Este artículo ofrece un resumen de los motores de Fórmula Uno , también llamados unidades de potencia de Fórmula Uno desde la era híbrida que comenzó en 2014. Desde su inicio en 1947, la Fórmula Uno ha utilizado una variedad de regulaciones de motores . Las fórmulas que limitan la capacidad del motor se han utilizado en las carreras de Grand Prix de manera regular desde después de la Primera Guerra Mundial . Las fórmulas de los motores se dividen según la era. [1] [2] [3]
La Fórmula 1 utiliza actualmente motores alternativos DOHC ( doble árbol de levas en cabeza ) V6 de 90 grados y cuatro tiempos turboalimentados de 1,6 litros . [4] Se introdujeron en 2014 y se han desarrollado a lo largo de las temporadas posteriores. Principalmente a partir de la temporada 2023, las especificaciones de los motores de Fórmula 1, incluido el software utilizado para controlarlos y el precio máximo por motor para los equipos de F1 de 15 000 000 €, se han congelado hasta finales de 2025, cuando entrará en vigor la especificación completamente nueva de 2026.
La historia de los motores de Fórmula 1 siempre ha sido la búsqueda de más potencia, y la enorme potencia que produce un motor de Fórmula 1 se había generado al operar a una velocidad de rotación muy alta, alcanzando más de 20.000 revoluciones por minuto (rpm) durante las temporadas 2004-2005. Esto se debe a que un motor, teóricamente, produce el doble de potencia cuando opera al doble de velocidad si la eficiencia de combustión (térmica) y la pérdida de energía permanecen iguales. Los motores de altas revoluciones ganaban carreras sin importar cuánto combustible consumieran y cuánto calor desperdiciaran, siempre que produjeran más potencia que la competencia. Sin embargo, debido al costo exorbitante de los materiales exóticos y los métodos de producción que permiten el funcionamiento a alta velocidad, y a la constatación de que tales avances en la tecnología probablemente nunca se aplicarían a los vehículos de producción (porque el producto resultante es muy ineficiente), se decidió limitar la velocidad de rotación máxima (rev) a 19.000 rpm en 2007. La revoluciones máximas se limitaron aún más a 18.000 rpm en 2009 y a 15.000 rpm para las temporadas 2014-2021. [5]
Aun así, el funcionamiento a alta velocidad de los motores de F1 contrasta con el de los motores de coches de carretera de tamaño similar, que normalmente funcionan a menos de 6.000 rpm.
Hasta mediados de los años 80, los motores de Fórmula 1 estaban limitados a unas 12.000 rpm debido a los tradicionales muelles metálicos utilizados para cerrar las válvulas. La velocidad necesaria para cerrar las válvulas a un mayor número de revoluciones exigía muelles cada vez más rígidos, lo que aumentaba la potencia necesaria para accionar el árbol de levas para abrir las válvulas, hasta el punto en que la pérdida casi compensaba la ganancia de potencia a través del aumento de las revoluciones. Fueron sustituidos por muelles de válvula neumáticos introducidos por Renault en 1986, [6] [7] que tienen inherentemente una tasa ascendente (tasa progresiva) que les permitía tener una tasa de resorte extremadamente alta en carreras de válvulas más grandes sin aumentar mucho los requisitos de potencia de accionamiento en carreras más pequeñas, reduciendo así la pérdida de potencia total. Desde los años 90, todos los fabricantes de motores de Fórmula 1 han utilizado muelles de válvula neumáticos con aire presurizado. [7] [8] [9] [10] [11]
Además del uso de resortes de válvulas neumáticos , la alta velocidad de salida de un motor de Fórmula 1 ha sido posible gracias a los avances en metalurgia y diseño, lo que permite que los pistones y las bielas más ligeros soporten las aceleraciones necesarias para alcanzar velocidades tan altas. El diseño mejorado también permite extremos de biela más estrechos y, por lo tanto, cojinetes principales más estrechos. Esto permite mayores rpm con una menor acumulación de calor que daña los cojinetes. En cada carrera, el pistón pasa de una parada virtual a casi el doble de la velocidad media (aproximadamente 40 m/s), luego vuelve a cero. Esto ocurre una vez por cada una de las cuatro carreras del ciclo: una de admisión (abajo), una de compresión (arriba), una de potencia (encendido abajo), una de escape (arriba). La aceleración máxima del pistón se produce en el punto muerto superior (PMS) y está en la región de 95.000 m/s 2 , aproximadamente 9.700 veces la gravedad estándar (9.700 G ). [a]
Para reducir la aceleración máxima del pistón/biela, los coches de Fórmula Uno utilizan motores multicilíndricos de carrera corta que dan como resultado una velocidad media del pistón más baja para una cilindrada determinada. [12] Después de ver algunos motores de 16 cilindros, [b] el número de cilindros se limitó a doce en 1989, diez en 2000, ocho en 2006 y seis en 2014. Estos cambios en la regulación hicieron que los diseños de mayor velocidad fueran más difíciles y menos eficientes. Para operar a altas velocidades del motor bajo tales límites, la carrera debe ser corta para evitar una falla catastrófica, generalmente de la biela , que está bajo tensiones muy grandes. Tener una carrera corta significa que se requiere un diámetro relativamente grande para alcanzar una cilindrada determinada . Esto da como resultado una combustión menos eficiente, debido principalmente a que la propagación del frente de llama tiene que recorrer la larga distancia (para un volumen) de una cámara de combustión en forma de disco cada vez más delgada (de mayor diámetro con menor altura) que se desvía mucho de la forma de esfera ideal con la punta de la bujía en su centro. [13] [14]
Notas:
Debido a la mayor velocidad de funcionamiento y la restricción más estricta en el número de cilindros, la eficiencia de un motor de Fórmula Uno de aspiración natural no mejoró mucho desde el Ford Cosworth DFV de 1967 y la presión efectiva media se mantuvo alrededor de 14 bar (1,4 MPa) durante mucho tiempo. [15]
A partir de la temporada 2014, se introdujo un nuevo concepto de limitación del caudal máximo de combustible, que limita la potencia si la pérdida de energía y la relación aire/combustible son constantes. Si bien las cifras de diámetro y carrera ahora están fijadas por las reglas, esta regulación promovió la competencia para mejorar la eficiencia del tren motriz. Como la pérdida de energía aumenta casi exponencialmente con la velocidad del motor, el límite de revoluciones dejó de tener sentido, por lo que se eliminó en 2022. Actualmente, los motores de F1 giran hasta aproximadamente 13 000 rpm, mientras que la eficiencia de combustión ha aumentado a aproximadamente 40 bar BMEP y más, utilizando técnicas de combustión rápida y pobre que permiten λ <1 (relación aire/combustible promedio mucho más pobre que 14,7:1 en masa ) [14] y relaciones de compresión mecánicas y efectivas muy altas. [a]
Además, se permiten sistemas de recuperación de energía de la presión de escape (MGU-Heat) y del freno del motor (MGU-Kinetic) para mejorar aún más la eficiencia. MGU-H [16] [17] es un motor/generador eléctrico en el eje común entre la turbina de escape y el compresor de admisión del turbocompresor, mientras que MGU-K [18] también es un motor/generador eléctrico impulsado por (o que impulsa) el cigüeñal a una relación fija.
