sulla velocità di punta delle vetture.

Ma non è tutto. La FIA, allo scopo di lenire o eliminare del tutto gli effetti del Turbo-lag, ha imposto cambi ad 8 rapporti, anch’esso rigidamente (e stupidamente) regolamentato sino all’inverosimile. Verosimilmente, si tratterà di cambi qualificati da rapporti iniziali sensibilmente corti e ravvicinati, tali da offrire più spunto in accelerazione. Ciò, unito al doppio sistema MGU-K e MGU-H, contribuirà ad avere il motore sempre al giusto regime di rotazione. Ma quanta inutile complicazione…

Un ulteriore risvolto tecnico – diretta conseguenza dell’introduzione del doppio sistema ibrido – è il sensibile aumento del peso minimo delle monoposto di Formula 1. Si passerà dai 642Kg del 2013 ai 690Kg del 2014. Un incremento, appunto, determinato dall’adozione dei moto-generatori (e annessi accumulatori, cablaggi, ecc.) e di un motore endotermico più pesante. Ne consegue anche una differente – e maggiorata in termini di peso – ripartizione dei pesi tra asse anteriore e posteriore: nel 2013, questa ripartizione è di almeno 292Kg all’anteriore e almeno 343Kg al posteriore. Nel 2014, non meno di 314Kg dovranno gravare sull’asse anteriore, non meno di 369Kg su quello posteriore.

La modifica regolamentare più vistosa, tuttavia, risiede nella cancellazione della voce “Electric mode”, precedentemente inserita al punto 5.19 del regolamento tecnico FIA 2014. Questa norma prescriveva la percorrenza della pit-lane mediante la sola trazione elettrica.

Un cavillo regolamentare a ragione depennato. Quali le motivazioni? Avanziamo due ipotesi: i moto-generatori elettrici non riescono a garantire la percorrenza nelle pit-lane, oppure, l’idea di vedere auto avvolte dal silenzioso ronzio dei motori elettrici non ha allettato Bernie Ecclestone – ossessionato e senza motivo reale disgustato dal sound dei motori Turbo – e addetti ai lavori…

Certamente, risulta alquanto difficile digerire auto da corsa che si muovono in pit-lane grazie a dei “freddi” e per nulla emozionanti motori elettrici.

Anche la presa d’aria motore – la quale porta aria alla girante del compressore – è rigidamente regolamentata (5.14: Engine Air Intake).

È consentito un massimo di due prese d’aria così collocate nella carrozzeria: tra la parte anteriore del bordo d’ingresso del cockpit e un punto, in senso longitudinale, situato a 500mm davanti l’asse ruote posteriore. Inoltre, dovranno essere situate a non meno di 200mm, in senso verticale, sopra il Piano di Riferimento. In più, ogni presa d’aria motore deve essere visibile frontalmente, con o senza pilota all’interno dell’abitacolo.

E non finisce qui. È stata introdotta la voce Rear Brake Control System (punto 11.7 dell’Article 11, Brake System). Si tratterebbe di una sorta di frenata elettro-assistita: la FIA ha voluto introdurre questa soluzione allo scopo di coadiuvare il pilota in fase di frenata, andando a compensare l’effetto del nuovo e potenziato MGU-K.

Immancabile, infine, l’accenno alla potenza effettiva dei neonati o nascituri V6 Turbo. Si parla di 600 CV, o forse qualcosa in più. Dai moto-generatori elettrici arriveranno altri 150 CV. Cavalli, questi ultimi, teorici, non effettivi. Infatti, occorre tenere sempre ben presente che le batterie si scaricano gradualmente (infatti, il ciclo di questi motori elettrici è una sequenza di ricariche-scariche), quindi la potenza massima erogata da siffatti moto-generatori è massimale solo per pochi secondi.

Il motore termico e i moto-generatori (e relativa altra componentistica) dovranno essere realizzati secondo le specifiche FIA sui materiali di costruzione.

L’intento della FIA, mediante l’introduzione dei V6 Turbo, è una sola, chiara e manifesta: relegare, ancor di più, il motore a mero accessorio, puntando su una unificata e forzosa efficienza energetica. I motoristi, infatti, avranno le mani legate e la fantasia imbrigliata. Le unità, del resto, verranno congelate nello sviluppo: questo congelamento – intrapreso dalla FIA ormai da tanti, troppi anni – serrerà le proprie maglie di anno in anno, soprattutto a partire dal 2015.

