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.