F1のエンジンパワーは、1,600ccターボエンジンとMGU-Kモーター（161hp)の合計となる。
2014年から導入されているダブルハイブリッドによるパワーユニット、2020年に到達した馬力を確認してみましょう。
各メーカーはパワーを公表しません、数値はGPSデータより加速度とドラッグから割り出され、未確認情報として海外サイトが発信しています。
ドラッグを完全にトレースできないため全ては机上の憶測となります。
F1のエンジンパワー推移
2017年頃よりのパワーを表にしてみました。
| メーカー | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | ICE単体 |
|---|---|---|---|---|---|
| メルセデス | 949 | 960 | 990 | 1,022 | 861 |
| ホンダ | 881 | 925 | 950 | 994 | 833 |
| ルノー | 907 | 930 | 945 | 985 | 824 |
| フェラーリ | 934 | 960 | 1040 | 980 | 819 |
シングルエンジンモードになったイタリアGPで、メルセデスは0.1秒失ったとの情報があり、それを馬力換算すると5hp程度となります。
このようにホンダは当初2番手であると言われていましたが、シングルモード以降はルノーより若干劣る3番手だと、経験豊富な海外ジャーナリスト達は認識しているようです。
パワー差を作り出すものとは？
2020年スペインGP予選エンジン回転数（赤がコントロールライン）
燃料流量規制は回転数に比例して上昇し、10,500rpmで最大値100kg/hとなります。4速以上の常用最高回転数はメルセデスで12,200rpmぐらい、ホンダは11,600rpmほどとなっています。
燃料は増やせないのにパワーを上げるために必要なものは、空気以外には無い。F1にはブースト圧制限がありません、シリンダーに送り込む空気を増やし、少ない燃料で爆発させる技術の開発競争となっています。
空燃比が異様に高いリーンバーンターボエンジンは、プレチャンバーでリッチな燃料に点火して火炎ジェットを発生させ、燃焼室全体を均一に着火させる技術が使われている。
よって、パワー差を生み出すのものは以下になります。
- ブースト圧
- 圧縮比
高いブースト圧を達成するには、大きなコンプレッサーが必要になり、高い圧縮比を達成するには小さな燃焼室が必要になります。
どちらもシリンダー内の熱が増加して冷却損失が増大する。そして、高すぎる熱はピストンやバルブなどを溶解してしまう。
燃料を噴射するインジェクターには、噴射回数制限がありません。圧縮工程で数回に分けて噴射、気化熱を利用して温度を下げています。
メルセデスが優れている点は、これらの数値が高い事になり、エンジンの作動温度を上昇させた事やコンプレッサー付近のパイピングが強化されている点などが指摘されています。
エンジンに密着しているMGU-Kを序盤戦すぐに2基目を投入したり、終盤に燃えてしまったりとトラブルが多かったのは、エンジンの作動温度が上がった事による、熱の影響が大きく関わるのではないでしょうか。
F1では基本的に、エンジン冷却水は約130℃、モーター作動最高温度85℃と言われています。
2021年のパワーはどうなるのか？
メルセデスは20hpを更に上乗せするとの情報があり、元フェラーリのロレンソ・サッシが燃焼室改善に向けて、大きな役割を担っているとの事です。
確か、フェラーリでスチール製ピストンを提案していたと記憶している。
新しい合金の使用により、更に熱に強く、爆発力に強くなるのだろうか？2020年メルセデスは一つの壁を突破したと思う、どこまで行くのか全く予想出来ない。
フェラーリはやっとと言うべきなのか、オイルや燃料のグレーゾーン使用が出来なくなり、本来必要である開発を行っている。テストベンチでは50hp増加したと一部で言われているが、耐久性に問題があり30hpの増加がやっとらしい。
ホンダはパワー的に劣るが、マシンパッケージングに対して優位性がある事はレッドブルが証明している。見るからに低重心になるように配置されているエキゾーストや全体的なサイズは一番小さい。ホイールベース規制が行われる2022年は、利点が大きいと思うけど、撤退してしまう。