Junto con las mejoras en estos sistemas de recuperación de energía, los motores de F1 aumentaron su potencia utilizando la misma cantidad de combustible en los últimos años. Por ejemplo, el motor Honda RA621H [19] de la temporada 2021 generó más de 100 kW (130 bhp ) más de potencia máxima que el RA615H de la temporada 2015 con el mismo caudal de combustible de 100 kg/h. [20]
Con la eficiencia enormemente mejorada de la combustión, la mecánica/software y el turbocompresor, los motores de F1 están generando mucho menos calor y ruido en comparación con los niveles de 2014, [b] y Stefano Domenicali dijo que la regulación de 2026 impondrá un sonido de escape intencionalmente más fuerte para complacer a los fanáticos. [21]
Notas:
Los motores de Fórmula Uno han pasado por una variedad de regulaciones, fabricantes y configuraciones a lo largo de los años. [22] Es imperativo comprender la distinción entre los términos "Gran Premio", "Campeonato Mundial" y "Fórmula Uno" para comprender la historia.
Las carreras de coches en diversas formas comenzaron casi inmediatamente después de la invención del automóvil, y muchos de los primeros eventos organizados de carreras de coches se llevaron a cabo en Europa antes de 1900. Había existido la tradición de llamar a una carrera en particular en un evento con el nombre del premio otorgado al ganador en Francia y algunos otros países, ya que los eventos de carreras tradicionales a menudo tenían múltiples carreras y clases, como Hombres, Mujeres, 100 m, 1500 m, braza, etc. En el caso de la carrera de coches celebrada en Pau, Francia en 1900, no hubo divisiones de clase y no se entregó ningún premio registrado al ganador, René de Knyff conduciendo un Panhard et Revassor (motor de 2.1L, 4 cilindros llamado 'Phoenix' [23] desarrollado conjuntamente con Gottlieb Daimler en Alemania, alrededor de 20 hp), quien se convirtió en el comisionado del CSI más tarde. En 1901, el evento se denominó " Semana de Pau " y se celebró en el Circuit du Sud-Ouest. Los premios otorgados a los ganadores fueron el "Gran Premio de Pau" para la categoría de "650 kg o más", el "Gran Premio del Palacio de Invierno" para la categoría de "400 - 650 kg" y el "Segundo Gran Premio del Palacio de Invierno" para la categoría de "menos de 400 kg". Este evento es importante no solo porque se denominó a los premios Grand Prix, sino también porque fue uno de los primeros eventos de carreras de automóviles, incluida la categoría de automóviles más rápidos, que se celebró en un circuito cerrado (la carrera de 1900 se realizó en una carretera abierta).
Durante y después de la Primera Guerra Mundial (1914-1918), se hizo evidente que el tamaño de los motores (y si estaban sobrealimentados), no el tamaño y el peso de los automóviles, determinaba principalmente la velocidad a la que podían llegar. Además, la gente adinerada comenzó a disfrutar de las carreras de los automóviles Voiturette , más pequeños y más parejos , más que de los gigantescos "Voiture" de 5 a 11 litros (en su mayoría de 4 cilindros) sin límites que competían en la clase más rápida. En 1926, la regulación de Voiturette vigente en ese momento de "hasta 1500 cc, sobrealimentado" se adoptó para la clase Voiture, anteriormente sin límites, de las carreras de Grand Prix en Francia, y la clase Voiturette se redefinió como "hasta 1100 cc, sin sobrealimentador".
La Fórmula 1 nació como la primera regulación unificada a nivel internacional para definir una clase de autos de carrera en 1946 y entró en vigencia en 1947. Fue definida por la Comisión Deportiva Internacional (CSI), la rama deportiva de la Federación Internacional del Automóvil (FIA), reflejando la regulación de Voiture de "hasta 1.500 cc sobrealimentados, o 4.500 cc sin sobrealimentador". Después de que la Fórmula 1 fuera más o menos "ratificada" o aceptada por otros países, la Fórmula 2 se definió en 1947 como "hasta 500 cc sobrealimentados, o 2.000 cc sin sobrealimentador". [24]
A diferencia del Campeonato Europeo de Pilotos que ya existía , [nota 1] los eventos de Fórmula Uno estaban pensados para ser una competencia entre países. Cada auto o equipo representaba a un país en esta carrera "internacional", con los autos pintados con los "colores nacionales", como el rojo para Italia, el verde para el Reino Unido, el plateado para Alemania y el azul para Francia. El Campeonato Mundial de Pilotos fue definido por el CSI en 1949 para 1950 en adelante para honrar a los pilotos, en lugar de a los países que representaban. [25] El Campeonato Mundial de Constructores comenzó en 1958, [26] creado en parte para resolver la disputa, entonces común, entre un piloto ganador y su equipo sobre la propiedad del trofeo del Gran Premio. Estos campeonatos tuvieron un efecto a largo plazo de restar importancia a la representación de los países.
