Büyük değişikliklerin olacağı 2014 Formula 1 sezonu öncesinde daha çevreci turbo motorlar kuşkusuz baş rolde oynuyor. Autosport’tan Craig Scarborough yeni motorları yakından inceledi.

2014 Formula 1 sezonu, yeni teknolojiler açısından oldukça verimli bir sene olacak. Aracın her bir noktası yeni kurallardan fazlasıyla etkilendi. En çok etkilenen bölüm ise kesinlikle motorlar oldu.

Geçmiş senelerde Formula 1′de motor değişiklikleri oldu. Ancak hiç bir değişimde motor konusunda bu kadar devasa değişiklik tek seferde olmamıştı. FIA’nın güçlü ancak daha yakıt tasarruflu bir motor istemesi sonucunda ortaya 1.6 litre V6 motorlar ortaya çıktı.

Tüm bu değişikliklerle birlikte 2014 Formula 1 sezonu kuşkusuz motor teknolojilerinin mücadelesine sahne olacak.

GEÇMİŞ

Formula 1 motor kuralları bir süredir stabil bir şekilde devam ediyordu. 1960′lardan itibaren 3 litrelik motorlardan turbo motorlara, sonrasında 3.5 litrelik atmosferik motorlara ve sonrasında tekrar 3 litrelik motorlara geçildi. En sonunda ise bu seneye kadar kullanılan 2.4 litrelik motorlar kullanıldı.

Turbo motorlara geçilmesi dışında motorun temeli hiç bir zaman bu seneden itibaren kullanılacak motorların temeli kadar farklı olmadı.

Bu istikrarlı ortamda atmosferik motorlar 20000 devri ve 1000 beygir gücü aşmayı başardılar. Ancak küresel ekonomik krizin artmasıyla birlikte 2006′dan itibaren motor gelişimi durduruldu ve sabit motorlar kullanılmaya başlandı.

Bu motorlar geçen senenin sonuna kadar kullanılmaya devam edildi. 2.4 V8 motorlar 18000 devre ulaşıyor ve 780 beygir kadar güç üretebiliyorlardı. Motorların dondurulmasıyla birlikte performans nispeten daha sabit kalırken motor dayanıklılığı konusunda oldukça üst seviyelere ulaşıldı.

Bunun sonucunda takımların sene içerisinde motorlar için yaptıkları harcamalarda azalma oldu. Motorlarda gelişim olmayınca yapılan tasarrufa rağmen üreticilerin bazıları, daha az motor satabildiği için yavaş yavaş Formula 1′den çekildiler. Honda, BMW ve Toyota Formula 1′den ayrılırken geçen sezonun sonuna kadar 4 üretici (Ferrari, Mercedes, Renault, Cosworth) sporda kaldılar.

Yeni motor formülü bir süredir konuşuluyordu. Bir çok faktör nedeniyle FIA bu seneki değişiklikleri planlıyordu. Ancak daha “çevreci” bir F1 hayali ile bu seneki motorlar ortaya çıktı. Böylece daha yeşil, küçük ancak güçlü motorlar hazırlandı.

İlk başta 1.6 litre V4 motorlar planlanmıştı ancak gelişmelerle birlikte motor kuralları V6 olarak yenilendi. Bu gelişmeyle birlikte Ferrari ve Mercedes, F1 motoru programını yol araçları programıyla birleştirdiler ve aynı zamanda Dünya Dayanıklılık Şampiyonası (LeMans) programına yakın motorlar ortaya çıktı.

Bu senenin kuralları ortaya çıktığında, mevcut motor kurallarına göre çok farklı bir şey ortaya çıktı: 1.6 litre tek turbo beslemeli, ekstra gücün olmadığı, 15 bin devir ve yakıt akışı sınırlaması istendi.

Bu alanların tasarıma olan etkisinde sınırlamalar yapılırken sene içerisinde sadece 5 motorun kullanılmasına müsaade edildi. Durum böyle olunca tamamiyle farklı motorlar ortaya çıktı. Daha doğrusu kurallarda belirtildiği gibi çok farklı güç üniteleri ortaya çıktı. Motorlar birlikte gelen daha güçlü enerji geri dönüşüm sistemleri nedeniyle 2014 motorları daha çok güç üniteleri olarak adlandırılıyorlar.