新構造となるPUを投入するが、初期トラブルや様々なバランスが取れている状態でスタートできるのかが気がかりである。
ルノーの噂は全く無く不気味、現行コンセプトはもう伸びしろが無いと発言して、2021年に向けて新しいコンセプトを用意していると言われる。メルセデスやホンダに追従するセパレートタイプになるのだろうか？
さぁ、ホンダ最終年はどうなるんだろうか・・・。
コメント Comments
コメント一覧
マクラーレンTAGポルシェターボ がコメント
2021-01-10 10:12
ルノーPUもフェラーリPUも、新型セパレート式を２０２１年の車体に搭載するとすれば、２０２２年新F1に備えてトラブルシューティングに充てるための１年間になるでしょうか？
ルノーは現行PUのままのような気がするのですが、フェラーリの方がPUを思い切った仕様にする予感がします。
ホンダも最後のシーズンなので、やり残しも無く悔いの無いPUを準備用意するのでメルセデスも警戒してはいると思いますが？
じゅんた がコメント
2021-01-10 12:56
去年のルノーとフェラーリの差ってこんなもんなんですかね？
確かにフェラーリはドラッグが大きいマシンでしたが、ハースやアルファロメオの結果から考えるともっと差があったように感じます。
それにしても、色々とホンダにとってプラス？とも言うべき方向にF1が向かっているように感じる昨今なだけに、撤退は本当に勿体ない。
Jin(F1モタスポGP管理人) がコメント
2021-01-11 15:31
フェラーリの場合は、ギアボックスが剛性不足で対応にカーボンで包む対策をしている。
ハースとアルファロメオはこの影響も受けてリア回りの空力がダメダメになっています。
フェラーリ系はトークン2をギアボックスに使うと情報が出ました。
エリック がコメント
2021-01-10 14:47
ホンダも、新構造のPUを前倒しで入れてくるとのことですね。
勝手な予想ですがICEの剛性をかなり高めているのではないでしょうか？
それによって、タービンを大型化して過給圧を上げてくると思います。
テストが楽しみです。
Jin(F1モタスポGP管理人) がコメント
2021-01-11 15:36
PUで気がかりな点は、ウェイストゲートが強制では無くなった事。
タービンにかかりすぎた圧力を逃がすためのものですけど、予選モードがなくなった事で無用になるかもしれません。
マスダンパー がコメント
2021-01-11 19:50
流石に今は無しは無理なような気がしますが。。。。MGU-Hにクラッチが付いていれば無くてもいいかもしれませんが。
ピストンや燃焼室の耐ノック性が上がって、高回転高ブースト状態に合わせてタービンの低回転からの立ち上がりをEブーストで補ったとしても、コンプレッサーの効率の良い回転にEブーストによって早く持っていく為に消費電力は増えてしますでしょうし、結果として充電時間も減るはずです。
ブーストが上がれば必然的に１次排圧も上がっていくのでそれをコントロールする為には必要不可欠かと思います。1次排圧を下げる為にエキゾーストハウジングを大きくしたら結局低回転がより苦手になる為にさらにEブースト時間が長くなり電気が必要になるなど悪循環になるような気がします。ですから多少排気を捨てるぐらいの余力がないと発電にも影響が出るのではないでしょうか？無しが成立するのなら多分現在もウエストゲートを動かす必要がなくウエストゲートからの排気音はしていないと思います。
自動車エンジンのように絶えず回転の上下やスロットルの開閉がある状態でターボ(＋発電機)の効率の良い回転を維持するには排気のコントロールは不可欠かと思われます。
昔、予選時にウエストゲートを外していたようですが、エンジンは使い捨てでしたし純トロ混合燃料のの耐ノック性はちょっと想像以上のものがありましたから。
まあ、F1というのは素人が到底思いつかない技をひねり出すところなので何があるか分かりませんが笑
因みにウエストゲートのコントロールによって疑似トラクションコントロールをする事も可能です。まあ、マップの制限の中にウエストゲートの制御も入っていたらダメですけど。
Jin(F1モタスポGP管理人) がコメント
2021-01-11 00:02
コンプレッサーには、ブローオフバルブやリサキュレーションバルブで圧力の逆流を防ぐ、F1では多分シャッターで調整していると仮定。