Con el paso de los años, la Fórmula 1 ha ido añadiendo cada vez más normativas, no sólo sobre motores, sino también sobre chasis, neumáticos, combustible, inspecciones, puntos para el campeonato, sanciones, medidas de seguridad, control de costes, licencias, reparto de beneficios, cómo deben regirse y correr las clasificaciones y las carreras, etc., etc. Hoy en día, las vastas normativas sobre unidades de potencia son una parte muy pequeña de lo que define a la Fórmula 1, que regula incluso el número de días de vacaciones de verano que deben respetar las fábricas de constructores.
En esta época se utilizaban las regulaciones de los motores de las voiturette de antes de la guerra , con motores atmosféricos de 4,5 L y sobrealimentados de 1,5 L. Las 500 Millas de Indianápolis (que fue una prueba del Campeonato Mundial de Pilotos a partir de 1950) utilizaban las regulaciones de los Grandes Premios de antes de la guerra , con motores atmosféricos de 4,5 L y sobrealimentados de 3,0 L. El rango de potencia era de hasta 425 CV (317 kW), aunque se dice que el BRM Type 15 de 1953 alcanzó los 600 CV (447 kW) con un motor sobrealimentado de 1,5 L.
En 1952 y 1953, el Campeonato Mundial de Pilotos se disputó según el reglamento de Fórmula 2 , pero el reglamento existente de Fórmula 1 siguió en vigor y todavía se celebraron numerosas carreras de Fórmula 1 en esos años.
El tamaño de los motores atmosféricos se redujo a 2,5 l y los coches sobrealimentados se limitaron a 750 cc. Ningún constructor fabricó un motor sobrealimentado para el Campeonato del Mundo. Las 500 Millas de Indianápolis siguieron utilizando las antiguas reglas de antes de la guerra. El rango de potencia llegó a los 290 CV (216 kW).
Introducida en 1961 en medio de algunas críticas, la nueva fórmula de motor reducido de 1,5 L tomó el control de la F1 justo cuando todos los equipos y fabricantes cambiaron de coches con motor delantero a coches con motor central. Aunque inicialmente eran de poca potencia, en 1965 la potencia media había aumentado casi un 50% y los tiempos por vuelta eran más rápidos que en 1960. La antigua fórmula de 2,5 L se había conservado para las carreras de Fórmula Internacional, pero no logró mucho éxito hasta la introducción de la Tasman Series en Australia y Nueva Zelanda durante la temporada de invierno, dejando a los coches de 1,5 L como los monoplazas más rápidos de Europa durante esta época. El rango de potencia estaba entre 150 CV (112 kW) y 225 CV (168 kW).
En 1966, con autos deportivos capaces de superar a los autos de Fórmula Uno gracias a motores mucho más grandes y potentes, la FIA aumentó la capacidad del motor a 3.0 L atmosféricos y 1.5 L comprimidos. [27] Aunque algunos fabricantes habían apuntado a motores más grandes, la transición no fue fácil y 1966 fue un año de transición, con versiones de 2.0 L de los motores BRM y Coventry-Climax V8 siendo utilizados por varios participantes. La aparición del Cosworth DFV producido de serie en 1967 hizo posible que los pequeños fabricantes se unieran a la serie con un chasis diseñado internamente. Los dispositivos de compresión se permitieron por primera vez desde 1960, pero no fue hasta 1977 que una empresa realmente tuvo la financiación y el interés de construir uno, cuando Renault estrenó su nuevo motor turboalimentado Gordini V6 en el Gran Premio de Gran Bretaña de ese año en Silverstone. Este motor tenía una considerable ventaja de potencia sobre los motores atmosféricos Cosworth DFV, Ferrari y Alfa Romeo.
A principios de los años 80, Renault había demostrado que la turboalimentación era el camino a seguir para seguir siendo competitivo en la Fórmula 1, especialmente en circuitos de gran altitud como Kyalami en Sudáfrica e Interlagos en Brasil. Ferrari presentó su nuevo motor V6 turboalimentado en 1981, antes de que el propietario de Brabham, Bernie Ecclestone, lograra persuadir a BMW para que fabricara turbos de cuatro cilindros en línea para su equipo a partir de 1982. En 1983, Alfa Romeo presentó un turbo V8 y, a finales de ese año, Honda y Porsche habían presentado sus propios turbos V6 (este último con la insignia TAG en deferencia a la empresa que proporcionó la financiación). Cosworth y la empresa italiana Motori Moderni también fabricaron turbos V6 durante los años 80, mientras que Hart Racing Engines fabricó su propio turbo de cuatro cilindros en línea.
