Quanto è importante l'olio in Formula 1? Viaggio dentro Motul e McLaren

Quando pensiamo alla complessità di una Formula 1, l’olio non è probabilmente il primo elemento che viene in mente. Eppure, i fluidi lubrificanti sono vera e propria linfa vitale per i motori e per le trasmissioni: basti pensare che, solo nel cambio, un olio di scarsa qualità potrebbe far perdere fino a una decina di cavalli, trasformati in calore (e quindi persi) dagli attriti. Questo calore in eccesso richiederebbe di conseguenza un radiatore del cambio di dimensioni maggiori, rovinando ulteriormente l’efficienza dell’auto.

Ce ne ha parlato Rob Marshall, Direttore Tecnico di McLaren F1 Team, dopo che abbiamo avuto la preziosa opportunità di visitare i laboratori di ricerca e sviluppo di Motul, partner di McLaren per la fornitura dell’olio del cambio e del differenziale per la monoposto MCL40. "Con il campionato appena iniziato e il nuovo regolamento si vedono grosse differenze fra i vari team", spiega Marshall. "Si possono ancora trovare soluzioni che danno un grande vantaggio. Se vogliamo essere competitivi nel lungo termine, però, dobbiamo lavorare su tutte quelle aree che faranno la differenza quando basterà qualche decimo per passare dalla prima all’ultima fila".

Un compito difficile

Il ruolo dei lubrificanti nel mondo delle corse è particolarmente delicato: il compito principale è ovviamente la protezione dall'usura di ingranaggi e parti in movimento. Per questo scopo, una viscosità elevata sarebbe la scelta perfetta; al tempo stesso, però, la necessità di ridurre la dispersione di potenza richiederebbe olii molto fluidi.

Entrambi gli aspetti sono resi ancor più critici dalle caratteristiche delle nuove power unit: la scarsità di energia a disposizione impone di ridurre al massimo gli sprechi in erogazione, mentre le continue rigenerazioni da parte del motore elettrico (durante le quali la potenza passa al contrario dalle ruote al motore) sollecitano il cambio in maniera molto intensa, con repentine inversioni di spinta. Tutto ciò in una trasmissione che nonostante le potenze in gioco è estremamente ridotta in dimensioni per risparmiare peso. Le singole ruote dentate fanno impressione da quanto sono sottili: tutto questo si traduce in pressioni di contatto fra gli ingranaggi che possono arrivare nell’ordine dei gigapascal (il pascal è l'unità di misura per lo sforzo meccanico). Per di più un cambio compatto significa anche poco volume a disposizione per l’olio. Se aggiungiamo la necessità di lavorare a temperature di esercizio che possono raggiungere facilmente i 150° C, si inizia a intuire perché la formulazione del liquido per cambio e differenziale della Formula 1 abbia richiesto nove intensi mesi di sviluppo e la validazione attraverso più di 40 differenti test.

La formula... segreta

La “ricetta” parte da un mix di olii di base, ognuno con proprietà specifiche differenti. Si va da frazioni molto viscose, che visivamente ricordano quasi il miele, ad altre che sembrano quasi acqua in quanto a fluidità. A queste poi si aggiunge una serie di additivi come modificatori di attrito, anti usura, anti schiuma, detergenti… Si arriva facilmente a una ventina di componenti che vengono testati in decine di combinazioni diverse per trovare la formulazione migliore.

Arrivano i test

Le analisi partono dalla validazione chimico-fisica dell’olio, per certificarne la resistenza alle alte temperature, all’ossidazione e la compatibilità con ogni materiale presente nel cambio. Si passa poi alle prove tribologiche, in cui appositi macchinari sfregano fra di loro sfere o dischi metallici (realizzati esattamente nello stesso materiale e con gli stessi rivestimenti presenti nella trasmissione), dopo averli immersi nell’olio, per misurare i coefficienti di attrito e l’eventuale usura al variare di carico, velocità e durata delle sollecitazioni. Motul ha così selezionato le opzioni migliori per sottoporle a McLaren. A sua volta, il team inglese utilizza un banco apposito in cui il cambio viene collegato a un motore elettrico da 1.100 CV, in grado di simulare perfettamente l’erogazione della power unit, con altri due motori elettrici collegati ai semiassi per replicare le forze trasmesse dalle ruote. Si può così mettere alla prova la trasmissione per percorrenze di centinaia di chilometri, replicando esattamente le sollecitazioni di diversi tracciati. Misurando poi coppia in ingresso e in uscita, ma anche temperature e pressioni in diversi punti della trasmissione è possibile valutare l’efficacia del lubrificante fino all’ottenimento del comportamento migliore possibile.

Anche nel WEC

Un volta definita la formulazione, lo sviluppo continua ininterrottamente per trovare possibili margini di miglioramento. Dall’anno prossimo, poi, Motul fornirà a McLaren anche l’olio motore per l’Hypercar che correrà nel WEC (spinta dal V6 biturbo sviluppato dall’italiana Autotecnica Motori), andando così ad arricchire ulteriormente il massiccio impegno dell’azienda nel motorsport a due e quattro ruote. E per quanto pista e strada siano mondi completamente diversi per requisiti, volumi e costi, l’ambizione è sempre quella di poter portare le innovazioni provate nelle competizioni nei prodotti disponibili al pubblico.