Jaký je rozdíl mezi palivem používaným v F1 a silničním palivem?
Pat Symonds: V těchto dnech velmi malý. Pravidla pro paliva jsou velmi přísná a jsou navržena tak, aby se týkala příští generace paliv, která budou dostupná před garážemi. Před několika lety byl například zvýšen obsah biosložky v palivu na 5,75 % v očekávání, že pravidla Evropské unie bude do roku 2020 vyžadovat 10 %.
Původně byly biosložky omezeny na okysličovadla. Uhlovodíky jsou také povoleny, avšak s tím, že dodavatel poskytne doklad o tom, že je vyvíjí pro využití v komerčních palivech. Palivové společnosti se soustředí na využívání "druhé generace" biopaliv, jejich výchozím produktem nejsou potraviny, ale například zemědělský či lesnický odpad.
Téměř 100 % vlastního chemického složení závodního paliva je identických se silničním palivem. To chemické složení je však extrémně složité - palivo se skládá z téměř 200 různých složek. Přesný postup jejich mísení může činit podstatný rozdíl mezi výkonem a spotřebou.
Jak FIA kontroluje legálnost používaného paliva?
PS: Než je týmu umožněno využít určitou směs paliva, její dodavatel musí dodat FIA pro kontrolu dva vzorky. FIA je zanalyzuje s využitím plynové chromatografie - techniky, která účinně vytváří chemickou signaturu v podstatě stejným způsobem, jako vzorek DNA poskytuje biologickou signaturu během policejního vyšetřování.
V různou dobu během závodního víkendu pak FIA odebírá vzorky paliva ze soutěžních vozů a znovu kontroluje chemickou signaturu pomocí stejného vybavení. Sice je povolena drobná tolerance, ale analýza na závodní trati musí být v podstatě stejná, jako ta původní.
Současný 2,4l osmiválec Ferrari s olejovou nádrží v přední části motoru (foto: Scuderia Ferrari)
A co maziva - jsou stejná jako oleje u silničních vozů?
PS: Maziva jsou ve skutečnosti složitější. Mnoho lidí si myslí, že jediným účelem motorového oleje je mazat, ale ten ve skutečnosti také odvádí teplo od kritických dílů. Písty mohou například dosahovat teploty až 350 °C. Pro řízení této teploty jsou vstřikovány proudy oleje na spodní stranu pístů. Olej proto musí mít nejen dobré mazací vlastnosti, ale také vysokou tepelnou kapacitu a schopnost vyrovnat se s těmito teplotami bez zapálení.
Když jede motor na plný plyn a otáčí se rychlostí 18 000 otáček za minutu, musí být olej schopný udržovat povrchy ložisek od sebe, aniž by se zadrhla. Film oleje mezi ložisky dosahuje přibližně 50krát menší tloušťky než je tloušťka lidského vlasu, tenký film má však na životnost motoru zásadní vliv. Pokud selže, motor se sám ve zlomku vteřiny zničí a mnoho z jeho 3 000 drahých součástí se rozsype po dráze!
Olej má proto pět hlavních úloh: mazat, čistit, absorbovat teplo, minimalizovat tření a bojovat proti opotřebení motoru.
Co dělá F1 palivo dobrým palivem?
PS: Zatímco se F1 benzín od toho běžného v našich silničních vozech moc neliší, dá se v rámci pravidel jemně dolaďovat. V mnoha částech světa se palivo v létě liší od toho, které je prodáváno v zimě. Zimní palivo je vlastně o něco čistější, ale myšlenkou je to, že palivo, které kupujete, se mění.
Motor F1 by tuto variabilitu moc neocenil, takže paliva se dělají za laboratorních podmínek, aby se zajistila jejich konzistence. Když vezmete v potaz, že každý tým má během závodního víkendu k dispozici kolem 2 000 litrů benzínu, jedná se o nějaké laboratorní hrátky!
Díky výrobě paliva je za těchto je možné udělat drobné změny, které vyhovují jak návrhu motoru, tak i specifickým potřebám okruhu. Jednou z největších výzev je zajistit, aby palivo fungovalo za vysokých teplot. Dnes není povoleno žádné zvláštní chlazení paliva, jehož teplota se během horkého závodu neustále zvyšuje. Na konci závodu teplota zbývajícího paliva často dosahuje 55 °C.
Při takových teplotách vznikají dva problémy. Vysokotlaké palivové čerpadlo v palivu vytváří bublinky a těkavé složky paliva mají tendenci se odpařovat. To může vést k tomu, že se chemická signatura změní a palivo se stane nelegálním. To je tedy jednou z výzev, s níž se musí dodavatelé paliva vyrovnat.
Michael Schumacher skládá osmiválec Mercedesu (foto: Mercedes AMG F1 Team)
Co se požaduje motorového oleje?