A mediados de 1985, todos los coches de Fórmula 1 funcionaban con un motor turboalimentado. En 1986, las cifras de potencia alcanzaron niveles sin precedentes, con todos los motores alcanzando más de 1000 hp (750 kW) durante la clasificación con presiones de sobrealimentación del turbo sin restricciones. Esto se vio especialmente con el turbo de cuatro cilindros en línea de BMW, el M12/13 , que produjo alrededor de 1400-1500 hp (1040-1120 kW) a 5,5 bares de sobrealimentación en el ajuste de clasificación, pero se desajustó para producir entre 850-900 hp (630-670 kW) en la especificación de carrera. Sin embargo, estos motores y cajas de cambios eran muy poco fiables debido a la inmensa potencia del motor, y solo duraban unas cuatro vueltas. Para la carrera, la sobrealimentación del turbocompresor se restringió para garantizar la fiabilidad del motor; pero los motores aún produjeron 850-1000 hp (630-750 kW) durante la carrera.
El rango de potencia de 1966 a 1986 fue de entre 285 hp (210 kW) a 500 hp (370 kW), turbos de 500 hp (370 kW) a 900 hp (670 kW) en la versión de carrera, y en clasificación, hasta 1.400 hp (1.040 kW). Después de sus experiencias en Indianápolis, en 1971 Lotus realizó algunos experimentos infructuosos con una turbina Pratt & Whitney instalada en un chasis que también tenía tracción a las cuatro ruedas . [28]
Tras el dominio del turbo, se permitió la inducción forzada durante dos temporadas antes de su prohibición final. Las regulaciones de la FIA limitaron la presión de sobrealimentación a 4 bares en la clasificación de 1987 para el turbo de 1,5 L; y permitieron una fórmula más grande de 3,5 L. Los tamaños del tanque de combustible se redujeron aún más a 150 litros para los autos turbo para limitar la cantidad de sobrealimentación utilizada en una carrera. Estas temporadas todavía estaban dominadas por los motores turboalimentados, el Honda RA167E V6 que suministró a Nelson Piquet y ganó la temporada de Fórmula Uno de 1987 con un Williams que también ganó el campeonato de constructores, seguido por el TAG -Porsche P01 V6 en McLaren, luego Honda nuevamente con el anterior RA166E para Lotus y luego el propio 033D V6 de Ferrari .
El resto de la parrilla estaba propulsada por el Ford GBA V6 turbo en Benetton , con el único motor de aspiración natural, el Ford-Cosworth DFZ 3.5 L V8 derivado de DFV que generaba 575 hp (429 kW) en Tyrrell , Lola , AGS , March y Coloni . [29] El enormemente potente BMW M12 / 13 de cuatro cilindros en línea que se encuentra en el Brabham BT55 inclinado casi horizontalmente, y en posición vertical bajo la marca Megatron en Arrows y Ligier , produciendo 900 bhp (670 kW) a 3,8 bar en el ajuste de carrera, y unos increíbles 1.400-1.500 bhp (1.040-1.120 kW) a 5,5 bar de impulso en la especificación de clasificación. [30] Zakspeed estaba construyendo su propio motor de cuatro cilindros en línea turboalimentado, Alfa Romeo iba a propulsar a los Ligiers con un motor de cuatro cilindros en línea, pero el acuerdo fracasó después de que se hubieran realizado las pruebas iniciales. Alfa todavía estaba representada por su antiguo V8 890T utilizado por Osella , y Minardi estaba propulsado por un Motori Moderni V6.
En 1988 , seis equipos -McLaren, Ferrari, Lotus, Arrows, Osella y Zakspeed- continuaron con motores turboalimentados, ahora limitados a 2,5 bares. El V6 turbo de Honda, el RA168E, que producía 685 CV (511 kW) a 12.300 rpm en la clasificación, [31] impulsó el McLaren MP4/4 con el que Ayrton Senna y Alain Prost ganaron quince de las dieciséis carreras entre ellos. El Gran Premio de Italia lo ganó Gerhard Berger con el Ferrari F1/87/88C , impulsado por el V6 turbo del propio equipo, el 033E, con unos 720 CV (537 kW) a 12.000 rpm en la clasificación y 620 CV (462 kW) a 12.000 rpm en las carreras. [32] El turbo de Honda también impulsó el 100T de Lotus , mientras que Arrows continuó con el turbo de BMW con la insignia Megatron, Osella continuó con el Alfa Romeo V8 (ahora con la insignia Osella) y Zakspeed continuó con su propio turbo de 4 cilindros en línea. Todos los demás equipos utilizaron motores V8 de 3,5 L de aspiración natural: Benetton utilizó el Cosworth DFR, que produjo 585 hp (436 kW) a 11 000 rpm; [33] Williams, March y Ligier utilizaron el Judd CV, que produjo 600 hp (447 kW); [34] y el resto de la parrilla utilizó el Cosworth DFZ del año anterior de 575 hp (429 kW).
Los turbocompresores fueron prohibidos en la temporada de Fórmula 1 de 1989 , dejando solo una fórmula de 3,5 L de aspiración natural. Honda seguía dominando con su RA109E 72° V10 que daba 685 hp (511 kW) a 13.500 rpm en los coches McLaren , lo que permitió a Prost ganar el campeonato por delante de su compañero de equipo Senna. Detrás estaban el Williams con motor Renault RS1, un V10 de 67° que daba 650 hp (485 kW) a 12.500 rpm y el Ferrari con su 035/5 65° V12 que daba 660 hp (492 kW) a 13.000 rpm. Detrás, la parrilla estaba propulsada principalmente por un Ford Cosworth DFR V8 de 620 CV (462 kW) a 10.750 rpm, a excepción de unos pocos Judd CV V8 en los coches Lotus, Brabham y EuroBrun , y dos rarezas: el Lamborghini 3512 80° V12 de 620 CV (460 kW) que propulsaba al Lola, y el Yamaha OX88 75° V8 de 560 CV (420 kW) en los coches Zakspeed. Ford comenzó a probar su nuevo diseño, el 75° V8 HBA1 con Benetton.