Geleneksel olarak Formula 1 motorlarının silindir sayısı, V açısı ve piston boyutları konusunda çok farklı seçenekleri oluyordu.

2000′li yılların başlarında otomobil şirketleri, Formula 1′de daha üstün olmak için daha hafif ve küçük olan ancak daha yüksek devirlere ulaşan motorlar üretmeye başladılar. Ancak bir süre sonra FIA, harcamaları kontrol altına alabilmek için bu yaklaşımı motorları dondurarak sona erdirdi. Bu seneki kurallar ise kısıtlamaları daha ileriye taşıdı.

Bu seneki motor tasarımları kurallarda belirtildiği için, üreticiler mevcut kurallar dahilinde motorlarını geliştirmek zorunda kaldılar. Bu seneki motorlar 90 derece açılı V6 formatında olmak zorunda. Pistonlar ise 80 mm çapında ve belirli aralıklarda olmalı.

Bu kurallar motor yapımcılarına yeni bir mücadele ortaya çıkardı. Daha öncesinde V10 döneminden bu yana devasa 98 mm’lik silindir çapı kullanılıyordu. V10′lardan V8′e geçişte bu boyutlar kullanılmaya devam edildi. Bu seneki daha küçük motorlar için ise üreticiler tamamiyle yeni bir test ortamı oluşturmak zorunda kaldılar.

Daha küçük piston da valfleri yanma odasına sıkıştırıyor ve daha yüksek yanma sıcaklıklarıyla birlikte bu, yeni ve daha küçük bujilere ihtiyaç olduğu anlamına geldi.

Muhtemelen daha büyük mücadele pistonların daha sıcakta ve daha büyük baskı altında çalışması nedeniyle ortaya çıkacak. Üreticiler motor yağı ile pistonları soğutmaya odaklanacaklar. Bu yüzden dayanıklılık için alüminyumdan ziyade çelik kullanılmış olabilir.

Kurallar ayrıca tüm güç ünitesinin yerleştirilmesi için gereken sabit hacmi belirtiyor. Bu kurallar motorların standart montaj noktalarına sahip olmalarını da belirtiyor ve teoride fazla küçük motorların olmasını engellerken takımların da motor değiştirebilmesine olanak sağlıyor.

Teorik olarak bu, takımın aracına herhangi bir motoru koyabileceği anlamına geliyor. Yeni motorlar şasi ve vites kutusuna daha kolay bir şekilde bağlanabilir ancak yine de tam performans için bir çok detay üzerinde çalışmak gerekiyor.

Geçen seneki kurallara göre V8 motorlar 95 kg olmak zorundaydı. Bu seneki kurallar ise motorun ERS ünitesiyle birlikte 145 kg olmasını gerektiriyor. Bu yüzden takımlar minimum ağırlık kuralının, ağır sürücülerin dezavantajlı olmaması için arttırılması için zorladılar. Daha ağır sürücülere sahip olan takımların ağırlık dağılımı konusunda sorun yaşamaları bekleniyor.

Son olarak motorun ağırlık merkezi de değiştirildi. Böylece takımların ağırlık merkezini düşürerek avantajı arttırma yolunda harcama yapmalarının önüne geçildi. Aracın asgari ağırlık merkezi geçen seneki rakamın üzerine 35mm daha eklenerek 200 mm’ye çıkarıldı. Ancak krank mili merkez yüksekliğinin de arttırılması da ağırlık merkezinin daha yüksek olmasına yardım edecek. Krank milinin 32 mm daha yüksek olmasının aynı zamanda debriyaj ve vites kutusu tasarımlarını da etkilediği biliniyor.

TURBOLAR

Turbo beslemeye geri dönülmesi ile bu küçük motorların önceki V8′ler kadar güç üretmesi bekleniyor. Formula 1′e ilk turbo motor 1977′de Renault tarafından sokulmuştu. O motorlar 1988′de yasaklandılar. O süreçte 1.5 litre turbo motorlar, 3 litrelik V8 Cosworth’leri ve Ferrari’nin düz 12 silindir motorlarını geride bırakabiliyordu.

O dönemde iyi bir F1 motoru 550 beygir güç üretiyordu ancak yakıt formülündeki serbestlik ve ekstra güç ile turbo motorlar 1500 beygir güce kadar çıkmışlardı!



