Éléments importants à étudier lors de la conception d'un nouveau moteur

Les vibrations: Pour optimiser la fréquence les vibrations du moteur, les ingénieurs jouent sur la longueur des conduits d'admission et d'échappement. Une fois maîtrisées, elles permettent un meilleur remplissage, ainsi qu'un meilleur échappement.
- La combustion: Le moteur tournant à un régime extrêmement élevé, la combustion du mélangeair-essence doit se faire de la façon la plus rapide possible. De cette façon, le moteur peut fournir plus de puissance, car il n'y a aucune perte. La chambre de combustion est donc dessinée de façon à avoir une combustion optimal.
- Les frottements: Sachant que les frottements réduisent de près d'un tiers la puissance des moteurs, les ingénieurs tentent de les limiter au maximum. Pour cela, ils emploient des pistons très courts, ainsi qu'un lubrifiant beaucoup plus efficace qu'en grande surface...
- Les soupapes: Les soupapes ne sont aujourd'hui plus rappelées par des ressorts, comme dans tout moteur de série, mais par un système d'air comprimé. Le régime du moteur est ici aussi en cause, car les ressorts ne pourraient pas le suivre.
- L'Système de dosage du carburant dans les tubulures d\'admission par le biais d\'injecteurs, souvent électroniques. Aujourd\'hui en F1 et notamment le système Honda fonctionne comme suit :

L\'injection de carburant programmée (PGM-FI) livre le carburant à haute pression de 50 lb/po² aux injecteurs montés dans des corps de dimensions adaptées. L\'essence est projetée par les injecteurs via des orifices percés au laser, assurant une excellente atomisation du carburant, pour une efficacité de combustion et une puissance maximale.

Le système avancé d\'injection de carburant (PGM-FI) dispose d\'un capteur de position des papillons et d\'une cartographie d\'injection sophistiquée pour produire une réponse douce et linéaire correspondant précisément aux moindres sollicitations de l\'accélérateur.

L\'unité de contrôle électronique 16-bit dessine simultanément deux cartes digitales 3-D d\'injection pour chaque cylindre ainsi qu\'une carte 3-D d\'allumage par paire de cylindres, créant un mélange air/essence et une synchronisation d\'allumage impeccables

Les moteurs avoisinnent un régime de 19' 000 tpm pour une puissance d'environ700cv
Le moteur de F1 en bref...

On devrait atteindre environ 700cv pour les nouveaux v8 2.4l
plus de 18 500 tr/min à Le moteur atteint son rendement maximum en général en F1 les moteurs sont en pleine charge lorsque la voiture est à sa vitesse maximale. Un exemple type la longue ligne droite du mistral sur le circuit du castelet en France.

Pour 2006 et l'utilisation des moteurs V10 (pour les équipes qui en ont fait la demande) : Le moteur aura un régime limité à 16 700 tr/mn et une bride d'admission de 77 mm de diamètre.

 Réglement Fédération Internationale de l’Automobile', CAPTION, 'FIA',BELOW,RIGHT, WIDTH, 300, FGCOLOR, '#7a93f6', BGCOLOR, '#4568f6', TEXTCOLOR, '#000000', CAPCOLOR, '#FFFFFF', OFFSETX, 10, OFFSETY, 10);" style="CURSOR: help; BORDER-BOTTOM: #000000 1px dotted" onmouseout="return nd();" href="javascript:void(0)">FIA : Points Moteur - Boîte de vitesses - Transmissions.

Pour les moteurs V8 utilisés en 2006 : 2 soupapes d'échappement et 2 soupapes d'admission de forme circulaire par cylindre. Alésage maxi. 95 mm. Espace entre cylindres fixé à 106,5 mm avec une tolérance de +/- 0,2 mm. vilebrequin à 58 mm et centre de gravité du moteur à 165 mm minimun du plan de référence. Poids fixé à 95 kg sans accessoires.

Système à géomètrie variable (trompettes d'admission, soupapes, échappement) interdits
La pression d'injection ne doit pas dépasser 100 bars.
Le réglement impose l'utilisation de certains matériaux et limite leur rigidité. Ex : Pistons en alliage à base d'aluminuim, vilebrequin en alliage à base de fer, arbres à cames en alliage à base de fer et formé d'une seul piéce de métal. Carters moteurs et culasse en alliage à base d'aluminium.
Sont interdits dans les moteurs, tous les alliages à base de Métal blanc qui produit la magnésie en se combinant avec l\'oxygène. En F1 il sert à la fabrication de pièces dont le corps de pompe à huile.

