A múlt hétvégén Melbourne-ben elstartoló versenysorozat gyökeres változásokon ment át, melynek hatására a versenygépeknél alkalmazott technikáknak sokkal nagyobb jelentõségük lesz a jövõ utcai autóinak fejlesztésében. Egy nap üzemanyag-hatékonyságuk és energia-visszatápláló megoldásaik az általunk vezetett autókban is vissza fognak köszönni.

A Formula 1-ben mindig is kulcsszerepe volt a motorok teljesítményének. 1989-ben a turbók betiltása után igen sokszínû volt a paletta, a V8, V10 és V12 mellett még 3,5 literes VV elrendezésû 12 hengeres motorral is találkozhattunk, majd 1995-tõl egységesen 3 literes V10-es szörnyetegek érkeztek. Ezt követték az egészen 2013-ig szereplõ 2,4 literes V8-asok és az egyre inkább elõtérbe kerülõ aerodinamikai trükkök. Az idei 1,6 literes motorok azonban már egyértelmûen a családi autókat idézik, legalábbis a hengerûrtartalom terén.

A Nemzetközi Motorsport Szövetség (FIA) elve egyszerû, szereljük fel a versenyautókat egy méretét tekintve utcai autónál is alkalmazható motorral, amit energia-visszanyerõ rendszerekkel spékelünk meg, zöldebbé téve a sorozatot, ugyanakkor megõrizve azt a sebességet, amivel az F1 az együléses autók csúcsát képviseli. Sokan rendkívül szkeptikusan várták az idei idény rajtját, a korábbi világbajnok, Jenson Button azonban az optimisták táborát erõsíti. "A motor ereje kitûnõ, rendkívül nyomatékos" - utalt a McLaren versenyzõje az új turbómotorok gyorsulási képességeire.

Az elmúlt évek a nagy autógyártók, mint a Ford, a Toyota és a BMW kivonulásáról szóltak, ma már csak három motorgyártó látja el a 11 csapatot. A Volkswagen csoport azzal utasította el a csatlakozás ötletét, hogy az F1 nem releváns az utcai autók fejlesztése szempontjából, ezért érthetõ az FIA és a sportban maradt három gyártó, a Ferrari, a Renault és a Mercedes törekvése, hogy a sorozat szabályait vonzóvá tegyék a többi gyártó számára. A Honda mindenesetre már megerõsítette visszatérését, amihez idõvel újabb nagy nevek csatlakozhatnak.

Az eddigiekkel összevetve az új szabályok igen drasztikusak. Az új motoroknak legalább 30 százalékkal kevesebbet kell fogyasztaniuk a tavalyiakhoz képest. Az üzemanyag-hatékonyságot jelenleg két mechanizmus biztosítja: a maximalizált üzemanyag átfolyási sebesség, ami óránként 100 kilogramm, ezzel limitálva a motorerõt; illetve a másik tényezõ, miszerint egy versenytávra csak 100 kilogramm üzemanyagot használhatnak fel a tavalyi 150 kilogrammal szemben, vagyis harmadával csökkentették a 305 kilométeres versenyeken felhasználható mennyiséget. Eközben persze a sebességet szinten kell tartani, hogy megõrizzék a sorozat szellemiségét, a szponzorokat és a nézõket.

Hogy mindezt egy 1,6 literes motorral elérjék, szükség volt néhány trükkre, különösen az amúgy veszendõbe menõ energiák visszanyerése terén. Ez utóbbi olyan jelentõs szerepet kapott, hogy már nem is egy klasszikus értelemben vett motorról, hanem egy erõforrás-egységrõl kell beszélni. Ennek az egységnek a lelke 2014-ben egy új, a korábbiaknál jóval kisebb méretû motor, melynek fordulatszámát 18 000 rpm-rõl 15 000-re csökkentették a hatékonyság jegyében, ezt ellensúlyozzák azonban az energia-visszanyerési technikák.

2009 óta az F1 versenyautók a hibridekhez hasonló fékrendszert használnak, ami egy lítium-ion akkut tölt. Az akkuban felgyûlt energia kisüthetõ egy motorba, ami 7 másodpercnyi kinetikus energia löketet adott a versenygép hajtásláncának. Ez a kinetikus energia-visszanyerõ rendszer, vagyis a KERS egy motorból és egy generátorból állt. Ezt az egységet fejlesztették tovább egy motor-generátor kinetikus egységgé (MGU-K), ami immár ötször annyi fékenergiát gyûjt össze, mint a KERS, körönként 2 MJ-t. A rendszer részét képzõ motor 4 MJ energiát képes az akkuból kinyerni és a hajtáslánchoz eljuttatni, 30 másodpercen keresztül 161 lóerõ többletet adva a versenyautónak.

