Pogonski sklop v Formuli 1

mercedes-amg-engine

Da bi kar najbolje razumeli sodobne motorje dirkalnikov Formule 1 bi morali vsaj na hitro nazaj v leto 2011, ko so moštva soglasno sprejela odločitev, da se relativno staromoden pogonski sklop (2,4L – V8 motor) zamenja z modernim, električno podprtim 1,6L – V6 motorjem. Prehod je bil za fizične gledalce na dirkah relativno težak (obisk dirke v Monaku leta 2013 je bil tako prava paša za ušesa, obisk dirke v Monzi leto kasneje pa toliko slabša izkušnja, ko so dirkalniki nižje serije preglasili dirkalnike Formule 1). Med tem za ekranom vse skupaj ni delovalo vse tako zanič, saj so se pojavili novi gumbi in vrednosti na grafiki televizijskih zaslonov, drastično se je spremenil slog vožnje, zamenjal pa se je tudi serijski zmagovalec. Ljudje smo bitja navad in zato se je vseeno zdelo, da je Formula 1 zašla.

Formula 1 in vzroki za V6 motorje s kotom 90°

Ampak Formula 1 je potrebovala spremembe. Ne toliko zaradi Red Bulla, ki je z izjemnim aerodinamikom Adrianom Neweyjem koval izjemne šasije in Red Bullu posredno omogočil, da z rahlo podhranjenim Renaultovim motorjem (in pa tudi nekaj sreče) pride do štirih zaporednih naslovov svetovnih prvakov, kot toliko zaradi strokovnega vprašanja ali bo Formula 1 še ostala na prestolu tehnične kraljice motornega športa na globalni ravni. Spremembe so bile torej nujne.

Nova pridobitev: sistem KERS

Tako so 750 konjski, V8, 2,4L motorji leta 2008 najprej dobili sistem KERS v test na dyno mizah. Sistem je deloval dokaj enostavno; energija pridobljena pri zaviranju dirkalnika se je preko zavor za 6,6 sekunde na krog pretvorila v dodatno pogonsko moč. Ocenjuje se, da je bil KERS zmožen dodati na nekje 80 KM na krog. Ob predpostavki, da je samostojni V8 atmosfersko gnani 2,4 litrski motor proizvedel okoli 750 konjev, kakšnega posebnega navdušenja vseeno ni požel. Sistema na začetku niso uporabljala vsa moštva, delno zaradi finančnega vložka, delno pa zaradi teže samega sistema. Sistem je skupaj z baterijami tehtal dobrih 25 kilogramov, kar je za Formulo 1 zelo veliko. To je bilo tudi spoznavno obdobje mehanikov z elektriko v dirkalniku in incidenti v mehaničnem delu delavnic niso bili izključeni. Tako je bil leta 2008 pri testiranju elektrificiran BMW-jev mehanik, nič bolje je ni odnesla niti Red Bullova tovarna, ki je doživela evakuacijo med testiranjem, ko je požar zajel delavnico.

Ko je leta 2009 v Belgijskem Spaju Kimi Raikkonen dosegel prvo zmago za dirkalnik z dodatno električno močjo iz sistema KERS (Ferrari F60) in je FIA prvič dvignila minimalno težo dirkalnika iz 605 kg na 640 kg, da bi moštva prisilila v uporabo tega sistema, je bilo jasno, da poti nazaj več ni. Leta 2011 so tako ta hibridni sistem uporabljala domala vsa pomembna moštva Formule 1, prazne gumbe na volanu so vrteli le dirkači najbolj revnih dveh moštev. Tisto leto se je tudi “uveljavila” ideja o tehnično bolj zapletenem motorju, kjer bi elektrika predstavljala še bolj pomemben del konjske moči. Delovne ekipe Formule 1 so določile 1,6L V6 motor (V6 velikost motorja je ostala zaradi vpetja motorja v šasijo: s tem so moštva prihranila kar nekaj denarja, saj bi manjša dimenzija motorja zahtevala dodatno vpetje v šasijo in s tem bi se soočali z nekaj več tresljaji motorja pri prenosu moči na asfalt). V dirko za prevlado so se takoj pognali trije proizvajalci.