Le principe du moteur unique  pour 2 GP, essais libres et qualificatifs est maintenu. Le kilomètrage de vie du moteur restera plus ou moins celui qu'il était en 2005 malgré la mise en place d'une qualification plus longue.

Moteurs / Boîtes de vitesses

Les moteurs de F1 ne doivent pas dépasser une capacité de 2,4l. Ils doivent avoir 8 cylindres en V avec deux "arrivées" et deux valves "d'échappement" par cylindre. Ils doivent généralement être "aspirés" et peser au maximum 95kgs. La FIA peut accorder aux équipes, l'utilisation d'un V10 limité, de 3 litres, conformes à la réglementation 2005, dans le cas où un V8 ne serait pas disponible. Les turbos, les compresseurs ou tout autre équipement permettant de refroidir l'air avant l'entrée dans les cylindres sont interdits. Sont également interdites toutes injections, à l'intérieur du cylindre, d'autres substances que l'air et l'essence. Les systèmes d'entrées et d'évacuations à géométrie variables sont interdits, tout comme la variation de la synchronisation de la soupape. Chaque cylindre doit être doté d'une seule injection d'essence, et l'allumage doit se faire avec une seule étincelle. Les matériaux utilisés pour la fabrication du moteur seront strictement contrôlés par la réglementation. Le logement du vilebrequin et le bloc cylindres doit être réalisé dans un coulage ou un travail d'alliage d'aluminium, l'utilisation de matériaux composites n'étant pas autorisée. Le vilbrequin et les arbres à cames doivent être en alliage de fer, et les pistons en alliage d'aluminium, les valves seront en alliages de fer, de nickel, de cobalt ou de titane. Les Formule 1 doivent avoir, à bord, leur propre système de démarrage. Des équipements de démarrage indépendants peuvent être utilisés pour mettre en marche les moteurs, depuis la grille et dans les stands. Si le moteur est équipé d'un système anti câlage, il doit pouvoir couper ce moteur dans les dix secondes en cas d'accident.
Le moteur et la Elément mécanique servant à transmettre la puissance du moteur aux roues via la boîte de vitesse et le différentiel. En F1 ces dernières sont en carbone. Les ruptures de transmission sont souvent responsables d\'accident.

Tournant aux environs de 19.000 tours minute, le moteur d'une F1 moderne nécessite un chiffre colossal de 650 litres d'air chaque seconde, avec une consommation de carburant d'environ 75 litres aux 100. Atteindre de telles vitesses engendre une force d'accélération sur les pistons d'environ 900 fois la gravité. Il n'est donc pas surprenant que les casses moteurs soient la principale cause des abandons en course.

Les moteurs des F1 actuelles ne présentent que de petites différences par rapport au dessin des cylindres, pistons et soupapes d'une voiture classique. Le moteur est partie intégrante du véhicule, installé dans un logement de fibre de carbone, et incluant les suspensions des roues arrières. Il se doit donc d'être particulièrement solide. La controverse est qu'il doit justement être aussi léger, compact, et d'un volume le plus bas possible, pour participer à réduire le centre de gravité de la voiture, et minimiser le poids à l'arrière du Habitacle comprenant le poste de pilotage, emplacement du pilote.

Les boîtes de vitesses des F1 modernes sont à présent largement automatisées et les pilotes changent les vitesses à partir de boutons situés de chaque côté du volant. La boîte "séquentielle" utilisée sont d'un principe identique à celui d'une moto, permettant des changements rapides avec l'aide du fameux sélecteur en "H", électrique. Malgré un aussi haut niveau technologique, les systèmes de transmission entièrement automatiques, et les boîtes magiques avec un contrôle du démarrage, sont illégales, cette mesure étant destinée à réduire les coûts et mettre l'accent sur le talent des pilotes.

Les transmissions sont installées directement à l'arrière du moteur, et inclut un couple de … qui travaille conjointement avec le système de commande électronique pour assurer un maximum de puissance sur la piste. Après plusieurs années de boites à 6 vitesses, la majorité de la grille possède 7 vitesses.

Réfléchissant au coût colossal que représente cette ultra haute technologie, la FIA a instauré des nouvelles réglementations pour 2005, limitant chaque voiture à n'utiliser qu'un moteur pour deux week-end de Grands Prix, avec une pénalité de 10 places de perdues sur la grille pour ceux qui ne respecteraient pas cette règle. D'actuelles propositions de la FIA laissent supposer des restrictions encore plus fermes, avec un moteur qui serait utilisable pendant 3 Grand Prix, et 4 pour les transmissions.