Een 1,5-liter motor ter grootte van een koffer die meer dan 1.000 pk maakte — tot hij ontplofte.
1983·BMW M12/13 1,5 L viercilinder turbo·~640 pk in de race / ~750 pk in kwalificatie (1983); 1.300+ pk tegen 1986·Rijderstitel in 1983 (Piquet) — de eerste turbokampioen·meer dan 850 pk per liter in kwalificatietrim van 1986
1· HET VERHAAL
De uitlaat betaalt de laaddruk
In de jaren tachtig ontdekte de Formule 1 dat je een piepklein motorblok met een turbolader kon volproppen met lucht — twee turbinewielen die door de uitlaatgassen worden rondgedraaid. De BMW-motor van de Brabham BT52 was gebaseerd op een gewoon 1,5-liter blok uit een straatauto, en binnen drie seizoenen haalde deze motorfamilie in de kwalificatie al meer dan 1.300 pk. Die motoren hielden het bij volle laaddruk maar enkele minuten vol, en niemand maakte zich daar druk om: ze hoefden maar één ronde te overleven.
2· WAAROM HET ERTOE DEED
Vermogen uit druk, niet uit inhoud
Een motor levert vermogen naar verhouding van de lucht die hij verbrandt. Een turbo perst er meerdere atmosferen van naar binnen, zodat een 1,5-liter motor ademt als een 6-liter. De ene laaddrukknop van de demo is het hele tijdperk: draai hem open en het vermogen klimt bijna in een rechte lijn.
De turbolader is een kleine gasturbine — hetzelfde duo van compressor en turbine als de straalmotoren elders op deze site, alleen dan om een zuigermotor heen gebouwd. Energie die elke eerdere motor gewoon de uitlaat uit gooide, drijft nu de compressor aan.
De wachttijd tussen gas geven en laaddruk — een probleem van draaiende massa
BMW’s kwalificatiemotoren draaiden op zoveel laaddruk dat zuigers al na een handvol ronden smolten, gestookt met tolueenrijke brandstof die meer op labchemie leek dan op benzine, in blokken die eerst buiten hadden staan roesten om ze ‘in te rijden’. Maximaal vermogen voor één vliegende ronde, en dan weer helemaal uit elkaar — een filosofie die het reglement uiteindelijk verbood.
5· PROBEER HET
De laaddrukknop: druk erin, vermogen eruit
De uitlaat draait een turbine rond, de turbine draait een compressor rond, en de compressor propt de cilinders vol met lucht onder druk — hetzelfde duo schoepenwielen als de straalmotoren op deze site, in het klein. Draai de laaddruk open en zie het vermogen klimmen — en de levensverwachting van de motor instorten.
Uitlezing
RacestandBij ongeveer 3 bar haalt de motor een hele Grand Prix — en heeft dan nog altijd een paar honderd pk meer dan elke atmosferische rivaal.
Vermogen616 pk
Per liter411 hp/L
Cilinderdruk (BMEP)33 bar
Verwachte levensduur motor1.8k km
Vermogen volgt de hoeveelheid lucht die een motor verbrandt, en laaddruk is simpelweg meer lucht per slag — een rechte lijn, tot de materialen het begeven. Hetzelfde koppel van compressor en turbine als bij de straalmotoren elders op deze site, hier aan het werk voor vier zuigers.
De radiator voor lucht: elke graad koeling is teruggewonnen pk.
Lucht-lucht, gemonteerd in de achterpod·~160 °C erin, ~60 °C eruit bij racelaaddruk·Ruwweg 20–25% ladingsdichtheid bij 3 bar·Marge tot motorkloppen — de echte valuta van de laaddrukoorlog
1· WAT HET DOET
Intercooler tussen compressor en motor
Lucht samenpersen tot drie atmosfeer verwarmt hem tot boven de 150 °C, en hete lucht is ijle lucht — de hard bevochten druk van de compressor koopt dan minder moleculen per liter. De intercooler is een radiator voor de inlaatlucht zelf: hij koelt de lading onderweg naar de motor, zodat elke cilindervulling dichter is. In het turbotijdperk was intercooler-rendement tientallen pk's waard — en hij hield de motor ook uit de buurt van motorkloppen.
2· WAAROM HET ERTOE DOET
Dichtheid is de echte laaddruk
De motor verbrandt geen druk, hij verbrandt moleculen. De dichtheid van de lading loopt met druk gedeeld door temperatuur, dus een lading van 160 °C afkoelen naar 60 °C levert zo'n 25 % meer lucht op — bij dezelfde laaddrukmeting. De demo maakt die rekensom live.
3· WAAROM HET ERTOE DOET
Hier zit de marge tegen kloppen
Een heet, samengeperst brandstof-luchtmengsel ontbrandt spontaan — kloppen — en dat vernietigt een zwaar opgeladen motor in seconden. Elke graad die de intercooler weghaalt, is marge die de motor kan besteden aan meer laaddruk of meer ontstekingsvervroeging.
4· WAAROM HET ERTOE DOET
Een oorlog om ruimte
Koeling vraagt oppervlak, oppervlak vraagt luchtstroom, luchtstroom kost weerstand — daarom droeg de BT52 zijn intercooler en radiators in naar achteren gepijlde achterpanelen, mede waarom hij eruitziet als een pijl. Ontwerp in het turbotijdperk was voor een groot deel intercoolerontwerp.
5· PROBEER HET
Koel de lading, vind het vermogen
Zet de laaddruk vast op 3 bar en schuif aan de effectiviteit van de intercooler. Kijk hoe de ladingtemperatuur daalt, de dichtheid stijgt en de pk's terugkomen — noteer dan wat er gebeurt met de marge tegen kloppen waarvan de motor leeft.
Uitlezing
Koel en dichtDe lading is koel genoeg voor een normale ontstekingstiming en dicht genoeg om te verbranden als een veel grotere motor. Hier verdient de intercooler zijn luchtweerstand terug.
Lading in / uit182 / 72 °C
Dichtheidswinst+32%
Vermogen bij 3.0 bar659 pk
Teruggewonnen door koeling+159 pk
Dichtheid is druk gedeeld door temperatuur — de motor verbrandt moleculen, geen bar. De intercooler geeft ongemerkt het vermogen terug dat de warmte van de compressor had gestolen, en koopt de kloppingsmarge terug waar de laaddrukoorlog eigenlijk om draaide.