Infatti, come accaduto per i V8 aspirati di 2400cc, la FIA (grazie alla pressione dei Team) dovrà contemplare il cosiddetto Balance of Performance: tradotto, una serie di deroghe regolamentari atte a favorire questo o quel motorista qualora qualsivoglia motore lamenti un iniziale gap in termini di prestazioni-affidabilità. Eccezioni regolamentari, invero, spesso sottaciute al grande pubblico, sì legali ma che, al contempo, producono un equilibrio prestazionale artificiale e ingozzato dai legislatori a seconda delle esigenze di campionato.

Ad ogni modo, la scaletta dei congelamenti è già stata stilata e, se rigorosamente rispettata, entro il 2019 avremo persino le pompe dell’acqua congelate. Sarà un congelamento graduale, di anno in anno sempre più aspro e ossessivo.

Il regolamento tecnico ed il regolamento sportivo sviscerano approfonditamente i termini e le norme relative alla omologazione e al congelamento dei motori. Questi ultimi (e relativi specifiche e progetti) dovranno essere consegnati alla FIA entro il 28 febbraio 2014. Solo una tipologia di motore può essere consegnata e, quindi, omologata. Spetterà alla FIA, in accordo con tutti i motoristi impegnati nella categoria, promuovere o bocciare eventuali modifiche presentate da qualsivoglia Costruttore: modifiche, come specificato dai legislatori della FIA, intese a consentire l’equità di prestazioni tra tutte le unità omologate. Al contempo, la FIA stabilisce che le eventuali modifiche debbono esclusivamente riguardare affidabilità, sicurezza e costi (accettate solo variazioni progettuali che vadano a far costare di meno il motore).

Al livello di pure prestazioni, ancora è decisamente presto per fare previsioni oggettive. Il timore è che le monoposto di F1 2014 girino più lente di quelle 2013: un timore forse fondato e che si basa, essenzialmente, sulla minor potenza del motore termico, sulla vita del propulsore stesso ulteriormente allungata, sul peso minimo regolamentare accresciuto, sulle dimensioni delle gomme posteriori inalterate rispetto a quelle 2013 (molti attendevano gomme più larghe al fine di assecondare al meglio la potenza offerta dai moto-generatori elettrici) e sulla aerodinamica, resa ancor più inefficiente (il carico deportante diminuirà ancora).

È pur vero che le gomme odierne – per di più caratterizzate da mescole e degrado alquanto discutibili – ben sopportano potenze dell’ordine di oltre 700 CV, senza presentare vistosi e nocivi pattinamenti, anche a KERS attivato. Il MGU-K, tuttavia, ha prestazioni sensibilmente implementate, e sappiamo che i motori elettrici hanno quale rilevante peculiarità il poter entrare in coppia (ricordiamo, però, che la coppia massima del MGU-K è fissata per regolamento) sin dai bassi regimi.

Si tratta, al momento, di timori virtuali, ancora tutti da verificare e dimostrare. Certo è che, almeno in fase di progettazione e agli inizi delle loro vite, i nuovi V6 Turbo potranno palesare una affidabilità ballerina, soprattutto per ciò che concerne gli aspetti legati alle temperature d’esercizio degli organi meccanici ed elettrici ad essi connessi. Come accadde agli albori dei V8 di 2400cc, la cui affidabilità ha raggiunto livelli assoluti (le rotture capitano, ma ormai sono rare quanto la criptonite…) grazie, inizialmente, a benzine speciali usate sottobanco dai Team (e col silenzioso beneplacito della FIA…), al congelamento delle unità e al già menzionato Balance of Performance.

Infine, non possiamo fare a meno di avanzare due considerazioni finali. La prima riguarda la estrema laboriosità del regolamento tecnico. Un delirio esistenziale – come già abbiamo avuto modo di definirlo – redatto da burocrati della peggior specie, coadiuvati da consulenti che, evidentemente, trovano sadico piacere nel complicare ogni punto messo per iscritto. Cosa ancor più grave, i Team sottoscrivono tale regolamento.

