De evolutie van Formule 1-motoren: hoe de krachtbronnen in 2026 groener worden

Ruim zeventig jaar geleden werd de Formule 1 een officieel kampioenschap. Het verbaast dan ook niet dat de motoren sindsdien een enorme verandering hebben doorgemaakt. Het eerste tijdperk van motoren was in 1950 toen er twee soorten krachtbronnen waren, namelijk met en zonder supercharger. Dit is een compressor die bedoeld is om meer lucht in de motor te pompen en dat levert een klap extra kracht op.

Door het extra vermogen mocht deze krachtbron slechts een cilindercapaciteit van 1,5 liter hebben, terwijl de motoren zonder supercharger een capaciteit van 4,5 liter mochten hebben. De Alfetta 158 van Alfa Romeo bleek met supercharger oppermachtig, nadat dit team elke deelgenomen race won. Het jaar daarna kreeg de Italiaanse renstal er een tegenstander bij uit hetzelfde land, namelijk Ferrari. Deze bewees dat ook een motor zonder supercharger erg sterk kan zijn, want het team won drie races. Toch was Alfa Romeo net iets sterker met vier overwinningen.

De twee daaropvolgende jaren was Ferrari, na het vertrek van het andere Italiaanse team, de oppermachtige. Toch was de meest opvallende motor in dit tijdperk die van BRM. De V16 van het team, met een slagvolume van 1,5 liter, wist wel 600 paardenkrachten te generen en 12.000 rpm. Echter bracht deze weinig succes, vanwege onder andere de omvang en de slechte betrouwbaarheid.

In 1954 brak met nieuwe reglementen het tweede motorentijdperk aan. De motorcapaciteit werd flink lager, namelijk 2,5 liter. Voor krachtbronnen met supercharger werd dit slechts 750cc. Dat was zelfs minder dan een personenauto, waardoor niemand ermee reed. Waar tot 1957 motoren standaard voorin de auto lagen, was dit het jaar waarin daar een verschuiving in kwam. De eerdere plaats van de krachtbron zorgde voor een hoop onderstuur en daarom kozen teams er vanaf dat jaar bijvoorbeeld voor om de motor in het midden of achterin de auto te plaatsen, zoals de Cooper T43. Stirling Moss won met deze motor in het midden van zijn auto de eerste race van 1958.

Vanaf 1961 kwam er een nieuw tijdperk wat betreft de krachtbron. Doordat de Formule 1-wagens te hard reden met minimale veiligheid, werd gekozen voor een motorcapaciteit van slechts 1,5 liter. In de basis produceerde dit slechts 150 paardenkracht, maar door de jaren heen ontwikkelden de auto’s zodat er 250 pk kon worden aangetikt.

In 1966 kwamen er opnieuw nieuwe reglementen. Deze boden de keuze tussen een 1,5 liter turbomotor, of een atmosferische motor met drie liter slagvolume. De meeste teams kozen voor de tweede optie in de vorm van een V8. Toch werd in deze periode opnieuw geëxperimenteerd en zo kwam BRM met opnieuw een bijzonder ontwerp, namelijk een H16. Een leuk idee, maar de twee V8’s bovenop elkaar waren erg zwaar en hadden een hoop benzine nodig. Ook was deze krachtbron, net als de V16 die het team eerder had, erg onbetrouwbaar. Zo finishten de auto’s met deze motor 27 van de veertig races niet.

In dit tijdperk werd ook aerodynamica een groter onderdeel van de sport. Door de lange duur van dit tijdperk werden er bijzondere oplossingen bedacht, zoals een V12 van 180 graden (dus in principe een flat 12). Hierdoor kon de luchtstroom richting de achtervleugel praktischer worden ingedeeld, omdat de motor laag in de auto lag en dus minder ruimte in beslag nam.

Aan het einde van de zeventiger jaren werden toch de turbomotoren met een cilinderinhoud van 1,5 liter erg populair. Dat was dankzij de V6 van Renault in 1977. Deze genereerde wel zevenhonderd pk, maar niet vanaf het eerste moment, want de motor blies geregeld op dankzij de enorme hitte die het produceerde. Daarom kreeg deze de bijnaam ‘de gele theepot’. Toch won het team van Renault twee jaar later zijn eerste race, waarna er nog veertien overwinningen volgden tot en met 1983.

Andere teams zagen het succes van Renault en namen de turbomotoren over. Evoluties hierin zorgden ervoor dat de auto’s op een gegeven moment 1.400 pk konden generen. Dit was enkel in de kwalificatie en dit hield de motor kort vol, omdat hij daarna opblies. Dit zorgde voor gevaarlijke toestanden. De FIA vond dat er daarom nieuwe reglementen moesten komen en daarmee kwam er een nieuw tijdperk vanaf 1989. Dat jaar werden de turbomotoren verboden, maar de cilinderinhoud voor de atmosferische motor werd wel opgeschroefd naar 3,5 liter.