Pa poglejmo najprej nekaj glavnih razlik med “starimi” motorji V8 in novodobnimi V6 motorji.
  1. Novi motor je turbo motor, ki se vrti dosti nižje kot stari V8 motor. Iz 18000 vrtljajev smo prišli na 15000, pri čemer je hitro postalo jasno, da bo optimalno število vrtljajev motorja, zaradi najboljše voznosti dirkalnika skozi navor, nekje med 12000 in 13000 vrtljaji. Posledično je na udaru zvok, ki se je v prvem letu (2014) znižal za skoraj 30 decibelov (iz 140 na okoli 110).
  2. Poraba goriva se je znižala za dobro tretjino. Če je dirkalnik prej lahko porabil na dirko okoli 160 kg goriva, je sedaj omejen na 105 kg.
  3. Novi motor je dobil ERS sistem. Ta je od predhodnika precej drugačen in bistveno bolj zmogljiv. Motorju doda 160 KM na krog in dirkač ga lahko uporablja kar 33 sekund na vsak krog. Sistem pridobiva energijo iz dveh delov/sistemov: sistem MGU-K (K je kratica za Kinetic) je zadolžen, da v baterijo prihaja energija preko zavor in zaviranja dirkača, sistem MGU-H (H je kratica za Heat) pa je zadolžen, da baterijo dirkaču, s pretvorbo vročih plinov turbopolnilnika, ravno tako pretvarja v polnjenje baterije.
Preberite tudi  Charles Leclerc: 5 dejstev o novem super talentu Formule 1

 

Razlik je še nekaj, ampak bistveno ne vplivajo na spoznanje in logiko moderne Formule 1. Tovarniška moštva Ferrarija, Mercedesa in Renaulta so se spustila v boj za krono najboljšega motorja Formule 1 in po triletnem delu je leta 2014 gladko zmago dobil Mercedes. Renault je bil zaostal na ERS sistemu in ga do popolnosti ne obvladuje niti danes, saj je javna skrivnost, da Renaultov pogonski sklop konstantno (vsako leto) zaostaja za okoli 40 KM za najmočnejšim motorjem v karavani F1. V glavnem gre razlog za omenjeni deficit iskati v sistemu MGU-H, ki Francozom povzroča velike glavobole že od samega začetka. Zato ni čudno, da si v prihodnosti želijo spremeniti prav to pravilo oz. ukiniti tovrstno baterijsko napajanje pogonskega sklopa. Ker pa je Formula 1 po navadi polna nasprotujočih si izjav, je treba razumeti govorico tudi v širšem smislu, kar govori v prid temu, da Renault trenutno enostavno še vedno ne zmore dovolj dobro izdelati električni del pogona sodobne Formule 1.

Posebna zgodba je Ferrari. Ta je že leta 2014 imel pripravljeno zelo spodobno pogonsko enoto, ki je bila precej primerljiva z Mercedesovo. Luca Marmorini je imel na dyno mizi precej dober rezultat, ko ga je zmotil sedaj že zloglasni krivec za vse Ferrarijeve nevšečnosti na šasijah med leti 2009 in 2014, Nicholas Tombazis. Slednji je želel, da Marmorini takoj fizično zmanjša motor, saj so iz aero oddelka pri Ferrariju sporočili, da bo njihov drastično zasnovani zadek na Ferrariju F14-T, na koncu leta, proti konkurenci, zaradi bolj učinkovite aerodinamike, pridobival tudi po eno sekundo na krog!

Kot se je kasneje izkazalo, ne samo da so se predvsem pri Red Bullu norčevali iz sprednjega dela dirkalnika, ki je spominjal na ročni sesalnik in je bil v popolnosti aerodinamično zgrešen, ampak je bila ta odločitev ena najslabših v moderni zgodovini Ferrarija; ko govorimo o Formuli 1. Lastniki so zaradi slabih rezultatov počistili v moštvu domala z vsemi akterji in odpustili večino glavnih ljudi v moštvu, vključno s Fernandom Alonsom za volanom. Samo štiri sezone kasneje Ferrarijev pogonski sklop navdušuje. Enigma ostaja predvsem dvojno razdeljena baterija, ki dovaja elektriko v pogon bolj učinkovito od konkurence tudi med ovinki in zdi se, da je letošnji avtomobil Sebastiana Vettla na poti do naslova svetovnega prvaka.

