Menguak Potensi Keunggulan Rasio Kompresi F1 2026: Strategi Cerdik Mercedes dan Red Bull?

Mesin Formula 1 (disebut juga power unit) merupakan mahakarya rekayasa, memadukan mesin pembakaran internal (ICE) V6 turbocharged 1.6 liter dengan sistem hibrida canggih. Desainnya dicirikan sebagai mesin short-stroke dengan putaran tinggi, biasanya mencapai sekitar 12.000-15.000 rpm di bawah aturan saat ini (dan karakteristik serupa diperkirakan untuk tahun 2026). Ini memungkinkan densitas daya tinggi sekaligus menjaga keandalan di bawah beban ekstrem.

Salah satu aspek krusial dari kinerja mesin adalah rasio kompresi geometris (CR). Ini didefinisikan sebagai rasio volume silinder pada titik mati bawah (BDC) terhadap volume pada titik mati atas (TDC) dari langkah piston.

Secara sederhana, rumus rasio kompresi adalah: CR = (V_perpindahan + V_clearance) / V_clearance, di mana V_perpindahan adalah volume yang disapu oleh piston, dan V_clearance adalah volume di atas piston saat di TDC. Rasio CR yang lebih tinggi dapat meningkatkan efisiensi termal dan power output dari volume bahan bakar tertentu, sebuah faktor yang sangat penting dalam mesin F1 yang dibatasi aliran bahan bakarnya.

Efek Termal pada Rasio Kompresi

Ketika mesin mencapai suhu operasionalnya, yang bisa mencapai peningkatan 100-200°C pada komponen, material akan memuai karena koefisien ekspansi termalnya. Dalam desain short-stroke F1, ekspansi kecil sekalipun (fraksi milimeter) dapat secara signifikan memengaruhi volume celah pada TDC.

• Batang piston (connecting rods): Terbuat dari baja atau paduan titanium, akan memanjang, mendorong piston lebih tinggi saat di TDC.
• Piston: Terbuat dari paduan aluminium dengan laju ekspansi yang lebih tinggi, akan bertambah tinggi dan diameternya.

Efek bersihnya adalah, pada sebagian besar desain, mahkota piston akan lebih dekat dengan kepala silinder saat mesin panas. Hal ini mengurangi V_clearance dan meningkatkan rasio kompresi efektif (saat panas).

Fenomena ini dikenal luas dalam desain mesin. Pabrikan mengatur clearance (jarak bebas) saat dingin untuk mencapai geometri target saat panas tanpa gangguan. Dalam aplikasi performa tinggi, termasuk F1, ekspansi diferensial dapat direkayasa secara sengaja untuk meningkatkan CR saat panas demi keuntungan performa.

Regulasi FIA dan Batasan Material 2026

Regulasi Power Unit F1 2026 (Artikel C5.4.3) menetapkan batas rasio kompresi geometris pada 16.0:1. Angka ini merupakan penurunan dari 18:1 di era sebelumnya untuk membantu peserta baru dan menyelaraskan dengan perubahan bahan bakar berkelanjutan. Yang terpenting, pengukuran dilakukan secara statis dan pada suhu ambien (suhu ruangan).

Tidak ada larangan mutlak terhadap material eksotis seperti titanium, magnesium, atau serat karbon untuk blok mesin, kepala silinder, piston, atau batang piston. Namun, Artikel 15 memberlakukan batasan ketat pada komponen power unit:

• Dilarang: Paduan magnesium, komposit matriks logam (>2% keramik), intermetalik, paduan platinum/rhenium tinggi, berilium (>0.25%), paduan tungsten, keramik (kecuali untuk aplikasi spesifik), nanomaterial, dan lain-lain.
• Material yang diizinkan harus tersedia secara komersial dan disetujui oleh FIA secara non-eksklusif.
• Pelapis dan insert dibatasi ketebalan dan komposisinya.

Para desainer memiliki kebebasan dalam batasan ini untuk memilih paduan dengan sifat ekspansi termal yang disesuaikan, memungkinkan kontrol yang tepat atas geometri saat mesin panas.

Rumor Kontroversial Mesin 2026

Rumor yang beredar menyebutkan bahwa Mercedes (dan mungkin Red Bull Powertrains-Ford) telah merancang mesin 2026 yang secara legal berukuran tepat 16:1 saat dingin, namun mencapai rasio kompresi efektif yang lebih tinggi – berpotensi mendekati 18:1 – saat mesin panas. Hal ini dicapai melalui pemilihan material yang optimal dan ekspansi diferensial yang cerdik.

Strategi ini jelas memanfaatkan persyaratan regulasi yang mengukur CR dalam kondisi dingin. Hasilnya adalah efisiensi dan power output yang lebih baik di lintasan. Tim-tim rival (Ferrari, Honda, Audi) dilaporkan telah memprotes, berargumen bahwa mobil harus mematuhi regulasi "setiap saat". Namun, FIA telah mempertahankan prosedur pengukuran suhu ambien, mengakui bahwa efek termal terjadi secara alami.