La seconda riguarda, inevitabilmente, il confronto con il passato, con quel passato in cui, anche in Formula 1, ruggivano i motori Turbo. Un confronto ad armi impari, tanto imbarazzante quanto doveroso: da anni di sfida tecnica senza quartiere ad un presente ed un futuro contraddistinti da un pauperismo demagogico senza precedenti e privo di giustificazioni.

L’immediato futuro, tuttavia, verrà scritto da V6 Turbo ibridi ancora tutti da scoprire.

Al momento, si inseguono molte voci. Solo la pista potrà offrire responsi oggettivi. Rimaniamo in attesa.

Scritto da: Paolo Pellegrini

Paolo Pellegrini
L'autore
Paolo Pellegrini, Classe '82, amante della velocità a 360°, che sia un'auto, una moto, un aereo o i 10 secondi di un 100 metri. Disegnatore di auto e moto da corsa estreme.
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    Bruno Reply

    Articolo eccellente e molto analitico, sicuramente fuori dal coro dei troppi copia-incolla dei soliti “marchettari”.
    Personalmente mi aspetto qualche problema agli MGU-H.

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    Osservatore Reply

    Sempre molto interessanti gli articoli di Pellegrini.

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    Francesco Reply

    Lo dico da un bel po’ . Ormai non ha piu’ senso per i costruttori correre in F1. Credo che con tutte quelle specifiche anche il cantinaro farebbe un motore uguale agli altri. Forse credo che la marca delle candele e il colore del logo siano liberi. Credo anche che nel 2015 possano correre auto del 2014 tanto e’ tutto congelato. Poi con quelle caxxate dei motori elettrici … Inutili. Non credo che 17 gran premi salvino o rovinino il pianeta. Il litio delle batterie come lo smaltiscono ? A me sinceramente sembra la corsa al regresso . Spero la ferrari vada via da questa inutile competizione non ha alcun senso.

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      Blade Runner Reply

      Ha senso, ha senso; si fanno un sacco di soldi e ce n’è per tutti, altrimenti perchè la Marussia dovrebbe continuare a partecipare senza alcuna chance?
      Teniamo presente che “certe” regole non piovono dall’alto, ma sono concordate dai team insieme alla FIA e quindi partecipano e si dividono la cospicua torta .-)
      Giuseppe

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    joe Reply

    Quando si parla dell’abbandono dell’iniezione diretta in favore di quella diretta si dice che sono vietati gli iniettori a monte delle valvole si scarico: c’e’ qualcuno esperto che potrebbe spiegare a cosa servirebbero questi ultimi? Sono un appassionato di motori ma con conoscenza purtroppo limitate… Interessantissimo articolo tecnico cmq sempre piu’ rari da leggere

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      Paolo Pellegrini Reply

      Caro Joe,

      grazie per gli apprezzamenti.
      La tua osservazione sugli iniettori è corretta.
      In quel punto, il regolamento specifica che deve esserci un solo iniettore dell’iniezione diretta per cilindro e nessun altro iniettore a monte delle valvole di aspirazione e a valle delle valvole di scarico.
      Verosimilmente, si fa riferimento a vari e possibili sistemi di iniezione, quali, ad esempio, l’iniezione d’acqua.
      Il regolamento, inoltre, vieta anche al punto 5.14.2 ogni altro tipo di immissione di gas o liquidi all’interno della presa d’aria motore, compreso qualsiasi tipo di ricircolo dei gas di scarico.

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        joe Reply

        Perfetto, grazie! Purtroppo e’ quello che temevo: il sogno di Mosley (incubo per i motoristi…) di avere un motore unico si sta avverando

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    Giovanni Reply

    Un turbo compressore trasforma il calore dei gas di scarico in energia meccanica, se poi gli aggiungi un motogeneratore trasformi quell’energia meccanica in elettricità; quindi lo MGU-H recupera calore.
    Poi un turbo a geometria variabile evita i problemi di battito in testa assorbendo meno energia, lo MGU-H invece lo eviterebbe rendendo l’energia in eccesso elettricità.
    Si trascura poi che qualsiasi turbo in frenata gira a vuoto sprecando energia inutilmente, mentre lo MGU-H parte di quell’energia potrà recuperarla.