La temporada de Fórmula 1 de 1990 volvió a estar dominada por Honda en los McLaren, con el RA100E de 690 CV (515 kW) a 13.500 rpm que impulsaba a Ayrton Senna y Gerhard Berger por delante del Ferrari Tipo 036 de 680 CV (507 kW) a 12.750 rpm de Alain Prost y Nigel Mansell . Detrás de ellos, el Ford HBA4 para Benetton y el Renault RS2 para Williams con 660 CV (492 kW) a 12.800 rpm lideraban el grupo impulsados por motores Ford DFR y Judd CV. Las excepciones fueron el Lamborghini 3512 en Lola y Lotus, y el nuevo Judd EV 76° V8 que daba 640 CV (477 kW) a 12.500 rpm en los coches de Leyton House y Brabham. Los dos nuevos contendientes fueron Life , que construyó para sí mismo un F35 W12 con tres bancos de cuatro cilindros a 60°, y Subaru, que le dio a Coloni un flat-12 1235 de Motori Moderni.
Honda seguía liderando la temporada de Fórmula 1 de 1991 con el McLaren de Senna con el RA121E V12 de 60° de 725–780 hp (541–582 kW) a 13.500–14.500 rpm, justo por delante del Williams con motor Renault RS3 que se beneficiaba de 700–750 hp (520–560 kW) a 12.500–13.000 rpm. Ferrari estaba detrás con su Tipo 037, un nuevo V12 de 65° que daba 710 hp (529 kW) a 13.800 rpm que también impulsaba a Minardi , justo por delante del Ford HBA4/5/6 en coches Benetton y Jordan. Detrás, Tyrrell estaba usando el anterior Honda RA109E, Judd presentó su nuevo GV con Dallara dejando el EV anterior a Lotus, Yamaha estaba dando su OX99 70° V12 de 660 hp (492 kW) a Brabham, los motores Lamborghini fueron utilizados por Modena y Ligier. Ilmor presentó su LH10, un V10 de 680 hp (507 kW) a 13.000 rpm que finalmente se convirtió en el Mercedes con Leyton House y Porsche proporcionó un poco exitoso 3512 V12 a Footwork Arrows ; el resto del campo estaba impulsado por Ford DFR. [35]
En 1992, los motores Renault se convirtieron en dominantes, más aún después de la salida del deporte de Honda a finales de 1992. Los motores Renault V10 de 3,5 L que impulsaban al equipo Williams F1 produjeron una potencia de entre 750 y 820 CV (559-611 kW; 760-831 PS) a 13 000-14 300 rpm hacia el final de la era de aspiración natural de 3,5 L, entre 1992 y 1994. Los coches con motor Renault ganaron los últimos tres campeonatos mundiales de constructores consecutivos de la era de la fórmula 3,5 L con Williams (1992-1994). [36]
El Peugeot A4 V10 , utilizado por el equipo de Fórmula 1 McLaren en 1994, desarrollaba inicialmente 700 CV (522 kW; 710 CV) a 14.250 rpm. Más tarde se desarrolló aún más hasta convertirse en el A6, que desarrollaba aún más potencia y desarrollaba 760 CV (567 kW; 771 CV) a 14.500 rpm.
El EC Zetec-R V8 , que impulsó al equipo Benetton ganador del campeonato y a Michael Schumacher en 1994, producía entre 730 y 750 bhp (544-559 kW; 740-760 PS) a 14.500 rpm. [37]
A finales de la temporada de 1994, el Tipo 043 V12 de Ferrari desarrollaba alrededor de 850 hp (634 kW) [38] a 15.800 rpm, lo que lo convierte en el motor V12 de aspiración natural más potente jamás utilizado en la Fórmula Uno. También fue el motor más potente de la era de la regulación de motores de 3,5 litros, antes de una reducción de la capacidad del motor a 3 litros en 1995. [39]
En esta época se utilizó una fórmula de 3,0 L, con un rango de potencia que variaba (según la puesta a punto del motor) entre 600 CV (447 kW) y 1.000 CV (746 kW), entre 13.000 rpm y 20.000 rpm, y de ocho a doce cilindros. A pesar de que la cilindrada del motor se redujo de 3,5 L, las cifras de potencia y las RPM aún lograron aumentar. Renault fue el proveedor de motores dominante inicial desde 1995 hasta 1997, ganando los primeros tres campeonatos mundiales con Williams y Benetton en esta era. El Benetton B195 ganador del campeonato de 1995 produjo una potencia de 675 CV (503,3 kW) a 15.200 rpm, y el Williams FW18 ganador del campeonato de 1996 produjo 700 CV (522,0 kW) a 16.000 rpm; ambos a partir de un motor Renault RS9 3.0 L V10 compartido . [40] [41] El FW19 ganador del campeonato de 1997 produjo entre 730 y 760 hp (544,4–566,7 kW) a 16 000 rpm, a partir de su Renault RS9B 3.0 L V10. El último motor V12 de Ferrari, el Tipo 044/1 , se utilizó en 1995. El diseño del motor estuvo influenciado en gran medida por los principales cambios de regulación impuestos por la FIA después de los terribles eventos del año anterior: el motor V12 se redujo de 3,5 a 3,0 litros. El motor de 3,0 litros produjo alrededor de 700 hp (522 kW) a 17 000 rpm en ajuste de carrera; pero, según se informa, era capaz de producir hasta 760 hp (567 kW) en su estado de ajuste más alto para el modo de calificación. [42] Entre 1995 y 2000, los coches que utilizaban esta fórmula de motor de 3,0 L, impuesta por la FIA , producían un rango de potencia constante (dependiendo del tipo de motor y la puesta a punto), que variaba entre 600 CV y 815 CV. La mayoría de los coches de Fórmula Uno durante la temporada de 1997 produjeron cómodamente una potencia constante de entre 665 y 760 CV (495,9–566,7 kW), dependiendo de si se utilizaba una configuración de motor V8 o V10 . [43] De 1998 a 2000, fue la potencia de Mercedes la que gobernó, lo que le dio a Mika Häkkinen dos campeonatos mundiales. El McLaren MP4/14 de 1999 producía entre 785 y 810 CV a 17 000 rpm. Ferrari mejoró gradualmente su motor. En 1996 , cambiaron su tradicional motor V12 por un motor V10 más pequeño y ligero. Prefirieron la fiabilidad a la potencia, perdiendo inicialmente frente a Mercedes en términos de potencia absoluta. El primer motor V10 de Ferrari, en 1996, producía 715 CV (533 kW) a 15.550 rpm, [44] menos que su V12 de 3,5 L más potente (en 1994), que producía más de 830 CV (619 kW) a 15.800 rpm, pero más que su último V12 de 3,0 L (en 1995), que producía 700 CV (522 kW) a 17.000 rpm. En el GP de Japón de 1998Se decía que la especificación del motor 047D de Ferrari producía más de 800 bhp (600 kW) y, desde 2000 en adelante, nunca les faltó potencia ni fiabilidad. Para mantener bajos los costos, la configuración del motor V10 de 3.0 L se hizo completamente obligatoria para todos los equipos en 2000 para que los fabricantes de motores no desarrollaran ni experimentaran con otras configuraciones. [45] La configuración V10 había sido la más popular desde la prohibición de los motores turboalimentados en 1989, y no se había utilizado ninguna otra configuración desde 1998.
