Punto sul 2014: i motori turbo sovralimentati in poche e semplici parole

La grande novità tecnica del mondiale di Formula 1 del prossimo anno sarà sicuramente l’utilizzo di un nuovo tipo di motore, completamente rivisto rispetto al propulsore utilizzato nella stagione conclusa da qualche mese. Insieme a questo, saranno introdotte altre piccole modifiche che permetteranno di aumentare le potenze erogate. L’idea è quella di portare in pista un cambiamento tecnico notevole (probabilmente anche con la speranza di rimescolare le carte ed alterare gli equilibri tra le varie squadre) e possibilmente avere delle vetture più performanti. Partiamo dal cuore della vettura: il motore.

Un motore è composto da alcune parti fondamentali tra cui i pistoni ed i cilindri; nel propulsore 2014 ci saranno in più una turbina ed un compressore che saranno utilizzati per aumentarne le prestazioni. Questo blocco (turbocompressore) in generale può essere posto a valle o a monte della camera di combustione (il volume entro cui avviene la combustione del carburante). Nel primo caso, ci si riferisce ai motori aspirati, nel secondo ai sovralimentati. Per la prossima stagione i propulsori saranno sovralimentati, ossia la miscela aria/carburante sarà spinta verso la camera di combustione, aumentando la portata di alimentazione. Tale portata dovrà essere limitata per regolamento a 100 kg/h e, grazie all’iniezione diretta, potranno essere utilizzate miscele magre, ossia con una più bassa percentuale di carburante rispetto alle stagioni precedenti.

La limitazione della portata di miscela in ingresso e la bassa quantità di benzina nella miscela permetteranno un significativo risparmio nei consumi. I motori, come già detto in precedenza, saranno alimentati mediante iniezione diretta. L’iniezione diretta consiste nell’introdurre direttamente la miscela combustibile nella camera di combustione, ad una pressione fissata dal regolamento e pari a 500 bar. Ogni cilindro avrà un solo iniettore. Questi motori lavoreranno ad elevati regimi di rotazione (in confronto ai motori turbo sovralimentati utilizzati per le vetture di serie ma non più elevati rispetto ai vecchi motori) che, insieme alle pressioni veramente elevate che si avranno nella camera di combustione, si troveranno a dover sopportare delle sollecitazioni meccaniche molto grandi.
I motori avranno sei cilindri, per una cilindrata complessiva di 1600 cc. Il regime di rotazione è fissato dal regolamento a 15000 giri/minuto e, data la cilindrata e l’alesaggio (n.d.r. il diametro interno dei cilindri), la corsa del pistone sarà più lunga ma più veloce rispetto a quella dei precedenti propulsori. La potenza erogata da un propulsore di questo tipo sarà di circa 600 cavalli.

Insieme a queste modifiche, ci saranno due nuovi sistemi di recupero dell’energia. Nelle scorse stagioni le vetture erano equipaggiate del sistema di recupero dell’energia cinetica (KERS), dal prossimo anno questo sarà sostituito da un ERS-K, un sistema che recupererà ancora l’energia cinetica ma che sarà in grado di fornire il doppio dei cavalli forniti dal KERS (quindi, 160) per un periodo di tempo maggiore (circa 30 secondi, contro i circa 10 del KERS). In aggiunta, sarà implementato anche un ERS-H, ossia un sistema di recupero dell’energia termica dei gas di scarico caldi in uscita dalla camera di combustione, che saranno convertiti in energia elettrica.

Il regolamento è però molto restrittivo: tutte le parti dovranno essere costruite seguendo i dettami del regolamento, non lasciando molto spazio alla fantasia dei progettisti. Così, essendo fissati tutti i parametri geometrici dei motori, le vetture saranno equipaggiate da motori tutti molto simili tra loro. Quello che risulterà essere importante e che è completamente in mano ai tecnici è la mappatura del motore: l’utilizzo di miscele magre in un propulsore sovralimentato ed il numero di giri elevato rispetto ai motori convenzionali aumentano il rischio di detonazione all’interno della camera e solo un corretto bilanciamento potrà evitare questo.