Door de nieuwe reglementen moesten teams hele nieuwe krachtbronnen bouwen en dat bleek toch best lastig. De beste dat jaar was de Honda in de McLaren die met een V10 tot aan 685 pk kon generen, maar ook in dit tijdperk werd weer veel geëxperimenteerd. Dankzij de turbomotoren van eerdere jaren, hadden teams toch belangrijke kennis die ze konden gebruiken. Zo werd voor de turbo’s titanium gebruikt, omdat dat nodig was voor de heftige krachten die de motor produceerde. Vanaf 1989 werd dit echter ook een handig middel om de krachtbron lichter te maken.

Toen Honda in 1992 McLaren verliet, werd de Renault-motor de sterkste in het begin van de jaren negentig en won Williams daarmee twee keer het kampioenschap. In 1994 was de Ford het sterkst in de Benetton van Michael Schumacher. Een jaar later kwamen er echter opnieuw andere reglementen, die toestonden dat de power-units slechts een cilinderinhoud van drie liter mochten hebben. De meeste teams kozen voor V10’s, omdat die een vergelijkbare kracht had met de V12, maar de betrouwbaarheid was beter en deze verbruikte minder brandstof. De V10 genereerde tot wel negenhonderd pk.

Om de verkleining in cilinderinhoud te compenseren, kozen motorleveranciers voor hoge toerentallen die tot bijna 19.000 toeren per minuut kwamen. Hierdoor produceerde deze motoren bijna hetzelfde aan vermogen als de turbo’s, maar klonken nog eens ook heel mooi. In 2003 was het toppunt wat betreft toerenaantal. De BMW P83 met een V10 in de Williams kwam tot wel 19.200 rpm.

In 2006 kwam er een nieuw tijdperk met negentig graden V8’s met 2,4 liter slagvolume. Dat jaar kwamen de Honda- en Cosworth-motor boven de 20.000 rpm. Dit leidde een jaar later tot de regel dat het maximum toeren per minuut onder 19.000 moest zijn. In 2009 werden Kinetic Energy Recovery Systems (KERS) legaal. Hiermee kon remenergie worden opgeslagen, in plaats van dat het werd omgezet in warmte. Deze werden gebruikt door McLaren, Ferrari, Renault en BMW. Het daaropvolgende jaar werd dit echter niet gebruikt, om vervolgens in 2011 terug te keren, hetzelfde jaar dat het Drag Reduction System (DRS) werd geïntroduceerd. Uiteindelijk konden tussen 2010 en 2013 de krachtbronnen wel tot achthonderd pk generen.

In 2014 ging het volgende tijdperk van start met turbo-hybride motoren. Dit betekent dat een deel van de motor werkt op elektrische energie en een deel op de turbo’s die weer terug van weg waren, omdat de cilinderinhoud slechts 1,6-liter werd. Kritiek ontstond op de V6, omdat het overweldigende geluid van de krachtbron weg was. Dit kwam door een limiet van 15.000 rpm en de turbochargers. Wel konden de motoren tot wel duizend pk leveren.

De nieuwe regelgeving stond kinetische en warmte-ERS (Energy Recovery System) toe. ERS is, net als KERS, een systeem om kinetische energie op te slaan in de vorm van elektriciteit, maar deze kan ook warmte van de uitlaatgassen in elektriciteit omzetten en opslaan, om later om te zetten in vermogen. De termen MGU-H (waarbij de ‘H’ staan voor heat) en MGU-K (waarbij de ‘K’ staat voor kinetic energy) zijn daarmee populair geworden. Het oppermachtige team is dit tijdperk duidelijk, want elk constructeurskampioenschap wordt hier gewonnen door Mercedes.

In 2021 zou een nieuw tijdperk ingaan, maar vanwege de coronapandemie werd dit een jaar verzet. Dit zijn de motoren die momenteel gebruikt worden en zijn nog steeds een V6 met een cilinderinhoud van 1,6 liter. Het doel van deze generatie krachtbronnen is voornamelijk bedoeld om kosten te besparen, het ontwerp te vereenvoudigen en de komst van nieuwe motorleveranciers te stimuleren. Teams mogen bijvoorbeeld slechts drie motoren per auto in een jaar gebruiken. Het eerste seizoen van dit tijdperk is momenteel bijna voorbij en de Honda in de RB18 van Red Bull Racing blijkt het sterkst, want het team wist voor het eerst na acht jaar de dominantie van Mercedes te doorbreken.

Vanaf 2026 zullen er dus opnieuw andere reglementen komen wat betreft de motoren. Opnieuw blijft de 1,6 liter hybride V6-turbo, maar het MGU-H-systeem wordt dan niet meer gebruikt. Het is de bedoeling dat deze krachtbron een stuk duurzamer zal worden. Zo moeten de motoren meer gaan leunen op het hybride systeem en zal zo’n 470 pk moeten leveren en ook gaat er gereden worden op honderd procent duurzame brandstof. De toekomst van de sport richt zich voor nu voornamelijk op duurzamer worden, maar natuurlijk zal de pracht van de sport er zo min mogelijk onder lijden.