A következõ energia-visszanyerési trükk egy újszerû turbófeltöltõ. Maga a turbó - mint arra a cikk elején már utaltunk - nem új a Formula 1-ben, idén azonban egy egészen új adut is elõhúztak az alkalmazásával. A hagyományos turbófeltöltõkben egy turbina helyezkedik el, ami energiát von ki a belsõégésû motorból, és ezt az energiát arra használja, hogy a motor levegõ-bevitelét hûtött, sûrített levegõvel fokozza, és ezzel a motor hatékonyságát, erejét vagy teljesítményét megnövelje. A teljesítménynövelés során a motor kipufogógázainak energiáját használják fel.

A motorból a kipufogógáz-vezetéken keresztül távozó nagy sebességû égéstermék hajtja a turbófeltöltõ turbináját, így egyúttal a vele egy tengelyre csapágyazott kompresszort, ami a friss levegõt beszívja és a légkörinél magasabb nyomáson a hengerekhez juttatja. Az új turbófeltöltõ esetében semmi nem megy kárba. Amint a kipufogógáz nyomása beindítja a kompresszort, a turbina többletenergiáját begyûjti egy motor-generátor hõegység (MGU-H). Ez szintén az akkut tölti további lóerõkkel látva el az autót, tovább csökkentve az üzemanyag fogyasztást.

A szezon elõtti tesztek eredményei szerint több mint 30 százalékkal nagyobb teljesítményt sikerült elérni az elfogyasztott üzemanyagból energiaegységenként a tavalyi V8-as motorokhoz viszonyítva. A változások a versenyzõk életét is megkönnyíthetik, mivel nem kell törõdniük a kinetikus és hõenergia visszanyerõ rendszerek (együttes nevükön ERS) manuális aktiválásával, ahogy azt a KERS-szel tették. Ezt egy okos elektronika végzi helyettük, biztosítva, hogy minden rendelkezésre álló energia - érkezzen az a motorból, vagy az akkumulátorból - kiférjen a csövön.

A fenti folyamatokhoz szükséges elektromos vezérlõegységet minden csapat számára a McLaren Applied Technologies (MAT) szállítja, amit a sportszerûség megtartása érdekében szigorúan különválasztottak a McLaren F1 csapattól. A vezérlõegység komponál meg minden mozzanatot a fojtószelep mûködtetésétõl a sebességváltásig. A rendszer szoftverét teljesen újraírták az új energia-tápláló turbók miatt, nyilatkozott Peter van Manen, a MAT alelnöke. "Az utcai autók szempontjából is nagyon érdekes a teljes energia-visszanyerési koncepció, mivel a személygépjármûvek energiájának fele hõ formájában távozik a kipufogócsövön" - magyarázta van Manen. "Ennek egy részének visszanyerésével nagy hatást gyakorolhatunk a szénkibocsátásra és az üzemanyag gazdaságosságra."

A bonyolult turbómotorok és elektromos kiegészítõik megbízhatóságának igazi tesztjét már a hétvégén megízlelhettük (22 autóból csak 5 adta fel a küzdelmet mûszaki probléma miatt), akárcsak az új hajtómûvek hangját, amivel szemben sokan viseltetnek elõítéletekkel, a V8-as motorok hangorkánja ugyanis végérvényesen a múlté, ugyanakkor a versenyzés látványosabbá válhat. "A kanyarokból történõ kigyorsításokhoz rengeteg nyomaték áll a rendelkezésünkre, ami izgalmas" - mondta Button még a tesztek során. "Úgy vélem pozitív dolog, hogy rendelkezésünkre áll az ERS a teljesítménybeli rések kitöltéséhez. Elmondhatom, hogy ez már ebben a korai szakaszban is egy nagyon vezethetõ motor."

A Formula 1, ami korábban soha nem adott teret a zöld törekvéseknek, tehát végérvényesen a 21. századba lépett. Az idei szezon után mérnökeik talán mindenkinél többet fognak tudni arról, hogyan sajtolják ki a lehetõ legtöbbet a kinetikus energiából és egyetlen liter üzemanyagból.