Tech analyse: Wat wordt de F1-motor van de toekomst?

Afgelopen week kwamen de FIA, de FOM en diverse autofabrikanten bijeen om te praten over de weg die de koningsklasse van de autosport na 2020 (wanneer het huidige motorreglement afloopt) moet inslaan. Naast de huidige motorproducenten Mercedes, Ferrari, Renault en Honda waren ook partijen uit andere takken van sport aanwezig om hun visie te geven. Niet per definitie met als doel om in 2021 toe te treden tot de Formule 1, maar om op de hoogte te blijven van de ontwikkelingen. Na afloop van het overleg kwam een belangrijke vraag naar voren: staat de F1 op het punt om een stap terug in het verleden te zetten, in plaats van een stap in de toekomst?

De huidige V6 Hybride turbomotoren zijn te complex, te duur en te saai. De F1-bolides zien er dit jaar voor het eerst sinds jaren weer spectaculair uit, dus stel je voor wat er zou gebeuren als daar een brullende V8 of V10 in ligt. De vraag is hoe de sport zich de komende jaren wil presenteren aan de buitenwereld: als technisch laboratorium voor de motortechnologie, of als de absolute top van de autosport met brute, brullende bolides.

Eenvoudigere techniek

De afgelopen jaren waren de teams vooral bezig met het zuiniger maken van de krachtbron, het verlagen van het gewicht van de ingewikkelde componenten en het verbeteren van de thermische efficiëntie. Zitten de fans daar op te wachten, of geven zij de voorkeur aan razendsnelle wagens, continu op de limiet, met een snerpend geluid waardoor je aan het einde van een Grand Prix gegarandeerd last van je oren hebt? Het antwoord ligt voor de hand.

Neem het Energy Recovery System (ERS). De MGU-H is een fascinerend stukje techniek; verantwoordelijk voor een significant gedeelte van de efficiëntie en de prestaties van de hybridemotor. Voor fans is het echter uitermate ingewikkeld, slechts weinigen zullen kunnen uitleggen wat het element nou echt doet. De fabrikanten klagen ondertussen over de kosten, de ontwikkeling en de betrouwbaarheid. MGU-H, MGU-K, ERS… Stuk voor stuk mooie technologie en toepasbaar in de straatauto van de toekomst, maar irrelevant voor de kijker. Het complexe motorschema vraagt om continue aandacht van de rijder tijdens een race om de maximale efficiëntie en prestaties te behouden. Maar moet een rijder zich niet vooral bezighouden met de ideale lijnen, de beste inhaalgelegenheden en het vinden van de laatste centimeters asfalt?

Dat lijken de fabrikanten zich nu ook te realiseren. In de eerste gesprekken over de toekomstige motorformule lijkt de sport terug te keren naar eenvoudigere technieken en afscheid te nemen van de MGU-H.

Turbo-toekomst

Over de terugkeer van de turbomotor per 2014 hoefden de fabrikanten niet lang na te denken. Om de interne verbrandingsmotor te verkleinen en de hybridisatie te vergroten, werd de turbo van de plank gehaald. De fabrikanten zijn hier zeer content mee. Dusdanig content zelfs, dat we in de volgende F1-motor vermoedelijk een twin-turbo te zien krijgen. De sport zoekt namelijk naar een betere verhouding tussen vermogen en gewicht, zodat het voor de rijders nog lastiger wordt om hun machine over het circuit te sturen.

Op dieet

Wat de vermogen-gewicht verhouding betreft: de wagens zijn de afgelopen jaren flink wat zwaarder geworden. Het minimumgewicht bedraagt nu 728 kilogram, bijna 100 kilogram meer dan de auto’s uit het V8-tijdperk. De nieuwe motor moet deze trend omdraaien en het minimumgewicht weer omlaag brengen. 

Energie

Iets waar de fans en fabrikanten het over eens zijn, is dat de motoren weer krachtiger moeten worden. Tijdens het overleg werd een doelstelling van 1.200 tot 1.300 pk op tafel gelegd. Daarnaast moet de MGU-K/KERS een stuk krachtiger worden. Het vermogen werd al verdubbeld van 60kw bij de V8 tot 120kw bij de huidige krachtbronnen, maar er moet nog een extra stap gemaakt worden. Eenzelfde sprong zou logisch zijn: richting 240kw ofwel ruwweg 320 pk. De vraag is echter of dat A. haalbaar is en B. of dat extra vermogen gebruikt wordt in het algehele energieschema of dat het ingezet kan worden als een push-to-pass systeem zoals KERS voorheen bedoeld was. Voor beide ideeën valt iets te zeggen. 

Een van de problemen van een MGU-K zonder MGU-H is het terugwinnen van energie, zeker als die hoeveelheid energie die gebruikt wordt toeneemt. Dat kan resulteren in serieuze balansproblemen voor de rijders, alsof er in elke bocht aan de handrem getrokken wordt. Er is echter al gesproken over de komst van een MGU-K op de vooras, al zou deze enkel bedoeld zijn voor het terugwinnen van energie om het geheel niet te ingewikkeld te maken.

Herrie in de tent

Tijdens de onderhandelingen over het huidige motorreglement werd er gesproken over meerdere vormen van injectie. Uiteindelijk werd gekozen voor directe injectie, wat resulteerde in een felle ontwikkelingsstrijd voor zo efficiënt mogelijke ontbranding. De kosten explodeerden, terwijl de fan hier nauwelijks iets van merkte. Het wordt interessant om te zien of dit na 2020 gaat veranderen, aangezien de sport ook luidere motoren wil introduceren. Zonder de MGU-H maken de turbo’s uiteraard al meer herrie maar het aanpassen van het brandstoftoevoermodel en de overbrenging kan eveneens voor meer decibel zorgen.

Dit is pas het begin

Meer dan voldoende ideeën, maar het probleem zit hem binnenskamers: de belangrijkste hoofdrolspelers in deze kwestie hebben een totaal verschillende mening over de richting die de sport moet inslaan. Het overleg van afgelopen week was vermoedelijk niets meer dan een vriendelijk begin van een heftig politiek schaakspel. 

Nu is het de hoogste tijd om de stem van de fan te laten horen. Neem deel aan het wereldwijde F1-fanonderzoek en geef aan wat jij in de toekomst van de sport verwacht!

Via onze tech-redacteuren Giorgio Piola en Matt Somerfield