Formula 1′in turbo motorlara geri dönmesi benzer şeylerin yeniden olacağı anlamına gelmiyor. Günümüz yol araçlarında olduğu gibi basınç daha düşük olacak ve gecikme kontrol altında tutulacak, yakıt tasarrufu yapılacak.

Motor kurulumu da sıkı bir şekilde kontrol edilecek. Değişken geometrisi sınırlı tek turbo yerleştirilmek zorunda. Turbo aracın merkez çizgisinde olmalı ve motorun V’sinin dış tarafında egzoz çıkışından beslenmeli.

Egzoz çıkışının Audi’nin LMP ünitesindeki ya da Ferrari’nin ilk dönem turbo motorunda olduğu gibi V içerisinde yer alması mümkün olmayacak.

Atık kapılarına izin veriliyor olsa da güç ünitelerinin egzoz gazları tek bir egzoz borusundan çıkmak zorunda. Egzoz borusunun pozisyonu ve turbo beslemesinin egzoz gazından beslenecek olması nedeniyle araçların arka bölümlerinin egzoz gazından faydalanma seviyesi çok düşük seviyede olacak.



Renault’nun ilk turbo F1 motorları dışında F1′de tek merkezi konumlandırılmış turbo kullanılmadı. Bu yüzden sidepod kenarlarından bir şnorkel gibi yükselen turbo hava girişlerine alışkınız.

2014′te ise turbonun motorun biraz arkasında konumlandırılması nedeniyle hava girişinin mevcut takla barı girişine kadar yükselmesi için yeterli boşluk bulunuyor. Bu açıdan araçlar pek farklı görünmeyecekler.

Ancak bu durum kurallarda belirtilmediği için takımlar, bir ya da iki hava girişi için daha farklı konumlar bulabilirler. Kurallarda sadece bu girişlerin minimum 20 cm yukarıda olması söyleniyor.

Bu alanda açık olması nedeniyle takımlar, takla barı altındaki girişin negatif baskısını aerodinamik kazanca çevirmek için o bölümde daralmaya gidebilirler.

Turbonun çok fazla soğutmaya ihtiyacı olacak. Hem yağ soğutmalı turbo hem de turbodan geçen havanın motor üzerindeki oluğa gelmeden önce soğuması gerekiyor. Bu yüzden sidepodun birisinde geniş bir intercooler soğutucu olması bekleniyor.

Takımlar, gecikmeyi minimum seviyeye indirmek için turbo soğutucu ile motor üzerindeki oluk arasındaki boruları minimum seviyede tutmaya çalışacaklar. Genel sıcaklık mevcut motorlardan daha düşük seviyede olacağı için sidepodların birisinde normal yağ ve su radyatörlerinin olması, diğer tarafta ise intercoolerın olması bekleniyor.

YAKIT AKIŞ KISITLAMALARI

Formula 1′e turbolara basınç sınırı olmadan izin vermek ilk başlarda inanılmaz güçler üretebilen devasa basınçlardaki motorların olacağı gibi anlaşıldı. Ancak Formula 1′in çevreci bir imaj peşinde olması bu yolun yakıt akış kısıtlamasıyla kapatılacağı anlamına geliyor.

FIA akıllıca davrandı ve anlık yakıt akışı miktarına bir sınırlama getirdi. Bu demek oluyor ki motor 10500 devir/dakika’nın üzerindeyken saatte 100 kg’dan daha fazla yakıt tüketemez.

Düşük devirlerde yakıt akışı devirle orantılı olacak şekilde ayarlanacak. Bu fiilen 10500 devrin üzerindeki gücün yakıt akış kısıtlamasıyla sınırlandığını, böylece azami izin verilen devir olan 15000′e ulaşmak daha yüksek sürtünme sebebiyle üretilen gücü de düşürecek.

Motorlar 10500 altı devirlerde en verimli gücü üretecekler, bu sebeple motor belki sıralama ve sabit vites oranlarıyla birlikte uzun düzlüklerin sonlarında bu sınırın üzerine çıkacak.