PS: Motorový olej není svázán pravidly, ale musí vykonávat velmi obtížnou práci. Olej do motoru vstupuje typicky při teplotě vyšší než 110 °C, což je mnohem více než u silničních vozů. Na druhou stranu se nemusí vypořádávat s nízkými teplotami, jako běžná auta, protože motor F1 je zahříván, dokud teplota oleje nedosáhne 50 °C před tím, než je nastartován.
Také toho nemusí vydržet tolik, co olej ve vašem silničním voze, protože je vyměňován pokaždé, když je motor vyjmut z šasi - typicky se to děje po najetí maximálně 560 km. To ale neznamená, že to má jednoduché, protože čím je olej řidší, tím větší výkon vám motor poskytuje. Řídké oleje se schopností vydržet vysoké tlaky, jaké vídáváme v F1, se žel hůře vyrábějí.
Důležité je také to, aby olej neměl tendenci pěnit. Pokud normálně olejem zatřesete, zpění se a v proudu přenáší vzduch, což může být pro motor katastrofální. Olej protéká motorem rychlostí kolem 70 litrů za minutu, což znamená, že v některých úzkých místech putuje rychlostí převyšující 160 km/hod. Je důležité, aby se při tom olej příliš neprovzdušnil.
Kolik oleje potřebuje vůz F1?
PS: Vozy Formule 1 neuchovávají olej v olejových vanách motoru jako silniční vozy, protože to by vedlo ke snížení výkonu. Místo toho mají dvě olejové nádrže. Ta hlavní, uchycená k motoru zepředu, obsahuje přibližně pět litrů oleje.
Pomocná nádrž obsahující další litr se normálně nachází co nejníže a může být využívána k doplnění hlavní nádrže, pokud v ní úroveň oleje poklesne. Motor spotřebovává 0,5 - 1 litr oleje na 100 km, a proto během závodu může zužitkovat až 3 l oleje.
Když piloti závodí ve Spa-Francorchamps, musí být v hlavní nádrži uchovávaná vyšší hladina oleje než na jiných okruzích, protože na vrcholu za výjezdem z Eau Rouge má olej tendenci být nadnesen nahoru mimo dosah olejového čerpadla.
Loňský vítězný agregát - Renault RS27 (foto: Renault Sport F1)
Jsou oleje testovány stejně jako paliva?
PS: Ne tak docela. U nich neexistuje požadavek na to, aby odpovídaly pravidlům, ale k analýze se používá podobné vybavení nazývané spektrometr, který měří v oleji kovové koncentrace, které vznikají opotřebováváním motoru či převodovky. Diagnóza založena na těchto koncentracích pomáhá inženýrům rozhodnout, zda je motor či převodovku třeba vyměnit.
V 80. letech se v F1 používaly pěkně exotická paliva, ne?
PS: To jo, a některá z nich neměla s benzínem nic společného. Když u turbomotorů nebylo omezeno plnění (do roku 1987), používali jsme paliva, která byla směsí toluenu, xylenu a benzenu - vysoce nebezpečných chemikálií. Historie těchto paliv se datuje do 2. světové války, kdy byly poprvé smíseny pro vysoce přeplňované motory tehdejších bojových letadel.
Proč musí v nádrži na konci kvalifikace zůstat litr paliva?
PS: To je dáno pravidlem, které existuje už dlouhou dobu. Znamená to, že FIA může odebrat vzorek paliva, aby se ujistila, že odpovídá signatuře, o které jsme hovořili dříve. Pokud by ono pravidlo neexistovalo, mohl by nějaký bezohledný tým jezdit s nelegálním palivem a záměrně s vozem dojíždět na suchu, aby neexistoval žádný důkaz jeho přestupku.
Kolik váží palivo Formule 1 a jak velký vliv má jeho váha na výkonnost?
PS: Závodní palivo váží stejně jako to silniční, jinými slovy něco pod 0,75 kg na litr. Závodní týmy množství svého paliva vyjadřují v kilogramech (stejně jako u letadel), protože hustota paliva se s teplotou mění a jde spíše o hmotnost paliva vstřikovaného do motoru spíše než o jeho objem.
Každých 10 kg paliva, které se nachází ve voze, přidává zhruba 0,4 sekundy k času na kolo, proto se týmy usilovně snaží, aby se přesně trefili do jeho potřebného množství a dojížděly závody se zhruba kilogramem ve voze. To může být docela obtížné obzvlášť v závodech, které se jedou za proměnlivých podmínek. Pilot také může směs na základě instrukcí od inženýrů měnit, aby optimalizoval využívání paliva.
A motor budoucnosti: 1,6l V6 turbo Mercedesu pro sezónu 2014 (foto: Mercedes AMG F1 Team)
