Jak F1 może zwiększyć moc systemu ERS od 2025 roku?

Od 2025 roku w Formule 1 ma ulec zwiększeniu udział energii elektrycznej w ogólnej mocy jednostki napędowej, ale nie ma na to jednej prostej recepty. Decyzja o tym który wybrać wariant powinna zapaść wkrótce.

W 2025 roku w Formule 1 zostaną wprowadzone nowe jednostki napędowe (istnieje możliwość, że zostanie to przesunięte na 2026 roku) o czym wspominałem kilkukrotnie na blogu, ostatni raz pod tym linkiem. W tym momencie w stosunku do nowych jednostek napędowych pewne jest stosowanie wyłącznie paliw syntetycznych (lub biopaliw, ostateczna formuła zostanie dopiero ustalona), czyli paliw których spalanie oraz cały proces produkcji jest neutralny dla środowiska. Obecnie wykorzystuje się benzynę z ropy naftowej z domieszką biopaliw (od 2022 roku 10% to będzie biopaliwo). Prace nad nowymi paliwami już trwają i to powinno być główne pole do rozwoju. Poza tym mówi się o tym, że łączna moc silnika ma podobnie jak teraz wynosić około 1000 koni mechanicznych.

Ogólny koncept jednostki napędowej nie jest ustalony. Obecni producenci chcieliby pozostawienia spalinowych silników V6, które są bardzo dobrze rozwinięte i poznane, ale to może zablokować wejście nowych graczy na czym zależy bardzo Liberty Media i FIA. Volkswagen na spotkaniu na początku lipca miał wyrażać chęć wprowadzenia silników czterocylindrowych, które całkiem przypadkiem mają bardzo dobrze rozwinięte z wyścigów długodystansowych. Trudno powiedzieć na czym skończy się ustalenie konfiguracji silnika spalinowego, bo jest wiele sprzecznych oczekiwań. Silniki powinny być lżejsze i głośniejsze, co wcale nie jest łatwe do osiągnięcia przy innych warunkach. Problemem jest również waga samochodów. Od 2022 roku będzie ona wynosiła minimum 790 kg, co powszechnie jest krytykowane. Nowa jednostka napędowa to szansa, aby tę wagę obniżyć. Jeżeli waga ma spaść, to silnik spalinowy powinien być mniejszy, a układ hybrydowy przynajmniej nie powinien być bardziej rozbudowywany, a plany są inne.

Osobiście mam jedno główne oczekiwanie w stosunku do nowego silnika: aby jego konstrukcja była na tyle uproszczona, że mogliby się pojawić nowi producenci, również niezależni jak Cosworth. Jeżeli tak się nie stanie, to znowu czeka nas kontrola nad F1 ze strony wąskiej grupy producentów samochodów, bo nikt inny w skomplikowaną technologię nie wejdzie.

Jak zwiększyć ilość energii elektrycznej?

W nowych jednostkach napędowych ma być większy udział energii elektrycznej. Teraz system ERS może dostarczać maksymalnie 161 koni mechanicznych przez 33 sekundy na okrążeniu. Ogólna moc jednostki napędowej, to około 1000 koni, a więc energia elektryczna odpowiada za 16%. W minionym roku pojawiały się głosy, że energii elektrycznej miało by być nawet 50% od 2025 roku, ale to jest scenariusz nieprawdopodobny do realizacji.

Dobre informacje na ten temat zamieścił Auto Motor und Sport, któremu udało się uzyskać komentarz od Mario Illien, czyli osoby która wie wszystko o silnikach w Formule 1. Jego zdaniem obecnie MGU-K (system odzyskiwania energii kinetycznej z hamowania) na tylnej osi jest bardzo wydajny i zwiększenie jego możliwości oznaczałoby blokowanie kół podczas hamowania, więc tutaj nie ma pola manewru. Wyjściem byłaby instalacja drugiego MGU-K na przedniej osi. Nie oznaczałoby to napędu na cztery koła, czyli czegoś co do F1 zupełnie nie pasuje. Da się zamontować MGU-K, które tylko zajmowałoby się odzyskiwaniem energii z hamowania na przedniej osi. To znacznie zwiększyłoby ilość energii elektrycznej, ale ma też wady. Taki dodatkowy system wraz z bateriami to 30-40 kg, a on musiałby zostać zamontowany z przodu samochodu. Wprowadzenie do F1 napędu na cztery koła oznaczałoby konieczność zwiększenia wagi o dodatkowe 20 kg.

Druga opcja według Illiena to likwidacja MGU-H (system odzyskiwania energii cieplnej), który jest drogi, mało przydatny poza F1, a ilość energii odzyskanej z turbosprężarki jest mała. Nie do końca rozumiem jak rezygnacja z MGU-H ma zwiększyć ilość energii elektrycznej. To odchudzi silnik, sprawi że będzie miał prostszą budowę i będzie tańszy, ale ilości energii nie zwiększy. Poza tym likwidacja MGU-H wydaje się być pewna, bo to jeden z najczęstszych postulatów.

Bez względu na to jak zostanie to osiągnięte, to wzrost ilości elektrycznej będzie oznaczał konieczność zwiększenia baterii i ich chłodzenia. To pociągnie za sobą większą wagę. To stoi w sprzeczności z chęcią odchudzenia samochodów.

Podsumowanie

Pierwsze wersje paliw syntetycznych, które były testowane na hamowniach przez wszystkich obecnych producentów zmniejszyły moc silników o 80 do 110 koni mechanicznych. To jest zupełnie nowa technologia, więc postęp po stronie tych paliw będzie bardzo duży, ale trzeba się nastawić na to, że moc silnika spalinowego (jeśli pozostanie obecny V6 Turbo) spadnie w 2025 roku, dlatego niezbędne będzie zwiększenie odzysku energii elektrycznej. Oczywiście F1 mogłaby pójść w inną stronę: wprowadzić słabsze, ale znacznie lżejsze silniki. Wtedy nawet przy spadku mocy o 100-150 koni mechanicznych, ale przy jednoczesnym wyraźnym odchudzeniu samochodów ich tempo nie odbiegałoby od obecnych.

Nie będę zdziwiony jeśli ustalenia dotyczące nowych silników mocno się przeciągną, a w ten sposób ich wprowadzenie przesunie się na 2026 rok. Jest wiele postulatów, które trudno pogodzić, a teraz nie da się jasno powiedzieć, która droga będzie lepsza. To wymaga dłuższych prac.

P.S. Na zdjęciu model bolidu na sezon 2022. Według wstępnych planów FIA i Liberty Media wraz z wprowadzeniem nowych silników w 2025 / 2026 roku zostaną także wprowadzone większe zmiany w regulaminie technicznym. Regulacje szykowane na sezon 2022 będą podstawą dla F1 na trzy – cztery lata.