Este artigo ofrece un esquema dos motores de Fórmula Un, tamén chamados Unidades de potencia de Fórmula Un desde a era híbrida que comezou en 2014. Desde a súa creación en 1947, a Fórmula Un utilizou unha variedade de regulacións de motores. As "fórmulas" que limitaban a capacidade do motor utilizáronse regularmente nas carreiras de Gran Premio desde despois da primeira guerra mundial. As fórmulas do motor divídense segundo a época.
Funcionamento Actualmente, a Fórmula 1 utiliza motores de explosión V6 de 90 graos con turbo de catro tempos de 1,6 litros con dobre árbore de levas en cabeza. Presentáronse en 2014 e desenvolvéronse nas tempadas posteriores.
A potencia que produce un motor de Fórmula Un xérase ao funcionar a unha velocidade de rotación moi alta, ata 20.000 revolucións por minuto (rpm). Non obstante, están limitados electronicamente a 15.000 desde a tempada .Engine / gearbox Understanding the Sport, Official Formula 1 Website Isto contrasta cos motores de coche de estrada de tamaño similar, que normalmente funcionan a menos de 6.000 rpm. A configuración básica dun motor de Fórmula Un de aspiración natural non se modificou moito desde o Ford Cosworth DFV de 1967 e a presión efectiva media mantívose nuns 14 bar.F1 Engine Power Secrets , Ian Bamsey, xuño 2000 RACER magazine Ata mediados da década de 1980 os motores de Fórmula Un estaban limitados a unhas 12.000 rpm debido aos tradicionais resortes metálicos utilizados para pechar as válvulas. A velocidade necesaria para operar as válvulas do motor a maiores rpm requiriu resortes cada vez máis ríxidos, que aumentaron a potencia necesaria para impulsar a árbore de levas e as válvulas ata o punto de que a perda case compensaba a ganancia de potencia co aumento das rpm. Substituíronse por resortes de válvulas pneumáticos introducidos por Renault en 1986,> que inherentemente teñen unha taxa de alza (progresiva) que lles permitiu ter unha frecuencia de resorte extremadamente alta a grandes carreiras de válvulas sen aumentar moito os requisitos de potencia motriz a carreiras máis pequenas, reducindo así a perda de potencia global. Desde a década de 1990, todos os fabricantes de motores de Fórmula Un usaban resortes de válvulas pneumáticos co aire a presión que permitía aos motores alcanzar velocidades superiores a 20.000 rpm.
Motor de carreira curta Os coches de Fórmula Un usan motores de carreira curta. Para funcionar a altas velocidades do motor, a carreira debe ser relativamente curta para evitar fallos catastróficos, xeralmente da biela, que está sometida a esforzos moi grandes a estas velocidades. Ter unha carreira curta significa que é necesario un diámetro relativamente grande para alcanzar un desprazamento de 1,6 litros. Isto resulta nunha carreira de combustión menos eficiente, especialmente a baixas revolucións.
Ademais do uso de resortes de válvulas pneumáticos, a saída de altas revolucións dun motor de Fórmula Un foi posible grazas aos avances na metalurxia e no deseño, permitindo que pistóns e bielas máis lixeiros resistan as aceleracións necesarias para acadar velocidades tan altas. O deseño mellorado tamén permite extremos de biela máis estreitos e, polo tanto, rodamentos principais máis estreitos. Isto permite maiores revolucións con menos acumulación de calor perxudical para os rodamentos. Para cada carreira, o pistón pasa dunha parada virtual a case o dobre da velocidade media (aproximadamente 40 m/s) e despois volve a cero.
Isto ocorre unha vez para cada un dos catro golpes do ciclo: un de admisión (abaixo), un de compresión (arriba), un de potencia (encendido abaixo), un de escape (arriba). A aceleración máxima do pistón prodúcese no punto morto superior e sitúase na rexión de 95.000 m/s2, unhas 10.000 veces a gravidade estándar (10.000 g).{ {Cita necesaria|data=abril de 2021}} thumb|dereita|Este motor Alfa Romeo 159 sobrealimentado L8 pode producir ata . thumb|Motor V12 sobrealimentado de 1,5 litros do Ferrari 125
Historia Os motores de Fórmula Un pasaron por unha variedade de regulacións, fabricantes e configuracións ao longo dos anos.
