F1-es motorok

A globalizáció fokozódásával párhuzamban a Formula 1-ben is erősödik az a tendencia, hogy a világ nagy autó, és motorgyártói képviseltetik magukat a száguldó cirkuszban, hogy megőrizzék piaci pozíciójukat. Ezzel magyarázható hogy a kezdetektől jelen levő Ferrarihoz az évek során csatlakozott a Honda, a Renault, a BMW, Toyota, és a Mercedes.

Egy modern Formula 1-es motor felső teljesítményhatára valahol 800-900 lóerő között mozog, a főtengely percenkénti fordulatszáma pedig meghaladhatja a 18 000-et. Másképpen fogalmazva a főtengely 300-at fordul percenként. Ez a brutális teljesítmény már a régi turbo motorok teljesítményét idézi, felső fordulatszámuk pedig jóval fölöttük van. Mindez az egyre nagyobb összegeket felemésztő kutatólaboratóriumok, és a szakterületükön elmélyülő kutatók erőfeszítései mellett annak is köszönhető, hogy a fejlesztés során a gyártók külön részlegeket foglalkoztatnak a minél nagyobb szilárdságú, és minél könnyebb anyagok, ötvözetek kifejlesztésére.

Anyagias motorvilág
A Formula 1-es motorokhoz szükséges anyagok túlnyomórészt fémek-kiválasztásakor a mérnökök három fő szempontot vesznek figyelembe: az alacsony tömeget, az anyag szerkezeti szilárdságát, és az elvégzendő feladatra való fizikai alkalmasságát (kis hőtágulás, jó hővezetés, merevség stb.). A legkedveltebb alkotóelemek az alumínium, magnézium, a titán, és a különféle acélötvözetek. Korábban nagy előszeretettel használták a beríliumot is ( főként az Ilmor műhely által készített Mercedes motorokban), ám a motor működése közben, magas hőfokon keletkező mérgező gázok miatt 2001-től betiltották ennek az anyagnak az alkalmazását. Az alumínium sajátságos merevsége miatt a hajtómű legáltalánosabb alkotóeleme, ebből készül a hengerblokk, a hengerfejek, és általában maguk a szelepek is, utóbbiak egy nemrégiben felfedezett fém-mátrix kompozit öntvény felhasználásával. Az alumínium alkalmazása mellett szól az is, hogy kiválóan vezeti ki a hőt a motorburkolat alól, ami üzemi körülmények között akár 850-900 Celsius fokot is jelenthet! A magnézium még az alumíniumnál is könnyebb fém, de kevésbé szilárd, ezért leginkább a vezérműtengely borításához használják. A főtengely, és a szelepek közötti összekötő rudak, valamint a szelepsor egyes alkatrészei méregdrága titániumból készülnek. A titán ugyan fajsúlyosabb az alumíniumnál, ám anyagszerkezete sokkal keményebb, szilárdabb. Az olyan hatalmas energiákat termelő, és vezető alkatrészeket, mint a főtengely, különféle acélötvözetekből készítik.

Felmerülhet még a szintén könnyűségükről, és szilárdságukról ismeretes szénszálas anyagok felhasználásának lehetősége is, amivel a karosszéria készítők előszeretettel dolgoznak, de ez az anyag a modern F1-es autókban elenyésző mennyiségben (általában csak a motorburkolatban) furdul elő. A Honda még a turbo korszakban kezdte alkalmazni a kiváló hőszigetelőként ismert kerámia alkatrészeket, amelyeket nem mellőznek a ma használatos erőművükben sem. Nagy hátránya viszont hogy rendkívül törékeny, és éppen ez akadályozza széleskörű elterjedését. Kerámiából készítik például a kipufogó csövek rögzítő elemeit, sőt a forró gázok hengerfejre áramlásának megakadályozására a Honda, a BMW, és a Ferrari a kipufogócső teljes motortérbe eső részét bevonja ezzel az anyaggal. Egyébként maguk a kipufogócsövek is elérték már a repüléstechnika szintjét, hiszen egy inkonel nevű, nikkelből, cinkből, és krómból álló ötvözetből készülnek. A mára már minden autó hűtőborításának hátsó részén végződő kipufogók súlya szintén igen alacsony, ugyanakkor deformálódás nélkül képesek kiállni a rajtuk kiáramló 850 fokos hőt.

Egy gépezet lelkivilága
Amennyiben a megfelelő anyagok a helyükre kerültek, és a prototípusok túlesnek a nemritkán 24 órás non-stop teszten, kezdődhet a motorok sorozatgyártása. A Mclaren mercedes 24-27 hajtóművet használ fel egy-egy évad során , ami ha a teszteléseken használt motorokat nem számítjuk - azt jelenti, hogy egy-egy versenyautó 10-11 versenymotorral húz ki egy idényt. Egy motornak két versenyt kell kibírnia, de műszaki hibák is adódhatnak.

Egy Forma 1-es motor 100 kilóméteren akár 70 liter üzemanyagot is elfogyaszt, ez mégsem írható a mérnökök hanyagságának számlájára, sokkal inkább a kiélezett versenyhelyzet következménye. A mérnökök azért dolgoznak, azért analizálják megállás nélkül a papírra nyomtatott teljesítmény görbéket, hogy rájöjjenek, miként csökkenthetik minimálisra az utánégetést, a motor vibrációját, ugyanakkor hogyan növelhetik a tartósságát. Tovább növekedett az üzemanyag - takarékos motorok fontossága az elektronikus segédeszközök (kipörgésgátló) bevezetése óta. Ezek a rendszerek a hengerekben lezajló égési folyamatok ( gyújtás) befolyásolásával próbálják kiegyenlíteni az első és a hátsó kerekek fordulatszáma között fellépő különbséget, azaz gyakorlatilag néhány tizedmásodpercre leállítják egy-egy henger működését. Hasonló elven működik a boxutcai sebességhatár betartását felügyelő úgynevezett limiter is. A folyamat gerjeszti az utánégetést, így növeli a fogyasztást. Ennek megakadályozására találták ki, azt a másik elektronikai rendszert, amely közben lezárja a gyújtást, hogy mégis megspóroljon valamennyi üzemanyagot. Takarékosság szempontjából egyébként a Mercedes, és a Honda élenjárók.