Drugače se je zgodbi priključila Honda. Ta je šele leta 2014 začela aktivno delovati na projektu F1. Spontana odločitev direktorja Honde, da se v zanosu čustev, ko so se povezali z McLarnom in je slednji zagotovil Fernanda Alonsa kot voznika za leto 2015 in naprej, naveže za legendarne čase Senne in Prosta, je ravno tako imela katastrofalne posledice. Hondini strokovnjaki na tem področju v slabem letu dni niso proizvedli niti 60 % kvalitete najboljšega motorja v karavani Formule 1. Elektrifikacija Fernanda Alonsa na testiranjih pa je ogrožala celo življenja dirkačev. Jenson Button je imel resne pomisleke, da bi s tistim dirkalnikom sploh začel prvo dirko. Na koncu je vseeno dirko začel, McLaren Honda pa se je nekako privlekla do cilja na prvi dirki, kar so vsi takrat označili kot čudež.

Honda se v zadnjih treh sezonah ni bistveno izboljšala. Triletni deficit se jim še kako pozna. So se pa v moštvu Red Bull odločili, da bodo leta 2019 uporabljal Hondine motorje. Glavni razlog je v prilagajanju Hondine tehnične ekipe, ki pusti inženirjem Red Bulla popravljati/preprogramirati mape motorja, kot tudi testirati boljša predstavna razmerja. Na drugi strani Renault tega na svoji pogonski enoti moštvom ne dovoli početi in ravno s tem dejanjem si je zadnja leta nakopal jezo moštva Red Bull. Tako se tudi za Hondo obetajo boljši časi v Formuli 1.

mercedes-amg-engine

Mercedes AMG pogonski sklop F1

Za konec še nekaj o tistem moštvu, ki je pobralo naslove svetovnih prvakov v zadnjih štirih sezonah. Da, Mercedes. Ko so leta 2014 pripeljali na stezo nov pogonski sklop v novem dirkalniku, kjer so odpravili napako v šasiji, ki jih je tepla prejšnja štiri leta, so bila pričakovanja tiha, a velika. Njihov dirkalnik je v letih 2014 in 2015 dosegel neverjetno premoč na vseh dirkah, nič kaj boljše se ni godilo konkurenci niti leta 2016. 2017 je bilo že začutiti moč Ferrarija, toda pod črto moštvo ne bi moglo opraviti boljšega dela. Osvojili so vse kar se je osvojiti dalo in se z velikimi črkami zapisali v zgodovino Formule 1. Njihov motor je leta 2017 presegel 50 % termalno učinkovitost na dyno mizi (samo za primerjavo, V8 motor prejšnje generacije ni presegal 30%) in se tudi po tem dosežku vpisal v zgodovino Formule 1. Motor je do leta 2018, v primerjavi z motorjem leta 2014, dobil več kot 100 konjskih sil in tako tudi danes velja za prvo ime tega športa, kljub temu, da mu Ferrari tesno diha ovratnik oz. nekateri menijo, da je slednji motor že boljši od Mercedesovega.

Preberite tudi  VN Singapurja - Singapur: Vse kar morate vedeti

Sedaj vemo, da Formulo 1 poganjajo štirje proizvajalci motorjev. Ferrari, Renault, Mercedes in Honda.

Po moči bi jih, po podatkih iz leta 2018, razvrstili nekako takole (v sezoni 2019 so te številke še nekoliko višje, okoli 1000 KM):

  1. Mercedes – 949 KM
  2. Ferrari – 934 KM
  3. Renault – 907 KM
  4. Honda – 881 KM

Pa vendar, dostikrat me vpraša kdo, če lahko slabše moštvo kupi Mercedesov motor in enostavno zmaga dirko? Odgovor je vedno kratek: nikakor. Tovarniška moštva namreč prodajajo svoje motorje drugim moštvom, ki niso tovarniška in ne izdelujejo pogona sama. Teh moštev pa niti ni tako malo. Trenutno so to sledeča moštva:

  • McLaren (Renault)
  • Haas (Ferrari)
  • Racing Point (Mercedes)
  • Alfa Romeo Racing (Ferrari)
  • Toro Rosso (Honda)
  • Williams (Mercedes)
  • Red Bull (Honda)

Pri prodaji motorjev do zasebnih moštev gre vedno za B-specifikacijo motorjev, izjema je bila le matično moštvo Red Bulla. Ferrari je ta “problem” rešil sila enostavno in prodaja okoli eno leto stare motorje, ki so vedno šibkejši od aktualnih, ki jih Ferrari uporablja v svojem moštvu. Mercedes si da nekaj več dela in programsko plombira moč motorja in tako poskrbi, da moštva tipa Racing Point ali Williams, tudi ob še tako dobri šasiji, ne bodo prišla do izraza. Honda trenutno ponuja svoje motorje praktično zastonj, saj so na slabem glasu in jih nihče ne želi, enako se s prodajo trudi tudi Renault, ki nima strojne ali programske ločnice med A in B specifikacijo motorja; vseeno pa za svoje motorje zaračunava lepe denarce. Trenutna cena motorja za celotno sezono znaša med 15 in 17 milijoni $, pri čemer le Ferrari stane kakšen dober milijon ali dva več.