1947–1953 Nesta época utilizábanse as normas de motores voiturette de antes da guerra, con motores atmosféricos de 4,5 L e sobrealimentados de 1,5 L. As 500 Millas de Indianápolis (que foi unha rolda do Campionato do Mundo de Pilotos desde 1950 en diante) utilizou a normativa de Gran Premio de preguerra, con motores de 4,5 L atmosféricos e 3,0 L sobrealimentados. O rango de potencia era de ata , aínda que o BRM Type 15 de 1953 alcanzou cun motor sobrealimentado de 1,5 L.
En 1952 e 1953, o Campionato do Mundo de Pilotos realizouse segundo os regulamentos da Fórmula 2, pero os regulamentos da Fórmula 1 existentes permaneceron en vigor e aíndacelebráronse unha serie de das carreiras de Fórmula Un naqueles anos. thumb|Un V8 de 2,5 L nun Lancia-Ferrari D50 (1955–1956)
1954–1960 O tamaño do motor de aspiración natural reduciuse a 2,5 L e os coches sobrealimentados limitáronse a 750 cc. Ningún construtor construíu un motor sobrealimentado para o Campionato do Mundo. As 500 Millas de Indianápolis continuou a usar antigas regulacións anteriores á guerra. O rango de potencia foi de ata .
1961–1965 thumb|Porsche 804 tiña un ventilador para arrefriar o motor 8 en liña arrefriado por aire Introducida en 1961 entre algunhas críticas, a nova fórmula de motor reducido 1,5 L tomou o control da F1 así como todos os equipos e fabricantes cambiaron de coches de motor dianteiro a motor central. Aínda que inicialmente estes tiñan pouca potencia, en 1965 a potencia media aumentara case un 50% e os tempos por volta eran máis rápidos que en 1960. A antiga fórmula de 2,5 L mantívose para as carreiras de Fórmula Internacional, pero isto non tivo moito éxito ata a presentación das Tasman Series en Australia e Nova Zelandia durante a tempada de inverno, deixando os coches de 1,5 L como os monoprazas máis rápidos de Europa durante este tempo. O rango de potencia estaba entre e . thumb|Un motor de Fórmula 1 British Racing Motors H16 de 1968, 64 válvulas
1966–1986 thumb|Un Cosworth DFV motor V8 de Fórmula Un de 3 litros thumb|Motor turbo Renault de 1,5 litros
En 1966, con coches deportivos capaces de superar aos de Fórmula Un grazas a motores moito máis grandes e potentes, a FIA aumentou a capacidade do motor a 3,0 L atmosféricos e 1,5 L comprimidos. Aínda que algúns fabricantes reclamaban motores máis grandes, a transición non foi doada e 1966 foi un ano de transición, con versións de 2.0 L dos motores BRM e Coventry-Climax V8 utilizados por varios participantes. A aparición do Cosworth DFV de produción estándar en 1967 fixo posible que os pequenos fabricantes se unisen á fórmula 1 cun chasis deseñado internamente. Os dispositivos de compresión permitíronse por primeira vez desde , pero non foi ata cando unha empresa tivo realmente o financiamento e o interese de construír un, cando Renault estreou o seu novo motor turboalimentado Gordini V6 no Gran Premio do Reino Unido dese ano en Silverstone. Este motor tiña unha vantaxe de potencia considerable sobre os motores Cosworth DFV, Ferrari e Alfa Romeo de aspiración natural. A principios da década de 1980, Renault demostrara que o turbocompresor era o camiño a seguir para manterse competitivo na Fórmula Un, especialmente en circuítos de grande altitude como Kyalami en Suráfrica e Interlagos no Brasil. Ferrari presentou o seu novo motor V6 turboalimentado en 1981, antes de que o propietario de Brabham Bernie Ecclestone conseguise persuadir a BMW para que fabricase un Motor de catro cilindros en liña turbos para o seu equipo a partir de . En , Alfa Romeo presentou un turbo V8 e, a finais dese ano, Honda e Porsche introduciran os seus propios turbos V6 (este último bautizado como TAG en deferencia á empresa que proporcionou o financiamento). Cosworth e a empresa italiana Motori Moderni tamén fabricaron turbos V6 durante a década de 1980, mentres que Hart Racing