Yakıt ekonomisine yardımcı olmak ve yakıt akış sınırlamasının güç çalan etkisinin bir kısmını ortadan kaldırmak için ilk kez doğrudan yakıt enjeksiyonuna izin verilecek. Daha önceleri motorlar doğrudan olmayan enjeksiyonla besleniyordu, yakıt emme valflerinden içeriye püskürtülüyordu. Şimdi yakıt yüksek bir basınçla birlikte yanma odasına püskürtülecek. Kurallar azami yakıt basınç sınırını 500 bar olarak belirtiyor ve bu bölümde kullanılacak parçalar FIA tarafından belirlenerek takımların pahalı yüksek basınçlı pompalar geliştirmelerinin önüne geçilecek.

Yeni yakıt kurallarının son bölümü azami akış miktarını ölçecek bir sensörün şart koşulması. Bu Gill Sensors tarafından üretilen bir ultrasonik cihaz ve bu sensör yakıtın akışını engellemiyor. Motorun belirlenenden daha fazla yakıt kullanıp kullanmadığı SECU (Secure Engine Control Unit-Güvenli Motor Kontrol Ünitesi) tarafından izlenecek.

PRATİKTE YENİ MOTORLAR

Çoğu F1 taraftarı yeni motorların çıkaracağı gürültüden endişe ediyor. Küçük kapasite, bir turbo ve düşük devirler yakın geçmiş olan V10/V8 çağının zıttı olarak gösteriliyor ve endişe edilen şey motorların çok sessiz olacakları ve sıradan bir ses çıkaracakları.

Hafızası kuvvetli olanlar 80′leri hatırlarlar, F1 motorları daha da küçük bir kapasitedeydi, daha küçük turbolar vardı ve 2014 motorlarından da düşük devirlerde kullanılıyorlardı. O günlerde yarışlardaydım ve kesinlikle sessiz veya ilgi çekmez bir sese sahip değillerdi. Yeni formüllere çamur atanlar daima olacaktır ve sezonun başlamasıyla birlikte bu tartışma azalacaktır.

80′lerin turbo çağından kalan bir diğer hatıra da araçların alevler saçarak yarış dışı kalmalarıydı. 2014′te böylesi durumların olmasını beklemiyorum, ancak dondurulmuş V8 motorların döneminden sonra eşi görülmemiş dayanıklılık sıkıntıları göreceğiz.

Takımlar ve sürücüler sorun yaşayan motorları idare etmeye veya dayanıklılık yüzünden ciddi şampiyona seyri değişimlerine alışık değiller. Önümüzdeki yılın şampiyonası en hızlı araçla kazanılmayabilir, belki de en dayanıklı olan kazanır.

Çok fazla motor arızası yaşan takımlar sezon başına beş motorla sınırlandırılacaklar. Ek güç ünitelerine ihtiyaç olursa sıralama cezaları verilecek. Bu 2014′te bazı takımların başına bela olacak.

Tüm bu kısıtlamalarla birlikte motorlar gerçekte nasıl çalışacak? Yeni motorların benzinle çalışan kısımlarının geçtiğimiz yılın motorlarının güçlerine ulaşamayacağını söyleyebiliriz.

Ancak ERS’nin yardımıyla birlikte bunu yapabilecekler. Ancak tur zamanı her zaman azami güç demek değildir, tork veya sürülebilirlik bazı durumlarda daha önemli olacak.

2013′ün F1 motorları 10000 devirin altında çok az güç üretiyordu, daha sonra ise son 1800 devirde ek bir 500 beygir güç üretebiliyorlardı.

Turboların düşük devirlerdeki gücü artırmasıyla birlikte yeni motorlar güçlerinin yarısını 5000 devire yakın bir yerde üretebilecekler. Sonra güç eğrisi adım adım artarak 10000 devirde 600 beygirin üzerine çıkacak ve bundan sonra yakıt akış sınırlaması devreye gireceği için güç artışı yavaşlayacak.

ERS olmadan temek motor 600 beygir civarı bir güç üretecek, ERS-H’den yardım alarak gücü ikiye katlanan ERS-K güç çıkışı ile birlikte tüm güç ünitesi turun çoğu zamanda 800 beygir civarı bir güç üretebilecek. Buna ciddi miktarlardaki torku da ekleyebiliriz.

Tüm bunlar 2013 motorlarından üçte bir oranından daha az yakıt tüketen 1.6 litre motorlar ile olacak. Bu yazıdan anlaşılacağı üzere bu güç üniteleri gerçekten etkileyici makineler olacak.