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      Paolo Pellegrini Reply

      Caro Giovanni,

      un Turbo non trasforma il calore dei gas di scarico in energia meccanica, bensì è l’energia cinetica dei gas di scarico espulsi ad alta velocità ad azionare la turbina che, a sua volta, muove la girante del compressore.

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        jeby Reply

        Ma come non sfrutta il calore????? La più basilare formula di calcolo del lavoro di una turbina a gas è direttamente proporzionale al salto entalpico tra prima e dopo la turbina e si dà il caso che l’entalpia sia funzione di pressione e temperatura!!! Questo è quello che si vede a livello termodinamico.

        A livello fluidodinamico, cioè per spiegare come tecnicamente questo possa accadere, ovvero come fisicamente la turbina produca un salto entalpico, si fa giustamente riferimento all’energia cinetica e all’energia di pressione e quindi in ultima analisi al triangolo di velocità.

        Peraltro dire che in una macchina termodinamica la produzione del lavoro non ha a che fare con il calore scambiato è contro ogni legge fisica della termodinamica!

        Se non si stesse parlando di gas, se non fossero gas ad altissima temperatura e pressione, ovvero se stessimo parlando di fluidi incomprimibili allora sì, il lavoro della “turbina” non dipenderebbe dalla temperatura e dal calore scambiato, vedi mulino ad acqua o a vento… Peccato che non sia questo il caso. Il lavoro utile di una turbina a gas si può calcolare come:

        lu = (h1 – h2) – 1/2 (v2^2 – v1^2)

        h sono le entalpie, v le velocità medie. Il termine cinetico globale è tipicamente trascurabile, rimane solo il salto entalpico. Il salto entalpico dipende dalle condizioni di temperatura e pressione prima e dopo la turbina.

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          Paolo Pellegrini Reply

          Caro Jeby,

          mi rifaccio sempre al caro Pignone-Vercelli i quali, nell’affrontare l’argomento Turbo, non citano nessuna parola da te enunciata. Ribadisco anche che il calore dei gas di scarico – che purtroppo solo caldi possono uscire, quindi il calore c’è perché non ci sono alternative di sorta!! – di certo non aiuta l’affidabilità della turbina e di tutti gli organi del Turbo in generale.
          Inoltre, il Giacosa in Motori Endotermici enuncia la parola entalpia solo 3 volte, e mai quando affronta l’argomento della sovralimentazione.
          E chiudo: se il regolamento contemplasse le turbine a geometria variabile, forse e probabilmente useremmo più spesso le parole “incidenza” e “portata”, e mai calore…
          E chiudo ancora: peculiarità del Turbo è l’autoesaltazione del sistema: più i gas escono velocemente (quindi si parla solo di energia cinetica, on questo caso) e più il compressore ingozzerà di aria i cilindri.
          Vabbè, ma il calore lo hanno messo in mezzo anche per il KERS…
          Saluti.

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          Paolo Pellegrini Reply

          Dimenticavo: qui si parla di “recupero del calore” in presenza di un normalissimo moto-generatore elettrico connesso al turbo. Cioè??? Un moto-generatore elettrico che recupera il calore? Ma siamo pazzi?
          Il moto-generatore deve solo girare, e a basse temperature: infatti lo raffreddano pure, per dire…
          Saluti.

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    gabriele Reply

    Fantastico articolo, che mi deprime alquanto sulla F1 dei prossimi 10 anni

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    Blade Runner Reply

    Articolo esplicativo e ben fatto, come al solito, da Paolo Pellegrini.
    Mi lascia solo perplesso il tono depresso e quindi deprimifero dell’articolo.
    Personalmente seguo la F1 dagli albori (negli anni ’50 ero ancora piccolo, ma dai 60 in poi ero in grado di capire e di appassionarmi) e ne ho viste di tutti i colori e di tutte le soluzioni, ma alla fine negli ultimi anni, malgrado le forti omologazioni, mi sono divertito (al di la delle delusioni per la Rossa), grazie anche a degli accorgimenti che hanno accontentato un po’ tutti.
    La formula 1, deve essere uno spettacolo, oltre che uno sport, perché altrimenti muore; ha bisogno di forti sponsor e di grande diffusione per non fare la fine di campionati scomparsi (marche) o “invisibili (prototipi) e poi… le novità introdotte per l’anno prossimo, sono ben lungi dall’essere affidabili e quindi margini di errori ci sono e quindi anche margini per trovare soluzioni, perché no, anche geniali.
    Sursum corda
    Giuseppe

