Het verborgen gevaar van de veelbesproken F1-motortruc

De netelige kwestie van de compressieverhouding en de meting
daarvan door de FIA is nog niet definitief opgelost. Al is de
technisch directeur van de single seaters van de FIA, Nikolas
Tombazis, optimistisch dat dit vóór de seizoensopener zal gebeuren.
Er wordt beweerd dat Mercedes High Performance Powertrains (HPP) en
Red Bull Powertrains (RBPT) een systeem hebben ontwikkeld waarmee
zij mogelijk met een hogere compressieverhouding kunnen rijden dan
de regels toestaan. Daarom is het de moeite waard om te bekijken
waarom rivalen Audi, Ferrari en Honda ontevreden zijn. Er wordt
gesteld dat HPP en RBPT een compressieverhouding van 18:1 kunnen
bereiken door gebruik te maken van metalen die uitzetten door
warmte wanneer de auto op de baan is, hoewel dit onder de
specifieke omstandigheden van het gebruik van een F1-krachtbron nog
moet worden aangetoond. Meer mechanische energie Een hogere
compressieverhouding resulteert in meer motorvermogen door een
toename van de thermische efficiëntie van de motor; er komt meer
energie vrij uit dezelfde hoeveelheid brandstof. Simpel gezegd:
door het lucht-brandstofmengsel vóór de verbranding samen te
persen, zorgt een hogere compressieverhouding voor een krachtigere
explosie, waardoor de zuigers sneller bewegen en het vermogen
toeneemt. Een hogere compressieverhouding betekent dat het
lucht-brandstofmengsel in een kleinere ruimte wordt samengeperst,
wat leidt tot hogere temperaturen en een hogere druk. Daardoor
ontstaat een 'schonere' verbranding en dus een hogere thermische
efficiëntie – de omzetting van warmte in mechanische energie. Bij
hogere verhoudingen kunnen de gassen die tijdens de expansiefase
(verbranding) ontstaan, zich over een grotere afstand uitzetten.
Dat leidt tot meer mechanische energie en een efficiëntere
verbrandingscyclus. Dit verhoogt de druk en verbetert het koppel
(de rotatiekracht), vooral bij lage en middelhoge snelheden. 16:1
is veiliger dan 18:1 Een goede vuistregel is dat elk extra
procentpunt aan compressieverhouding naar schatting een
vermogenswinst van 3 à 4 procent kan opleveren. De
compressieverhouding kan echter niet onbeperkt worden verhoogd. Bij
benzinemotoren brengt een te hoge verhouding het risico met zich
mee van ongecontroleerde explosies vóór het optimale
verbrandingsmoment – ook wel bekend als 'kloppen'. Dit kan ernstige
schade aan de motor veroorzaken. Om die reden worden brandstoffen
met een hoog octaangehalte gebruikt om de temperaturen te
beheersen, waarbij de door de FIA vastgestelde limiet van 16:1 voor
de compressieverhouding veiliger is dan 18:1. Ook de verfijning van
de brandstofmengsels is belangrijk om het ontstekingspunt te
vertragen. Dit maakt de extra uitdaging voor brandstofleveranciers
in de F1 met de volledig duurzame brandstofmix voor 2026 des te
groter, zeker nu de verhouding van het vermogen tussen de
verbrandingsmotor en de elektrische batterij 50/50 is.