Il motore di una formula 1

I motori delle vetture di formula 1 veri gioielli tecnologici, sono dei dieci cilindri da 3000 cm³ che possono erogare una potenza di circa 850~900 CV. Per regolamento i motori non devono avere più di cinque valvole per cilindro e devono essere realizzati in particolari leghe d'alluminio (in precedenza si usava il berillio, vietato dal 2001), che permettono nello stesso tempo di essere leggeri, ma molto resistenti

Com'è un motore da Formula 1

Le differenze dei nostri motori da quelli di una monoposto da F1 sono notevoli. Anche se esistono veicoli con cilindrata notevolmente superiore a 3 litri (es. Lamborghini Diablo 6.0 da 6 litri) nessuno di questi arriva a potenze di 850 cavalli. Ciò è dovuto sia all'inutilità di così tanti cavalli in città o in autostrada, visto che bastano tantissimi cavalli in meno per arrivare al limite di  160 km/h e anche perché il consumo di benzina sarebbe troppo elevato.
Le differenze, comunque si possono notare anche nella realizzazione di un motore da formula 1.
Nei motori da formula 1 ci sono rivestimenti in ceramica e fibre di carbonio per assicurare una maggiore resistenza alle alte temperature e una maggior leggerezza del motore (circa il 5% del motore è costituito da questi componenti). Le parti meccaniche sono in acciaio (circa 1/3) e in alluminio (2/3). 
Altre differenze si possono trovare  nella distribuzione che di norma è a due alberi a camme in testa, con quatto o cinque valvole per cilindro. Con 2 alberi a camme in testa si riduce al minimo il numero di componenti interposti tra ogni valvola e l'eccentrico che le impartisce il moto. Questo significa che l'inerzia dei componenti in moto alterno risulta minore e quindi, a parità di sollecitazioni meccaniche, è possibile raggiungere regimi di rotazione più elevati.
Per eliminare le deformazioni elastiche anomale delle molle di richiamo delle valvole, viene usato un sistema di richiamo pneumatico chiamato "desmodromico". Le valvole vengono richiamate in posizione di riposo da una molla, mentre nel sistema desmodromico anche il movimento di ritorno viene comandato meccanicamente da un bilanciere, nello stesso tempo in cui si comanda l'apertura della valvola. Il vantaggio principale di questa soluzione è che consente di adottare alberi a camme che imprimono notevolissime accelerazioni alle valvole sia in fase di apertura che in fase di chiusura.
Rispetto a un sistema tradizionale la valvola viaggia a una velocità molto più elevata e impiega quindi meno tempo sia per aprirsi che per chiudersi, allungando così il tempo di permanenza alla massima apertura e favorendo quindi la respirazione del motore.
Un altro vantaggio consiste nella possibilità di ridurre la distanza di sicurezza che separano le valvole dal pistone nella fase di incrocio, ovvero alla fine della corsa di scarico e all'inizio della corsa di aspirazione del pistone, quando le valvole di aspirazione e scarico risultano aperte simultaneamente. In questa fase le valvole richiamate da molle devono mantenere una distanza di sicurezza dal pistone nell'ordine dei millimetri, per evitare disastrosi contatti in caso di sfarfallamento quando il motore va in fuori giri, mentre con il "desmo" è possibile ridurre questo valore nell'ordine dei decimi di millimetro senza rischiare, potendo così allungare ulteriormente la fase di apertura delle valvole.
Un altro vantaggio del "desmo" risiede nel minor assorbimento di potenza. Infatti non vi sono molle da comprimere per aprire le valvole e la rotazione dell'albero a camme risulta molto più libera.
Anche nei pistoni si può trovare una differenza d'altezza che è molto ridotta rispetto al diametro, al fine di ridurre il peso e le perdite per attrito, per questi stessi motivi sono sempre dotati di ampie sfiancature laterali o addirittura hanno il mantello a H.
Anche le bielle spesso sono in titanio, materiale dalle elevatissime caratteristiche meccaniche, che ha un peso molto contenuto ed un costo elevatissimo, che ne ha sempre confinato l'uso all'industria aerospaziale o al mondo della Formula 1.

Funzionamento

I motori da competizione hanno lo stesso principio di funzionamento dei motori "tradizionali". Infatti essi sono a quattro tempi, cioè il ciclo si compie in sole quattro fasi: aspirazione, compressione, espansione, scarico.
La foto sottostante mette in luce uno spaccato del motore. Nel cilindro c'è un pistone, una biella, una o più candele e almeno due valvole.

Prima di passare all'analisi delle fasi dobbiamo precisare che il pistone si muove all'interno del cilindro tra il pms (punto morto superiore) e il pmi (punto morto inferiore). La distanza che intercorre tra questi punti e che il pistone deve compiere si chiama corsa.