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      Paolo Pellegrini Reply

      Caro Blade,
      anche nel 2006, quando vennero introdotti i V8, molti si attendevano grandi cose.
      Poi, tra standardizzazioni regolamentari, congelamenti, Balance e deroghe sottobanco elargite dalla FIA, il motore è stato relegato ad accessorio al pari di un cablaggio elettrico.
      Forse, almeno all’inizio (forse per tutto il 2014), vedremo i Team “soffrire” questo cambio regolamentare, poi, col passare del tempo, anche questi V6 Turbo andranno nel dimenticatoio come i V8.
      Se qui le cose non cambiano, le soluzioni geniali tarderanno ad arrivare: praticamente, il motore lo progetta in larga parte la FIA!

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        Blade Runner Reply

        E’ vero, ma col beneplacito dei costruttori!
        Giuseppe

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          Paolo Pellegrini Reply

          Verissimo, Caro Blade.
          Ed è questo il risvolto più grave!

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    Paolo Pellegrini Reply

    Debbo fare una doverosa rettifica.
    Mi correggo: il peso di 145Kg del Power Unit è riferito al motore termico e ai dispositivi ERS (Energy Recovery System) ad esso annessi.
    Una svista…!

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    Giovanni Reply

    Caro Paolo,
    E chi fornisce energia cinetica ai gas di scarico se non il loro calore?

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      Paolo Pellegrini Reply

      Caro Giovanni,
      e secondo te solo un fluido caldo possiede energia cinetica?
      Questa è una storia vecchia: ilo motore emette gas caldi perché prodotti di una combustione.
      Ma se fossero più freddi, sarebbe addirittura meglio: si scongiurerebbero molte rogne e molti problemi alle giranti delle turbine, costrette a sopportare temperature altissime!
      Non a caso, il moto-generatore MGU-H (come il MHU-K) verrà raffreddato a liquido.
      Non solo: anche l’aria compressa immessa nei collettori di aspirazione, come noto, deve essere raffreddata mediante intercooler.
      Se c’è un nemico, quello è proprio il calore.

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    Bruno Reply

    Purtroppo i costruttori accettano questi regolamenti tecniici demenziali perchè si spartiscono i diritti della F1. Se togliessero questa forma di complicità. la ribellione sarebbe totale e la FIA sarebbe costretta a modificare i regolamenti tecnici eliminando congelamenti e unificazioni.

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    Giovanni Reply

    Un gas caldo possiede più energia di uno freddo, certo poi bisognia dividere i contributi delle varie forme di energia per stabilire chi ha più energia cinetica; ma è difficile che quello freddo ne abbia di più.

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      Paolo Pellegrini Reply

      Ma è un discorso senza senso: dal motore, possono uscire solo gas caldi.
      L’obiettivo finale è muovere una girante che ne aziona, a sua volta, un’altra.
      Il funzionamento basilare del Turbo è tutto qui, molto semplice, come direbbe il buon Ulrich Baretzky…

