Ferrari kiest voor zwaardere stalen cilinderkop in plaats van aluminium: dit is waarom

Ferrari heeft naar verluidt een power unit ontwikkeld voor 2026 met een cilinderkop van gelegeerd staal, terwijl de concurrentie bij aluminium zou zijn gebleven. Maar waarom heeft de Scuderia, waar Charles Leclerc en Lewis Hamilton voor uitkomen, voor staal gekozen en kunnen ze het gat dichten naar Mercedes en Red Bull-Ford?

De F1-bolides van aankomend seizoen zijn volledig op de schop gegaan. Ze worden korter, smaller en lichter, en er wordt actieve aerodynamica geïntroduceerd. De power unit is een V6-turbohybride van 1,6 liter gebleven, maar de verhouding tussen elektrisch vermogen en vermogen vanuit de verbrandingsmotor (ICE) wordt ongeveer 50-50. De accu levert namelijk straks niet 120 maar 350 kilowatt. Ondanks de grotere rol van de batterij en de MGU-K, blijft de ICE niet onbelangrijk. Er worden nog steeds innovaties gedaan op dat gebied, zoals het 'foefje' rondom de compressieverhouding bij Mercedes en Red Bull-Ford, waartegen Audi, Ferrari en Honda kunnen protesteren vanwege twijfels over de legaliteit ervan, of de e-fuel van Aston Martin en Aramco.

Wat is een cilinderkop eigenlijk?

Ferrari heeft ook niet stilgezeten. In de geruchtenmolen horen we dat de Italiaanse formatie twee verschillende power units had ontwikkeld, één met een cilinderkop van aluminium en een ander met een cilinderkop van gelegeerd staal en, in tegenstelling tot de andere F1-teams, zouden ze voor de laatstgenoemde hebben gekozen.

Een cilinderkop maakt deel uit van de verbrandingsmotor, wordt bovenop het cilinderblok gemonteerd en sluit de cilinders daarmee af. De koppakking zit nog tussen de cilinderkop en het motorblok om het hermetisch af te dichten. Formule 1-motoren hebben ieder twee cilinderkoppen, omdat een V6 bestaat uit twee rijen van ieder drie cilinders. De uitsparingen in de cilinderkop bepalen de verbrandingsruimten.

Een cilinder zelf bestaat uit een inlaatklep, ontstekingskaars, uitlaatklep, de zuiger en de drijfstang. Simpel gezegd gaat de zuiger in een cilinder heel snel omhoog en omlaag, en ontbrandt daarbij steeds een kleine hoeveelheid brandstof.

Wat zijn de voordelen van staal ten opzichte van aluminium?

De laatste decennia gebruikten F1-teams aluminium voor de cilinderkop, aangezien het een relatief licht metaal is. Voor 2026 gaat het minimumgewicht van de power unit zelf omhoog van 120 naar 150 kilogram, en dat terwijl de auto zelf minimaal 770 in plaats van 800kg hoeft te wegen. Ze hoeven zich dus minder druk te maken om het gewicht van de motor en dat is iets waar Ferrari goed gebruik van zou hebben gemaakt. Ze hebben hulp van de Oostenrijkse motorspecialist AVL ingeschakeld om hierbij te helpen.

Het nadeel van het gelegeerd staal waar Ferrari voor zou hebben gekozen, is dat het cilinderblok zwaarder wordt ten opzichte van eentje van aluminium. Het voordeel is dat je andere motoronderdelen weer lichter kunt maken. Ferrari zou hierdoor een lichtere batterij en kleine radiatoren hebben kunnen ontwikkelen met als gevolg dat de gehele motor compacter is. Je kunt dan meer spelen met de aerodynamica en wellicht de bolide wat gestroomlijnder maken. Naast dat staal zwaarder is, waardoor andere onderdelen lichter kunnen worden, zou het tevens iets betrouwbaarder kunnen zijn dan aluminium - cruciaal in een seizoen waar veel vraagtekens boven hangen en je niet zo veel mogelijk onderdelen mag gebruiken als je maar wil.

Daar blijft het niet bij. Een cilinderkop van gelegeerd staal in plaats van aluminium zou een hogere druk en een hogere temperatuur aankunnen tijdens het ontstekingsproces in de cilinder. Dit leidt mogelijk tot een efficiëntere verbranding in de ICE. Dat betekent dat je meer vermogen haalt uit een bepaalde hoeveelheid brandstof. Je zou er dan voor kunnen kiezen om met iets minder brandstof aan boord en dus met een iets lichtere auto te racen.

Gerelateerd