Power unit Ferrari: tecniche predittive per valutare lo stato di salute

Ferrari, nell’ultimo round della F1, ha sostituito gran parti delle componenti relative alla power unit. Una delle più grandi sfide per i costruttori è proprio la gestione delle unità di potenza, attraverso una virtuosa rotazione che consenta di non superare le omologazioni massimali imposte dalla FIA. Il 2025 è l’ultimo anno, è il canto del cigno di un’architettura sostanzialmente identica a quella disciplinata nel 2014.

Il team di Maranello anticipa in tempi per una ragione

I motoristi hanno ormai una grande conoscenza dell’attuale tecnologia, idea per la durabilità del nucleo delle monoposto di F1. Nel corso dell’ultimo decennio la Federazione Internazionale ha imposto normative sempre più astringenti in merito al tetto massimo di componenti utilizzabili nel corso della stagione. Contestualmente il numero di Gran Premi presenti in calendario è in continuo aumento.

A pesare ulteriormente sulla vita dei propulsori si somma la presenza di ben sei sprint weekend. La prossima tappa del mondiale, in programma a Miami, sarà il secondo fine settimana della stagione con formato sprint, dopo quello disputato in Cina. Restringendo il perimetro di osservazione alla Ferrari, ricorderemo come il team italiano abbia omologato la seconda power unit stagionale su ambedue le vetture.

A influire su una questo mossa apparentemente prematura è la natura del tracciato saudita, dove disporre della massima potenza rappresenta un fattore fondamentale. La sostituzione della prima unità del motore Ferrari 066/15 sulle monoposto di Charles Leclerc e Lewis Hamilton non è dettata quindi da nessun allarme in termini di affidabilità, ma solo per poter disporre di tutta la cavalleria nominale dei motori.

È infatti necessario ricordare che nel corso del proprio ciclo di vita, le power unit perdono potenza massima a fronte della fisiologica usura delle parti meccaniche che la compongono. L’unità numero 1 sostituita sulle monoposto italiane, tuttavia, saranno certamente sfruttate nelle prove libere dei prossimi Gran Premi, oppure in qualifica e gara nei tracciati poco esigenti per i propulsori (vedi Monaco).

In tal senso è ancora più significativa la performance della McLaren di Piastri. Al contrario della storica scuderia modenese, infatti, ma pure di Red Bull, pur utilizzando l’unità di potenza Mercedes omologata in Australia, con molti più chilometri della concorrenza sul groppone, disponendo di qualche cavallo in meno, ha comunque condotto in fine settimana in linea con le aspettative di prestazione.

Power unit, longevità motori a combustione interna e trasmissioni

L’attrito e il calore sono i nemici del motore endotermico. Lo sfregamento della pati meccaniche causa l’usura di pistoni, cilindri e albero motore, compromettendo le minime tolleranze tra le parti, rendendo il motore meno efficiente. In parole povere, il maggiore chilometraggio di una unità di potenza ha come diretta conseguenza la disponibilità di minore potenza rispetto a un motore nuovo.

Il calore fa sì che le parti si espandano e contraggono quando si raffreddano, accelerando la degradazione di oli, guarnizioni e altre parti. I costruttori forniscono anche ai propri clienti informazioni sul “ciclo di vita” delle power unit. Tuttavia, tali documentazioni, elaborate dopo numerose sessioni sui banchi prova e sulla scorta dei dati delle passate stagioni, non sono sufficienti per garantire l’affidabilità degli elementi di una unità turbo-ibrida.

Per quanto concerne i motori a combustione interna, i costruttori, unitamente ai fornitori di lubrificanti, realizzando accurate analisi in maniera costante. La ragione è molto semplice: andare alla ricerca di eventuali crepe e usura, così come i controlli sull’olio motore che possono prevedere eventuali segni di degrado. In tal senso, il supporto fornito dai partner tecnici è vitale per garantire l’affidabilità di un propulsore.

Ferrari, le tecniche predittive

Nel corso del fine settimana di gara, la Ferrari si appoggia a Shell per esaminare in diversi momenti i campioni di lubrificante delle power unit. La motivazione non è solo quella di verificare la conformità regolamentare del campione rispetto ai rigidi criteri imposti dal regolamento tecnico. L’usura interna del motore, infatti, rilascia minuscole particelle di metalli che galleggiano nell’olio motore. Principalmente tre: rame, ferro e alluminio.

Report Shell su un campione di lubrificante – Credit: @EngineeringExplained

Si analizza quindi il lubrificante utilizzando metodi spettroscopici per verificare lo stato di salute del motore. I partner come Shell, che lavorano da anni con Ferrari, conoscono la metallurgia del propulsore. Per questo nel corso del ciclo di vita del motore sanno esattamente quanti ioni dei metalli è lecito rilevare in un campione di olio in base al chilometraggio della power unit.

Dato che gli attuali motori endotermici sono realizzati con materiali diversi, in base alla rilevazione di specifici metalli, è possibile al tempo stesso è possibile avvalersi di una risoluzione dei problemi in merito a quale parte del motore si stia usurando, in modo troppo accentuato o quantomeno anomalo. Un vantaggio mica da poco che di fatto può evitare grattacapi tenendo sotto controllo tutti gli elementi.

A tale scopo vengono utilizzati spettrometri a emissione ottica per determinare con precisione la composizione elementare in olio lubrificante. Strumenti di analisi che non richiedono alcuna diluzione del campione, capaci di fornire un’analisi in solo 30 secondi in merito alla eventuale presenza di oltre 30 tipi di metalli da usura. Lo stesso esame viene realizzato attraverso campioni di lubrificante prelevati dalla scatola del cambio.

Autore: Roberto Cecere – @robertofunoat 

Immagini: Ferrari – Shell – F1Tv