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    carlo Reply

    Purtroppo, bisogna ammetterlo…….LA F1 è MORTA !…………………

    NB: ottimo articolo

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    birratarelli Reply

    Caro sig. Pellegrini mi trovo perfettamente d’accordo con lei anche in un’altra discussione mi trovavo sulla sua stessa linea ma tant’è che il problema sono i costruttori che hanno accettato questo regolamento motoristico per ragioni di pecunia e d’incapacità e adesso le spiego questa mia ultima affermazione.
    Come dimenticare i veri Ing MOTORISTI come Hans Metzger Paul rosche Yoshitishi Sakurai e il Sublime Jean Jacques His che facevano dei motori turbo d’eccellenza come dimenticare un 4 cilindri con il basamento recuperato dai rottamai svizzeri e tedeschi e tirarci fuori 1400 Cv in condizione qualifica i motoristi d’oggi e mi riferisco in particolar modo all’ing.Marmorini che decanta questo regolamento del 2014 sull’efficenza ed altre panzane.
    Io pongo solo una questione questo signore che ha progettato il nuovo 6 cilindri di Maranello il suddetto pare che beva come un dannato e che come affidabilità sia lontano dai 4000 km previsti la stessa Ferrari abbia chiesto alla Fia di alzare il quantitativo di carburante da 100 a 110 litri e visto il peso politico di Ferrari in seno alla Fia gli hanno risposto con una pernacchia ma tornando al ns. le risulta quanti mondiali hanno vinto i suoi propulsori rispetto a His relegato da anni ai motori di serie della Ferrari e visto che la Toyota con i suoi motori non ha mai vinto una beneamata fava…………..
    Come al solito Montescemolo lo ha subito riportato a casa vista l’inettitudine con la scusa dell’italianità e relegando alla serie un motorista che ha progettato i seguenti propulsori
    1986 Renault EF 15 e 15 BIS quello delle po,le di Senna il mitico 6 cilindri a v di 90 con cui Berger si fumò gli avversari nelle ultime 3 gare del 1987 il v10 Renault con Dudot vincitore di 5 mondiali il 12 a v di 65 gradi che alla fine dello sviluppo nel 1995 grazie all’ing.Lombardi aveva 80-90 cv in + sul Renault campione del mondo e il v 10 Renault a 111° con cui Alonso vinse 2 mondiali
    il 12 a v di 60 gradi della Maserati Mc 12 che al debutto vinse il mondiale che dire viva la politica e fuori lo sport e la ricerca la F1 è e deve essere solo un circus……….appunto
    saluti

    • Avatar
      Paolo Pellegrini Reply

      Caro Birratarelli,
      esatto, il vero problema sono i costruttori. Infatti, questi avrebbero la capacità di opporsi alle norme avanzate dalla FIA. E per opporsi intendo anche scioperare e azioni simili.
      Eppure non lo fanno. Ai costruttori sta bene così perchè così rischiano meno: col “tutto uguale” promosso dalla FIA e avallato dai team si ha un campionato in cui il mezzo meccanico è relegato ad accessorio, motore in particolare. Le Case ci scrivono sopra il nome e tutti felici.

      • Avatar
        birratarelli Reply

        La dimostrazione di quel che dice è che se le squadre come hanno fatto dicessero no vedi la questione del fornitore di carburante unico la fia visti i pusillanime che sono si limitano a dire che la questione dei carburanti era uscita senza alcun fondamento di verità.
        poi visto che gli idioti della FIA confinuano a battere sul tasto ecologia vorrei porle alcune riflessioni tecniche
        1) costruire basamenti e sedi valvole alberi a gomito bielle insomma le parti in movimento e che quindi generano attrito legando all’alluminio dei polimeri come chiese intelligentemente la Renault nel 1997 in modo da usare meno olio ( da 8-9-kili a 2 kili scarsi ) soprattutto per i turbo che com’è noto se l’olio esce e va su una turbina e s’incendia poi voglio proprio vedere chi lo spegne e si ridurrebbero le masse radianti per raffreddare l’olio quindi usando meno materiali per gli scambiatori perchè sarebbero + piccoli e avendo benefici aerodinamici e non solo, riducendo gli attriti interni ( noto problema per i motoristi ) si consumerebbe molto meno carburante e con l’aumento del regime di rotazione i polimeri garantiscono una lubrificazione sempre migliore riducendo le rotture per difetti di lubrificazione o di mancata viscosità dell’olio ( proprietà dei polimeri) perché a questa innovazione tecnica non hanno pensato i soloni della FIA che oltre all’ecologia vogliono ridurre i costi dei propulsori ? ( meno rotture meno soldi per le revisioni………..)
        2) usare idrogeno liquido come combustibile ( no non sono pazzo ) come si sa dall’acqua tramite elettrolisi si scompone l’idrogeno dall’ossigeno ( basta una batteria da auto…….) il problema sarebbe poi ridurre a liquido l’idrogeno ottenuto allo stato gassoso che i + sanno che occorre portarlo a temperature sotto i 130 gradi ma la
        fornitrice dei carburanti della Ferrari in un suo stabilimento in malesia tramite delle paraffine ha ottenuto la liquefazione di qualsiasi tipo di gas a costo quasi zero sia per l’ambiente che la produzione della materia prima
        A parte i risvolti strategici ( eh sì perché la Shell ha in mano l’uovo di colombo dell’energia futura….)
        non si poteve dire a Shell di raffinare l’idrogeno liquido e poi i vari “benzinai la elaboravano secondo le caratteristiche dei propulsori e considerato che ad oggi le benzine della F1 odierna il petrolio non sa neanche cosa sia ?
        3) perché il nazista feticista idiota fece fuori l’unico ingegnere che capiva di motori o meglio gli fece dare le dimissioni dopo pochi mesi dal suo insediamento a presidente ( ing. Cadringher ndr) e insediò degli emeriti cretini che magari d’aerodinamica ci avrebbero preso ma in fatto di propulsori erano a dir poco scarsi vedi Charlie Whiting o Jo Bauer perché l’unico motorista che avevano era Gilles Simon che si fece intortare dal progetto PURE e poi si dimise ( sembra approdi alla Honda…..) ?
        4) ma perché i costruttori non si decidono a defenestrare la FIA e il suo apparato di parassiti e si fanno un campionato con regole che valorizzino i motoristi visti che il mondiale dei telai ce lo siamo sorbiti per 7 anni e che ha portato dei risultati penosi sia dal punto di vista tecnico che sportivo ( forse per favorire gli assemblatori inglesi e per togliere potere ai costruttori dei propulsori in seno alla FIA riguardo alle decisioni tecniche ) ?

