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Desde a introdução do KERS em 2009, os carros de Fórmula 1 não dependem mais apenas de motores a combustão, e o termo “motor” foi substituído por “conjunto motopropulsor” para refletir o fato de que a propulsão não depende mais apenas de um motor a combustão.
Em 2009, a FIA introduziu a regra KERS na Fórmula 1, estabelecendo um sistema de sobrealimentação que recupera a energia cinética durante a frenagem. Desde o seu início, o grupo motopropulsor evoluiu para se tornar um conjunto de cinco partes, compreendendo três motores distintos e capaz de fornecer pelo menos 1.000 cv em seu pico. Apenas o motor de combustão interna (ICE) e o motor cinético (MGU-K) realmente acionam o carro; o motor térmico (MGU-H) se limita a produzir eletricidade que é então fornecida ao MGU-K.
Componentes do grupo motopropulsor da F1 – ICE – motor de combustão interna – MGU-K – unidade de recuperação de energia cinética – MGU-H – unidade de recuperação de energia térmica – ES – armazenamento de energia (baterias) – CE – eletrónica de controlo
Essas peças são divididas em dois grupos: o próprio MCI e o sistema de recuperação de energia (ERS). O peso mínimo combinado aumentou para 150 kg para a temporada de 2021, em comparação com 145 kg em 2020.
Motor de combustão interna O motor de combustão interna é composto pelo motor propriamente dito e por um turbocompressor. O motor está ligado à caixa de velocidades, enquanto o turbo aumenta a pressão de admissão de ar para maximizar a potência. A regulamentação impõe um motor V6 de quatro tempos de 1,6 litros com seis cilindros dispostos em um ângulo de 90° e um total de 24 válvulas. Ele não deve exceder 15.000 rpm e é limitado a um fluxo de combustível de 100 kg por hora quando a rotação ultrapassa 10.500 rpm. O combustível é injetado diretamente a 500 bar por cilindro, e a turbina de escape do turbo é limitada a 125.000 rpm.
Durante uma volta de Grande Prêmio, os seis cilindros acionam mais de 46.000 vezes e, em plena carga, o turbo exerce sobre cada pistão uma força comparável ao peso de quatro elefantes. ### Sistema de recuperação de energia (ERS) O ERS inclui o MGU-H, o MGU-K e as baterias, e deve ser capaz de armazenar até 4 MJ de energia por volta. A massa das baterias é limitada a 20-25 kg, o que é suficiente para essa capacidade de 4 MJ. Desde o surgimento do KERS em 2007, as baterias perderam 87 kg, oferecendo uma capacidade de armazenamento muito superior e uma descarga mais rápida. A Mercedes reivindica um ganho de eficiência de 56% desde a regulamentação de 2009.
MGU-K – montado no eixo traseiro, este dispositivo captura a energia cinética quando o piloto freia. Um motor de fricção bloqueia as rodas, transforma a energia cinética em eletricidade e a armazena na bateria. A carga armazenada pode então ser liberada para adicionar até 161 cv (121 kW) sob demanda. Limites técnicos: 50.000 rpm, 2 MJ armazenados por volta, 4 MJ podem ser fornecidos e a potência máxima pode ser usada por 33,3 segundos.
MGU-H – localizado entre a turbina e o compressor do turbo, ele recupera o calor dos gases de escape. Ao contrário do MGU-K, o MGU-H pode funcionar continuamente, alimentando diretamente o MGU-K ou recarregando a bateria. Sua rotação máxima é de 125.000 rpm e não tem limites práticos em termos de energia armazenada ou fornecida. Todos esses subsistemas são orquestrados por componentes eletrônicos de controle sofisticados. Os calculadores eletrônicos modernos decidem a cada momento a fonte de energia a ser usada, a quantidade de energia a ser retirada da bateria e a intensidade da recuperação da energia de frenagem. Os pilotos podem alterar essas configurações a partir do volante, mas a lógica subjacente funciona automaticamente. ### Confiabilidade e reutilização de componentes
Há várias temporadas, a FIA exorta os fabricantes a construírem motores capazes de sobreviver a várias corridas, um objetivo facilitado pela redução pela metade da cilindrada, que passa de 12 L para 1,6 L, e pela imposição de um limite de rotação. No entanto, a própria complexidade dos atuais grupos motopropulsores aumenta o risco de avaria: todos os elementos estão interligados, pelo que uma única falha pode pôr fim a uma volta. O número e a interligação dos componentes dominam agora o quadro da fiabilidade.
Distribuição típica dos componentes por piloto (2020-2021) – Motor de combustão interna: 3 unidades – MGU-K: 2 unidades – MGU-H: 3 unidades – ES (baterias): 2 unidades – CE (eletrônica): 2 unidades
A evolução desses sistemas reflete a história mais ampla dos motores de F1, uma história de adaptação contínua e escalada tecnológica.
O rugido de um carro de Fórmula 1 mudou consideravelmente nas últimas quatro décadas, passando dos estrondosos V12 dos anos 80 para os silenciosos motores híbridos de hoje. Essa história é marcada por uma redução constante no tamanho dos motores e pela sua eletrificação, motivadas tanto por regulamentações quanto pela busca por eficiência.
Antes de 1990, as equipes podiam escolher entre motores V12, V10 ou até V8, cada um com sua potência bruta. Os anos 90 viram o surgimento do V10 como arquitetura dominante, um equilíbrio entre velocidade e confiabilidade que definiu toda uma geração de corridas. Uma mudança decisiva ocorreu em 2001, quando a FIA impôs um V10 de 3 litros, uniformizando assim a cilindrada no grid de largada. Seis anos depois, a fórmula foi novamente alterada: um V8 de 2,4 litros tornou-se obrigatório, marcando o primeiro grande passo deste desporto em direção a motores mais pequenos e mais económicos em termos de consumo de combustível. A introdução do KERS em 2009 acrescentou uma nova dimensão elétrica, permitindo aos pilotos recuperar e reutilizar energia para pequenos impulsos de potência adicional. Essa experiência abriu caminho para a reformulação de 2014, quando o campeonato adotou motores V6 turbo-híbridos de 1,6 litros equipados com um sistema ERS completo – o MGU-K (cinético) e o MGU-H (térmico) – transformando o calor residual e a energia de frenagem em uma vantagem competitiva. Hoje, apenas três fabricantes fornecem esses motores sofisticados: Mercedes, Renault e Ferrari. A Honda, parceira de longa data, retirou-se após a temporada de 2021, o que levou a Red Bull a lançar seu próprio programa de motores a partir de 2022. A lista de antigos fornecedores parece um panteão da ambição automotiva: BMW, Peugeot, Toyota e muitos outros vieram e se foram, cada um deixando uma marca na evolução técnica do esporte.
