De levensduur van een Formule 1 motor

Een Formule 1-motor is een technologisch hoogstandje, maar helaas niet gemaakt om lang mee te gaan. Elk team krijgt slechts drie motoren voor een seizoen van 23 races. Reken maar uit: elke motor moet gemiddeld zeven tot acht races zien te overleven.

En met toerentallen die soms de 15.000 rpm raken, is dat geen gemakkelijke opgave. Je kunt je voorstellen wat dat doet met de onderdelen: slijtage, slijtage en nog eens slijtage.

En het houdt niet op bij de motor zelf. Naast de verbrandingsmotor zijn er nog vijf andere cruciale componenten, zoals de turbo en elektrische systemen zoals de MGU-H en MGU-K.

“Tegenwoordig vormen frequentieregelaars een steeds belangrijkere component voor optimalisatie van motorprestaties en het systeem dat met de motor verbonden is.”

Elk van deze onderdelen mag slechts drie keer per seizoen worden vervangen. Overschrijd je die limiet? Dan krijg je een gridstraf en begin je de race een stuk verder naar achteren. Dit zorgt ervoor dat teams op eieren moeten lopen als het gaat om hun motorgebruik.

De huidige Formule 1-power units zijn krachtige hybride systemen die rond de 1.000 pk leveren. Dat is niet mis, maar die kracht komt met een prijs: deze systemen zijn gevoelig voor slijtage.

Het is altijd een dans op het slappe koord tussen maximaal presteren en voorkomen dat de boel uit elkaar valt voordat het seizoen voorbij is.

De complexiteit van moderne powerunits

Moderne Formule 1-motoren zijn technisch gezien een soort ruimteschepen op wielen. De “power units” die sinds 2014 worden gebruikt, zijn een combinatie van een 1,6-liter V6 turbomotor en elektrische systemen die energie terugwinnen. Klinkt fancy, toch?

Dit hybride systeem zorgt voor indrukwekkende prestaties, met vermogens tot wel 1.000 pk en toerentallen die de 15.000 rpm halen. Ter vergelijking: je gemiddelde gezinsauto haalt zo’n 6.000 rpm.

“De huidige Formule 1-motoren zijn zo gecompliceerd dat er een heel proces met onder meer laptops, machines en een hoop slimme engineers nodig is om hem tot leven te wekken,” aldus Motorsport.com.

Dat geeft een idee van hoeveel druk er op zo’n Formule 1-motor staat. Het is alsof je constant met je voet op het gaspedaal staat, zonder ook maar een seconde gas terug te nemen.

Naast de verbrandingsmotor hebben we het over vijf andere componenten die even belangrijk zijn. Denk aan de turbo en de MGU-H en MGU-K, die energie uit de uitlaatgassen en het remmen terugwinnen. Deze energie wordt opgeslagen in de batterij en later ingezet voor een flinke powerboost. Klinkt als iets uit een sci-fi film, maar het is dagelijkse kost in de Formule 1.

Strikte regels voor motorgebruik

In de Formule 1 is alles strak gereguleerd, vooral als het gaat om motoren. De teams mogen voor een seizoen van 23 races niet meer dan drie verbrandingsmotoren gebruiken.

Elke motor moet het dus zeven tot acht races volhouden, en dat is een flinke uitdaging, gezien de hoge belasting waaraan de motoren worden blootgesteld. Teams moeten continu een balans vinden tussen prestaties en betrouwbaarheid.

Daarnaast mogen teams per seizoen slechts drie keer een nieuw onderdeel zoals de turbo of de MGU-H inzetten. Als ze deze limieten overschrijden, krijgen ze gridstraffen, wat betekent dat ze bij de start van de race een aantal plaatsen terug worden gezet.

Het gevolg? Elk team moet uiterst zorgvuldig omgaan met hun motoren en precies plannen wanneer ze nieuwe onderdelen inzetten.

Deze regels zorgen ervoor dat teams niet zomaar eindeloos nieuwe motoren kunnen gebruiken om hun prestaties te verbeteren. Ze moeten zorgvuldig overwegen wanneer ze een nieuwe motor inzetten, want de prijs voor te veel motorwissels is hoog. Dit maakt de competitie eerlijker en voorkomt een geldsmijterij om de meeste motoren te hebben.

Uitdagingen van de korte levensduur

De beperkte levensduur van Formule 1-motoren stelt teams voor grote uitdagingen. Elke race is een gevecht tegen de tijd: wanneer breekt de motor? Dit leidt tot constante innovatie in het ontwerp en gebruik van nieuwe materialen om die slijtage zo veel mogelijk te beperken.

Motorfabrikanten moeten voortdurend de balans zoeken tussen meer vermogen en een langere levensduur. Meer kracht betekent vaak snellere slijtage, terwijl een te conservatieve aanpak ervoor kan zorgen dat een team niet competitief is op de baan.

Het is net als koken: te veel zout en het gerecht is verpest, maar te weinig en het smaakt nergens naar. De juiste balans vinden is pure kunst.

“Voorafgaand aan een race weekend worden de simulaties uitgevoerd waarbij een computer de ideale set tips en scenario’s uitweidt. Deze worden vervolgens eerst geprobeerd in de zogenaamde driver’s in loep simulator,” legt een expert uit.

Hetzelfde geldt voor de strategische planning van teams. Ze moeten heel precies inschatten wanneer een nieuwe motor nodig is en welke circuits de motor het zwaarst belasten. Soms kan een motorwissel op precies het juiste moment het verschil maken tussen een overwinning en een teleurstellende finish.

De kosten van motoren zijn ook niet te onderschatten. Hoewel de Formule 1 budgetlimieten heeft ingesteld, blijft de ontwikkeling en productie van motoren een grote kostenpost. Teams moeten slim met hun middelen omgaan om competitief te blijven zonder hun budget op te blazen.

En dan is er nog het milieu. De Formule 1 wil in 2030 CO2-neutraal zijn, maar de frequente vervanging van motoren staat daar haaks op. Er wordt continu gezocht naar manieren om de levensduur van motoren te verlengen, zonder dat dit ten koste gaat van de prestaties.

Wat brengt de toekomst?

De Formule 1 staat nooit stil, en dat geldt ook voor de motortechnologie. Er wordt continu gewerkt aan innovaties om de prestaties en duurzaamheid van de power units te verbeteren. Wat vandaag als cutting-edge technologie geldt, kan morgen alweer achterhaald zijn.

Een grote trend is de focus op duurzaamheid. De Formule 1 wil in 2030 volledig CO2-neutraal zijn, en dat zal zeker gevolgen hebben voor de motoren.

Denk aan het gebruik van 100% duurzame brandstoffen en nog geavanceerdere hybride systemen. Misschien rijden we over een paar jaar met motoren die nóg krachtiger zijn, maar die ook langer meegaan.

Nieuwe materialen, geavanceerde smeermiddelen en verbeterde koeltechnieken kunnen ook bijdragen aan motoren die langer meegaan en tegelijkertijd beter presteren. Teams en fabrikanten blijven zoeken naar dat perfecte compromis tussen kracht, efficiëntie en duurzaamheid.

De korte levensduur van Formule 1-motoren mag dan een uitdaging zijn, maar het drijft ook de innovatie vooruit. En die innovaties vinden uiteindelijk hun weg naar de auto-industrie, waar ze zorgen voor de volgende generatie milieuvriendelijke, krachtige auto’s.