Foto: Kerim Vodnik

Še eno vprašanje, ki ga pogosto dobim od radovednih sogovornikov je, kakšno gorivo uporablja Formula 1.

Večina si predstavlja, da se v Formulo 1 toči posebno vrsto goriva. Pa poglejmo:

  1. V javnosti ni prav veliko dostopnih informacij na to temo. Moštva imajo s seboj na dirkah laboratorije, kjer se pripravlja gorivo.
  2. Gorivo po navadi pripravljajo “sponzorji” moštev. Tako za Ferrari deluje Shell, za Mercedes Petronas, ipd. Pri tem ni nezanemarljivo dejstvo, da lahko pride do velikih odstopanj v moči motorja če se, recimo, v motor toči gorivo drugega proizvajalca. Znan je primer McLarna iz leta 2014, ko so še uporabljali Mercedesove motorje, ampak so zaradi drugega proizvajalca maziv in goriva (Mobil), izgubljali več konjskih moči kot konkurenca (Force India ali Williams), ki sta uporabljala referenčna goriva.
  3. Gorivo je pravzaprav precej enako gorivu, ki ga točimo na lokalni črpalki, se pa precej razlikuje število oktanov v gorivu. Slednje ni omejeno navzgor.
  4. Novodobni pogonski sklop uporablja tudi nekaj alkohola v gorivu, in sicer gre 5,75 % dodatek k gorivu. Drastično bolj kot gorivo, se od vsakdanjih avtomobilov, razlikujejo maziva v F1. V vsaki sezoni posamezno moštvo na tem področju zapravi preko 20 tisoč delovnih ur, kar že samo po sebi pove, da gre za zelo pomembno področje dirkalnika F1. Če je motor sicer skrajno omejen po pravilih FIA, je uporaba maziv prepuščena domišljiji inženirjev. Da batu motorja “res dogaja” pove tudi podatek, da doseže pri maksimalni obremenitvi 9000 G pospeška.

In koliko pospeši sam dirkalnik?

  • 0 to 100 km/h (62 mph): 2,4 sekundi
  • 0 to 200 km/h (124 mph): 4,4 sekunde
  • 0 to 300 km/h (186 mph): 8,4 sekunde

Podatki se navezujejo na dirkalnik iz leta 2016, ki je podpisan pod Mercedesovo zvezdo. Seveda bi dirkalnik, ki ima razmerje med močjo in težo nekje pri 1400 KM/t, lahko v teoriji pospešil do 100 km/h na uro v manj kot sekundi. Da se to ne zgodi je v glavnem kriv vsakdanji realni svet in njegove fizikalne sile, naslednje v vrsti pa so tu pnevmatike, ki ne zmorejo v tako kratkem času prenesti vse dane energije na asfalt. Da bo mera polna, je tudi sam dirkalnik zasnovan za kar najhitrejšo vožnjo skozi ovinke in ravnine, zato pomembnost samega štartnega pospeška ni v prvem planu.

Kerim Vodnik

1 komentar

  • “Pa vendar, dostikrat me vpraša kdo, če lahko slabše moštvo kupi Mercedesov motor in enostavno zmaga dirko? Odgovor je vedno kratek: nikakor.”
    Tole z motorji ni res. Res je bilo do lanskega leta, potem je pa FIA posegla vmes in zapovedala, da morajo tovarniške ekipe prodati/ponuditi enak motor drugim ekipam, kot ga imajo same. Torej ko ekipa predstavi novo specifikacijo motorja, mora biti le-ta na voljo vsem. potem pa se ekipa sama odloči, ali bo to specifikacijo uporabila ali ne.
    gre pa sedaj trend ravno v nasprotno smer – namreč da kupci motorjev dobijo novejše motorje, kot ga ima tovarniška ekipa (recimo ravno Merc v Belgiji). zakaj? za test, seveda. Če ne štejemo Renaulta so tovarniške ekipe toliko močnejše od konkurence, da si lahko to privoščijo.
    pa še članek na to temo: https://www.autosport.com/f1/news/134507/new-push-to-prevent-customer-engine-inequality

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen. * označuje zahtevana polja