BMW comenzó a suministrar sus motores a Williams a partir de 2000. El motor fue muy confiable en la primera temporada, aunque ligeramente por debajo de la potencia de las unidades Ferrari y Mercedes. El Williams FW22 con motor BMW E41 produjo alrededor de 810 hp a 17,500 rpm, durante la temporada 2000. [46] BMW siguió adelante con el desarrollo de su motor. El P81, utilizado durante la temporada 2001, pudo alcanzar las 17,810 rpm. Desafortunadamente, la confiabilidad fue un gran problema con varias explosiones durante la temporada.
El BMW P82, el motor utilizado por el equipo BMW WilliamsF1 en 2002, había alcanzado una velocidad máxima de 19.050 rpm en su etapa evolutiva final. También fue el primer motor de la era V10 de 3.0 litros en romper la barrera de las 19.000 rpm, durante la clasificación del Gran Premio de Italia de 2002. [47] El motor P83 de BMW utilizado en la temporada 2003 logró unas impresionantes 19.200 rpm y superó la marca de los 900 bhp (670 kW), con alrededor de 940 bhp, y pesa menos de 200 lb (91 kg). [48] [49] El RA003E V10 de Honda también superó la marca de los 900 bhp (670 kW) en el Gran Premio de Canadá de 2003. [ 50]
En 2005, el motor V10 de 3.0 L no permitía más de 5 válvulas por cilindro. [51] Además, la FIA introdujo nuevas regulaciones que limitaban cada automóvil a un motor cada dos fines de semana de Gran Premio, poniendo énfasis en una mayor confiabilidad. A pesar de esto, las salidas de potencia continuaron aumentando. Los motores Mercedes tenían alrededor de 930 bhp (690 kW) en esta temporada. Los motores Cosworth , Mercedes , Renault y Ferrari produjeron alrededor de 900 bhp (670 kW) a 940 bhp (700 kW) a 19,000 rpm. [52] Honda tenía más de 965 bhp (720 kW). [53] [54] El motor BMW generó más de 950 bhp (710 kW). [55] [56] Los motores Toyota tenían más de 1,000 bhp (750 kW), según el vicepresidente ejecutivo de Toyota Motorsport , Yoshiaki Kinoshita. [57] Sin embargo, por razones de confiabilidad y longevidad, esta cifra de potencia puede haber sido ajustada a alrededor de 960 bhp (720 kW) para las carreras. [58]
Para 2006, los motores tenían que ser V8 a 90° de 2,4 litros de capacidad máxima con un diámetro circular de 98 mm (3,9 pulgadas) máximo, lo que implica una carrera de 39,75 mm (1,565 pulgadas) en el diámetro máximo. Los motores debían tener dos válvulas de admisión y dos de escape por cilindro, ser de aspiración natural y tener un peso mínimo de 95 kg (209 lb). Los motores del año anterior con limitador de revoluciones fueron permitidos para 2006 y 2007 para los equipos que no pudieron adquirir un motor V8, con Scuderia Toro Rosso utilizando un Cosworth V10, después de que la adquisición por parte de Red Bull del antiguo equipo Minardi no incluyera los nuevos motores. [59] La temporada 2006 vio los límites de revoluciones más altos en la historia de la Fórmula Uno, a más de 20.000 rpm; Antes de que en 2007 se implementara un limitador de revoluciones obligatorio de 19.000 rpm para todos los competidores, Cosworth logró alcanzar poco más de 20.000 rpm con su V8 [60] y Renault alrededor de 20.500 rpm. Honda hizo lo mismo, aunque solo en el dinamómetro.