Engines fabricou o seu propio motor turbo 4 en liña. A mediados de 1985, todos os coches de Fórmula Un funcionaban cun motor turboalimentado. O motor turbo 4 en liña de BMW, o M12/13, produciu ao redor de con máis de 5 bares de impulso no equipamento de cualificación, pero desaxustouse para producir entre nas especificacións da carreira. Impulsaba o Brabham BT52 de , co que Nelson Piquet gañou o Campionato de Pilotos dese ano. En , as cifras de potencia estaban alcanzando niveis sen precedentes, con todos os motores superando os durante a cualificación con presións de sobrealimentación do turbo sen restricións. Isto observouse especialmente cos motores BMW dos coches de Benetton, que alcanzaban uns 1.400 cv (1.040 kW) cunha presión de sobrealimentación de 5,5 bar durante a cualificación. Non obstante, estes motores e caixas de cambios eran moi pouco fiables debido á inmensa potencia do motor, e só durarían unhas catro voltas. Para a carreira, o impulso do turbocompresor restrinxiuse para garantir a fiabilidade do motor, pero os motores aínda producían 850 - 1000 durante a carreira. O rango de potencia de 1966 a 1986 foi de a , turbos de a en equipamento de carreira e en cualificación, ata . Tras as súas experiencias en Indianápolis, en 1971 Lotus fixo algúns experimentos sen éxito cunha turbina Pratt & Whitney montada no chasis que tamén tiña tracción nas catro rodas.
1987–1988 Tras o dominio do turbo, permitiuse a indución forzada durante dúas tempadas máis antes da súa eventual prohibición. O regulamento da FIA limitaba a presión de sobrealimentación a 4 bar na cualificación en 1987 para 1,5 L turbo e permitiu unha fórmula maior de 3,5 L. Estas tempadas aínda estiveron dominadas polos motores turboalimentados, o Honda RA167E V6 que forneceu a Nelson Piquet gañando a tempada de Fórmula Un de nun Williams tamén gañando o campionato de construtores, seguido do TAG-Porsche P01 V6 en McLaren, logo de novo Honda co RA166E anterior para Lotus e logo o propio 033D V6 de Ferrari. thumb|Un Honda RA168E turbo V6 de 1988 O resto da grella foi alimentado polo Ford GBA V6 turbo en Benetton, co único motor de aspiración natural, o Ford-Cosworth DFZ derivado do DFV V8 de 3,5 L con en Tyrrell, Lola, AGS, March e Coloni. O potente BMW M12/13 de catro en liña que montado no Brabham BT55 inclinado case horizontalmente e en posición vertical baixo a marca Megatron en Arrows e Ligier, producía a 3,8 bar en equipamento de carreira e un incrible a 5,5 bar de aumento nas especificacións de cualificación. Zakspeed estaba construíndo o seu propio motor turbo de catro en liña, o Alfa Romeo ía alimentar aos Ligiers cun catro en liña, pero o acordo fracasou despois de que se realizaran as probas iniciais. Alfa aínda estaba representada polo seu antigo 890T V8 usado por Osella, e Minardi estaba propulsado por un Motori Moderni V6.
En , seis equipos (McLaren, Ferrari, Lotus, Arrows, Osella e Zakspeed) continuaron con motores turboalimentados, agora limitados a 2,5 bar. O turbo V6 de Honda, o RA168E, que producia a 12.300 rpm na clasificación, impulsou o McLaren MP4/4 co que Ayrton Senna e Alain Prost gañaron quince das dezaseis carreiras entre eles. O Gran Premio de Italia gañouno Gerhard Berger no Ferrari F1/87/88C, impulsado polo propio V6 turbo do equipo, o 033E, cuns a 12.000 rpm en clasificación. O Honda turbo tamén alimentaba o 100T de Lotus, mentres Arrows continuou co turbo BMW con marca Megatron, Osella continuou co Alfa Romeo V8 (agora como marca Osella) e Zakspeed continuou co seu propio turbo 4 en liña. Todos os demais equipos utilizaron motores V8 de 3,5 L de aspiración natural: Benetton utilizou o Cosworth DFR, que producía a 11.000 rpm, Williams, March e Ligier utilizaron o Judd CV, producindo , e o resto da grella usou o Cosworth DFZ do ano anterior.
1989–1994 thumb|Un Renault RS2 V10 de 1990