Dampak Performa yang Diperkirakan

ICE 2026 diproyeksikan menghasilkan sekitar 530-550 hp (400 kW), dengan total power unit output lebih dari 1.000 hp termasuk sistem hibrida yang ditingkatkan (MGU-K 350 kW).

Jika rumor tersebut benar dan rasio kompresi efektif saat panas mencapai mendekati 18:1:

• Simulasi menunjukkan peningkatan 10-15 tenaga kuda (10-11 kW) dari ICE saja.
• Ini berarti keuntungan 0,3-0,4 detik per lap di sirkuit yang sensitif terhadap tenaga, ditambah efisiensi bahan bakar yang lebih baik di bawah batas aliran energi.

Keunggulan sekecil itu bisa sangat menentukan di awal siklus homologasi 2026, di mana perubahan besar dibatasi. Namun, performa keseluruhan juga bergantung pada performa sasis, aerodinamika, performa motor listrik dan baterai, serta penggunaan e-Fuel eksotis yang baru mulai tahun 2026.

Singkatnya, ekspansi termal memang memungkinkan rasio kompresi efektif yang lebih tinggi pada mesin F1 yang beroperasi panas. Aturan 2026 telah memicu perdebatan tentang apakah Mercedes dan Red Bull-Ford telah secara ahli memanfaatkan ini untuk keuntungan potensial. Batas 16:1 yang ditentukan tetap menjadi patokan legal saat dingin, tetapi kenyataan di lintasan akan mendukung mereka yang mengoptimalkan untuk panas.

Selayang Pandang: Putaran Mesin Formula 1

Mesin Formula 1 secara historis mampu berputar jauh lebih tinggi, hingga 18.000-20.000 RPM di era V8 dan V10 non-hibrida (misalnya, 2006-2013). Namun, tidak demikian halnya saat ini.

Konteks Sejarah

• Pra-2014 (Era V8/V10): Awalnya tidak ada batas RPM yang ketat, dengan mesin mendekati 20.000+ RPM untuk daya maksimum. FIA memperkenalkan batas 19.000 RPM pada 2007, lalu dikurangi menjadi 18.000 RPM dari 2009-2013 untuk mengendalikan biaya dan kecepatan.
• Ini kemungkinan besar menjadi asal mula ingatan tentang 18.000 RPM—mesin-mesin tersebut adalah desain aspirasi alami, short-stroke yang dioptimalkan untuk putaran tinggi, menghasilkan suara melengking yang khas.

Regulasi Saat Ini (Era Hibrida 2014-2025)

• 2014-2021: Peralihan ke V6 turbocharged hibrida 1.6 liter menyertakan batas RPM ketat 15.000 RPM untuk menekankan efisiensi dan teknologi hibrida daripada putaran mesin mentah.
• 2022-2025: Batas RPM dihapus dari regulasi teknis; tidak ada batas maksimum yang ditentukan. Tim menentukan "batas putaran akhir" mereka sendiri, tetapi harus tetap dalam rentang 750 RPM di berbagai kondisi (misalnya, untuk mode keselamatan atau perlindungan).
• Dalam Praktik: Mesin jarang melebihi 12.000-13.000 RPM karena pembatasan aliran bahan bakar (dibatasi 100 kg/jam di atas 10.500 RPM). Memutar mesin lebih tinggi tidak menghasilkan peningkatan daya, karena batas bahan bakar mencegahnya. Beberapa sumber masih merujuk "15.000 RPM" sebagai angka warisan atau batas praktis, tetapi itu tidak diberlakukan.

Regulasi 2026

• Aturan power unit 2026 mempertahankan setup hibrida V6 turbocharged 1.6 liter tetapi menghilangkan MGU-H, meningkatkan daya listrik MGU-K (menjadi ~350 kW/470 hp), dan mewajibkan bahan bakar berkelanjutan.
• Batas RPM: Tidak ada maksimum spesifik yang ditentukan, mencerminkan pendekatan 2022-2025. Regulasi merujuk pada "batas putaran akhir" (yang ditentukan tim) dengan batasan rentang 750 RPM yang sama.
• Karakteristik yang Diharapkan: Mirip dengan saat ini—desain short-stroke, putaran tinggi, tetapi RPM praktis sekitar 12.000-15.000 karena fokus pada efisiensi dan pengurangan daya ICE (turun menjadi ~400 kW/536 hp). Tidak ada rencana untuk kembali ke 18.000+ RPM, karena penekanannya adalah pada keberlanjutan daripada putaran mesin murni.

Singkatnya, meskipun mesin F1 secara teori bisa berputar lebih tinggi tanpa batas, fisika dan aturan (seperti aliran bahan bakar) menjaga putarannya dalam kisaran 12.000-15.000 RPM saat ini dan untuk tahun 2026. Jika Anda memikirkan suara putaran tinggi yang ikonik dari tahun 2000-an, hari-hari itu telah berlalu seiring dengan pergeseran ke era hibrida!

(SA/GN)
sumber : www.autoracing1.com