Se prohibió el preenfriamiento del aire antes de que entre en los cilindros, la inyección de cualquier sustancia que no fuera aire y combustible en los cilindros, los sistemas de admisión y escape de geometría variable y la sincronización variable de válvulas . Cada cilindro podía tener solo un inyector de combustible y una bujía de encendido de una sola bujía . Se utilizaron dispositivos de arranque separados para arrancar los motores en los boxes y en la parrilla. El cárter y el bloque de cilindros tenían que estar hechos de aleaciones de aluminio fundido o forjado. El cigüeñal y los árboles de levas tenían que estar hechos de una aleación de hierro , los pistones de una aleación de aluminio y las válvulas de aleaciones basadas en hierro , níquel , cobalto o titanio . Estas restricciones se establecieron para reducir los costos de desarrollo de los motores. [61]
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La reducción de la cilindrada se diseñó para dar una reducción de potencia de alrededor del 20% con respecto a los motores de tres litros, para reducir las crecientes velocidades de los coches de Fórmula 1. A pesar de esto, en muchos casos el rendimiento del coche mejoró. En 2006, Toyota F1 anunció una potencia aproximada de 740 CV (552 kW) a 18.000 rpm para su nuevo motor RVX-06, [62] pero, por supuesto, las cifras reales son difíciles de obtener. La mayoría de los coches de este período (2006-2008) produjeron una potencia normal de aproximadamente entre 720 y 800 CV a 19.000 rpm (más de 20.000 rpm para la temporada 2006 ). [63]
La especificación del motor se congeló en 2007 para mantener bajos los costos de desarrollo. Los motores que se utilizaron en el Gran Premio de Japón de 2006 se utilizaron para las temporadas de 2007 y 2008 y se limitaron a 19.000 rpm. En 2009, el límite se redujo a 18.000 rpm y cada piloto puede utilizar un máximo de 8 motores durante la temporada. Cualquier piloto que necesite un motor adicional es penalizado con 10 puestos en la parrilla de salida en la primera carrera en la que se utiliza el motor. Esto aumenta la importancia de la fiabilidad, aunque el efecto solo se ve hacia el final de la temporada. Ciertos cambios de diseño destinados a mejorar la fiabilidad del motor pueden llevarse a cabo con el permiso de la FIA. Esto ha llevado a algunos fabricantes de motores, en particular Ferrari y Mercedes, a explotar esta capacidad mediante la realización de cambios de diseño que no solo mejoran la fiabilidad, sino que también aumentan la potencia del motor como efecto secundario. Como se demostró que el motor Mercedes era el más fuerte, la FIA permitió la reecualización de los motores para permitir que otros fabricantes igualaran la potencia. [64]
En 2009, Honda abandonó la Fórmula 1. El equipo fue adquirido por Ross Brawn , lo que dio origen a Brawn GP y al BGP 001. Ante la ausencia del motor Honda, Brawn GP adaptó el motor Mercedes al chasis del BGP 001. El equipo con la nueva marca ganó tanto el Campeonato de Constructores como el Campeonato de Pilotos, superando a contendientes más conocidos y consolidados como Ferrari, McLaren-Mercedes y Renault.
Cosworth , ausente desde la temporada 2006 , regresó en 2010. Los nuevos equipos Lotus Racing , HRT y Virgin Racing , junto con el ya establecido Williams , utilizaron este motor. La temporada también vio la retirada de los motores BMW y Toyota , ya que las compañías automovilísticas se retiraron de la Fórmula Uno debido a la Gran Recesión . [65]
En 2009, a los constructores se les permitió utilizar sistemas de recuperación de energía cinética (KERS), también llamados frenos regenerativos . La energía puede almacenarse como energía mecánica (como en un volante de inercia) o como energía eléctrica (como en una batería o un supercondensador), con una potencia máxima de 81 hp (60 kW; 82 PS) desplegada por un motor eléctrico , durante un poco más de 6 segundos por vuelta. Cuatro equipos lo utilizaron en algún momento de la temporada: Ferrari, Renault, BMW y McLaren. [66]
Aunque el KERS todavía era legal en la F1 en la temporada 2010, todos los equipos acordaron no usarlo. El KERS regresó para la temporada 2011, cuando solo tres equipos decidieron no usarlo. Para la temporada 2012, solo Marussia y HRT corrieron sin KERS, y en 2013 todos los equipos en la parrilla tenían KERS. De 2010 a 2013, los autos tienen una potencia regular de 700-800 hp, con un promedio de alrededor de 750 hp a 18,000 rpm. [67] [68]
La FIA anunció un cambio del V8 de 2,4 litros, introduciendo motores híbridos V6 de 1,6 litros (más de una fuente de energía) para la temporada 2014. Las nuevas regulaciones permiten sistemas de recuperación de energía cinética y térmica . [69] Ahora se permitía la inducción forzada, ya sea turbocompresores , que aparecieron por última vez en 1988 , o supercargadores , y todos los constructores optaron por utilizar un turbocompresor. En lugar de limitar el nivel de impulso, las regulaciones introdujeron una restricción del flujo de combustible a 100 kg de gasolina por hora como máximo. Los motores sonaban muy diferentes a la fórmula anterior, debido al límite de revoluciones más bajo (15.000 rpm) y al turbocompresor.
La nueva fórmula para los motores turboalimentados ha mejorado su eficiencia mediante la recuperación de energía de los gases de escape mediante la turbocompresión . [70] La propuesta original de motores turboalimentados de cuatro cilindros no fue bien recibida por los equipos de carreras, en particular Ferrari. Adrian Newey declaró durante el Gran Premio de Europa de 2011 que el cambio a un V6 permite a los equipos llevar el motor como un miembro estresado , mientras que un 4 en línea habría requerido un bastidor espacial. Se llegó a un compromiso, permitiendo motores V6 de inducción forzada en su lugar. [70] Los motores rara vez superan las 12.000 rpm durante la clasificación y la carrera, debido a las nuevas restricciones de flujo de combustible. [71]
Los sistemas de recuperación de energía como el KERS tenían un impulso de 160 CV (120 kW) y 2 megajulios por vuelta. El KERS pasó a llamarse Motor Generator Unit–Kinetic ( MGU-K ). También se permitieron los sistemas de recuperación de energía térmica , bajo el nombre de Motor Generator Unit–Heat ( MGU-H ).