        Saluti e scusi la prolissità

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    Bruno Reply

    Per far cambiare rotta alla FIA ed ai team accondiscendenti occorrerebbe un crollo consistente degli ascolti TV e degli spettatori in pista (quest’ ultimo in parte è già in atto, almeno in certi GP); di conseguenza verrebbero meno i lauti guadagni e spartizioni derivanti dai diritti TV e dagli sponsor. Insomma è necessario che tutti gli addetti ai lavori tocchino il fondo per capire che la politica portata avanti negli ultimi anni è stata un suicidio. La negazione dello sport e del confronto tecnico.

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    chuhem Reply

    La formula uno diventa sempre peggio… era meglio prima senza tutte queste limitazioni e regole assurde… prima ognuno faceva quello che voleva alla propria auto ora invece sono tutte uguali tra poco se si comntinua cosi non si potranno superare i 20 kmh si potrà usare un motore a stagione e si potranno usre massino 2 litri di benzina… i mototri e le autosaranno tutti uguali anche di colore e i piloti dovranno fare 2000 giri di una pista di 5 km con 2 litri di benzina non andando oltre i 20 kmh. ci saranno 2000 kers e ciascuno darà 2 cavalli in più all’auto e le auto avranno una protezione di gomma come negli autoscontri per riparare la macchina dagli urti. Se Ecclestone resta un paio d’anni la formula 1 sarà cosi…. ah dimenticavo si useranno le stesse gomme senza ricambi per tutta la stagione e non ci saranno pezzi di ricambio per l’auto tanto non ce ne sarà bisogno. ovviamente Ecclestone si aspetterà che le auto facciano i tempi che fanno oggi nonostante le “leggerissime e ininfluenti limitazioni”… per non parlare di come saranno le piste…. tilke continuera a storpiare le piste e un giorno se ci sarà Ecclestone gli faranno toccsre anche piste come spa e monza…… speriamo che ciò non succeda sarebbe lòa fine della f1

  16. Avatar
    Andrew Reply

    Che regolamento assurdo.

    Così facendo si strozzano la fantasia, la genialità, la ricerca tecnologica, la sfida prestazionale. Si strozza cioè l’essenza stessa della Formula Uno.

    Questo sta diventando sempre più un campionato monomarca (marca FIA). Come minimo a questo punto abolirei il campionato Costruttori, che tanto non ha più senso. Se ci fosse stato ancora il Drake avrebbe mandato a quel paese tutti e ritirato la squadra dal campionato.

    Vi dico cosa farei io come regolamento. Unica regola: il motore deve consumare TOT LITRI e deve durare TOT GARE. E ovviamente avere una cilindrata predefinita. Fine. Poi fatelo come volete: aspirato, turbo, a reazione, a trazione animale…
    Con poche regole essenziali la potenza si può comunque tenere sotto controllo e si lascia comunque libertà progettuale ai team.

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