タービン側は排気口の可変が禁止されているので、ウェイストゲートは必須となるか。
ただ、なぜに強制じゃなくなったのか？メーカー側からの提案が無ければ改定しないでしょうし、無くしたメーカーがそれの提案者か。
がコメント
2021-01-11 01:20
メルセデスPUやホンダPUの方式を「セパレート」とか「スプリット」とか言いますが、
排気ターボと吸気コンプレッサーがシャフト連結されて(中間にMGU-H配置)がスプリット(離れていると言う意味で)で、
排気ターボと吸気コンプレッサーが完全に分かれている(機械連結せずに)がセパレートと思っています。
２０２５年に現行PUも見直しされてMGU-Hは廃止しようとする案も出ているようですが、
MGU-HはICE(内燃機関)の排熱エネルギーを回収(電気エネルギーに変換して)する手段としても残して欲しいと思っています。
その時、吸気コンプレッサーを駆動させるMGU-Hと排気ターボの回転から電気エネルギーとして回収するMGU-Hの２個使いとなれば、
ハイブリッドPUが更に進化して未来のF1に相応しい動力原となる？
完全な電気モーターだけで走るF1は、まだまだ先でも良いかなぁ(^.^)
Jin(F1モタスポGP管理人) がコメント
2021-01-11 01:45
やっと世間に電動ターボが標準化されそうな時にやめるのか、勿体ないなぁ。
もっと規制を明確にすればいいのだけだと思う。
MGU-Hの出力固定、HからES,Kへ無制限はいいけど、K→Hは廃止するとかね。
デプ切れ がコメント
2021-01-20 06:59
すみません少し教えて頂きたいのですが電動ターボ=電動スーパーチャージャーでしょうか？それともMGU-Hの様なものでしょうか、ネットを見ていても曖昧な表現が多くて、よく解らないのです。
Jin(F1モタスポGP管理人) がコメント
2021-01-20 10:22
ターボチャージャー（コンプレッサー+排気タービン）+モーター（MGU-H）だと「電動ターボ」
コンプレッサー+モーターだと「電動スーパーチャージャー」
こんな棲み分けみたいです。
デプ切れ がコメント
2021-01-21 20:42
ありがとうございます、やはりその認識で良いのですね。
がコメント
2021-01-11 07:40
>完全な電気モーターだけで走るF1
FormulaEが既にあるので、だからこそ難しい。
内燃機関を外せないなら水素エンジンやバイオエタノールエンジンとなるが、CO2排出量を考えると水素エンジンか？
とはいえ既に普及し始めているEV（電気自動車）に対抗できるのか？
シェアを先にとられると色々厳しいような。
近所の家のガレージに見慣れない車が…これテスラじゃん！
しばらく見入ってしまいました。
ボッシュモトロニック がコメント
2021-01-11 11:28
ホンダPUの顔？特徴であるプレナムチャンバーの上に配置された熱交換器が、冷却性能に余裕持たせた容量よりもコンパクトになるか？(2019年シーズンのヨーロッパ高温気象は特別異常でした)
新型RA621Hが耐久性重視よりも攻めの姿勢で期待しています。
メルセデスW11がPUの高出力にも関わらずサイドポッド、インダクションポッドのボリューム小さいのには驚きです。
冷却損失の少なさ、高い温度の作動領域性能もメルセデスPUの強み？
ホンダやフェラーリ、ルノーも同じ方向性目指しているでしょうね。
マクラーレンTAGポルシェターボ がコメント
2021-01-22 00:10
マクラーレンがメルセデスPU用の車体MCL35M進行中ですが、
ルノーPU搭載していたMCL35が、
レッドブルやアルファタウリ、アルファロメオと同じ様に、インダクションポッドの膨らみボリュームが大きい(シャークフィンの生え方が浅い？)事から、プレナムチャンバー上部に大型熱交換器を配置していたのが想像出来ました。
メルセデス、フェラーリ、ルノーは、インダクションポッドが小さくシャークフィンが深い。
メルセデスPUに変更して冷却システムにも変化が出てくるか？
(センタークーリングの比重を低くする)
ジェームズ・キーがデザイン手掛ける
MCL35Mの初御披露目、シェイクダウンが楽しみです。
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