La temporada 2015 fue una mejora con respecto a la 2014, ya que se agregaron entre 30 y 50 hp (20 y 40 kW) a la mayoría de los motores, siendo el motor Mercedes el más potente con 870 hp (649 kW). En 2019, se afirmó que el motor de Renault había alcanzado los 1000 hp en la clasificación. [72]
De los fabricantes anteriores, solo Mercedes, Ferrari y Renault produjeron motores para la nueva fórmula en 2014, mientras que Cosworth dejó de suministrar motores. Honda regresó como fabricante de motores en 2015, y McLaren cambió a la potencia Honda después de usar el motor Mercedes en 2014. En 2019, Red Bull pasó de usar un motor Renault a la potencia Honda. Honda suministró tanto a Red Bull como a AlphaTauri. Honda se retiró como proveedor de unidades de potencia a fines de 2021 , y Red Bull se hizo cargo del proyecto y produjo el motor internamente . [73]
En 2017, la FIA comenzó las negociaciones con los constructores existentes y los posibles nuevos fabricantes sobre la próxima generación de motores con una fecha de introducción proyectada para 2021, pero retrasada hasta 2022 debido a los efectos de la pandemia de COVID-19 . [74] La propuesta inicial fue diseñada para simplificar los diseños de motores, reducir costos, promover nuevas entradas y abordar las críticas dirigidas a la generación de motores de 2014. Exigía que se mantuviera la configuración V6 de 1.6 L, pero abandonaba el complejo sistema de unidad de generador de motor-calor ( MGU-H ). [75] La unidad de generador de motor-cinética ( MGU-K ) sería más potente, con un mayor énfasis en el despliegue del conductor y una introducción más flexible para permitir el uso táctico. La propuesta también exigía la introducción de componentes estandarizados y parámetros de diseño para hacer que los componentes producidos por todos los fabricantes sean compatibles entre sí en un sistema denominado "plug in and play". [75] También se hizo otra propuesta para permitir automóviles con tracción en las cuatro ruedas, con el eje delantero impulsado por una unidad MGU-K , a diferencia del eje de transmisión tradicional, que funcionaba independientemente del MGU-K y proporcionaba potencia al eje trasero, reflejando el sistema desarrollado por Porsche para el auto de carreras 919 Hybrid . [76] [77]
Sin embargo, debido principalmente a que ningún nuevo proveedor de motores solicitó la entrada en la F1 en 2021 y 2022, la abolición del MGU-H, un MGU-K más potente y un sistema de tracción a las cuatro ruedas se archivaron con la posibilidad de su reintroducción para 2026. En su lugar, los equipos y la FIA acordaron un cambio radical en la aerodinámica de la carrocería/chasis para promover más batallas en el circuito a distancias más cercanas entre sí. Además, acordaron un aumento en el contenido de alcohol del 5,75% al 10% del combustible, e implementar una congelación en el diseño de la unidad de potencia para 2022-2025, con el motor de combustión interna (ICE), el turbocompresor y el MGU-H congelados el 1 de marzo y el almacén de energía, el MGU-K y la electrónica de control congelados el 1 de septiembre durante la temporada 2022. [78] Honda , el proveedor de motores saliente en 2021, estaba interesado en mantener el MGU-H, y Red Bull , que se hizo cargo del proyecto de producción del motor, respaldó esa opinión. [79] Se planeó que el sistema 4WD se basara en el sistema híbrido Porsche 919, [76] pero Porsche terminó no convirtiéndose en proveedor de motores de F1 para 2021-2022.
A partir de la temporada 2026 se introducirán nuevas regulaciones para los motores . Estas regulaciones mantendrán la configuración del motor de combustión interna V6 1.6 turboalimentado que se utiliza desde 2014. Los nuevos motores producirán más de 1.000 CV (750 kW), aunque la potencia procederá de diferentes lugares. El MGU-H (Motor Generator Unit – Heat) quedará prohibido, mientras que la potencia del MGU-K (Motor Generator Unit – Kinetic) aumentará a 470 CV (350 kW ); anteriormente, el MGU-H y el MGU-K producían una potencia combinada de 160 CV (120 kW ). La potencia de la parte de combustión interna del motor se reducirá a 540 CV (400 kW ) desde los 850 CV (630 kW). Además, los caudales de combustible se medirán y limitarán en función de la energía, en lugar de la masa o el volumen del propio combustible. También se prevé que se impongan más restricciones a componentes como los MGU-K y los escapes a partir de 2027. Las nuevas unidades de potencia deben funcionar con un combustible totalmente sostenible, que está siendo desarrollado por la Fórmula Uno. [80] [81]
Audi se convertirá en proveedor de motores a partir de 2026. [82] Ford se asociará con Red Bull Powertrains como Red Bull Ford Powertrains a partir de 2026 después de una ausencia de 20 años. [83] [84] [85] Honda, bajo su subsidiaria Honda Racing Corporation , también ha ingresado como fabricante para 2026 por la FIA después de dejar oficialmente el deporte en 2021. [86] La FIA también confirmó que Ferrari, Mercedes-AMG y Alpine (Renault) fueron registrados como proveedores de unidades de potencia para 2026. [87] Sin embargo, el 30 de septiembre de 2024, debido a la falta de buenos resultados con su unidad de potencia durante la era turbo-híbrida V6 desde que comenzó en 2014, Renault anunció que pondría fin a su programa de motores después de la conclusión del campeonato de 2025 y no fabricaría motores para las nuevas regulaciones de 2026 después de todo. [88]
Notas:
Notas:
Cifras correctas a partir del Gran Premio de Estados Unidos de 2024
En negrita se indican los fabricantes de motores que han competido en la Fórmula Uno en la temporada 2024.
