F1エンジンの歴史

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F1エンジンの歴史

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/04/26 07:38 UTC 版)

「フォーミュラ1カー」の記事における「F1エンジンの歴史」の解説

こちらの出典も参照。 最初期にはスーパーチャージャーを搭載したエンジンがあったが、燃費の悪さなどから自然吸気エンジンに取って代わられた。1950年代後半には、コヴェントリー・クライマックスがエンジン供給を開始。FPFエンジン、FWMVエンジンなどが多くのチームに供給された。しかし、1966年に排気量が1.5 Lから3.0 Lに倍増されたのを機にF1から撤退してしまう。 クライマックスがF1から撤退した後、フォード・コスワース・DFVエンジンが1967年にデビューした。この年はロータスに独占供給されていたが、翌年以降はロータス以外にも市販され、1970年代まで自然吸気エンジン（またはDFVエンジン）の独擅場となった。 DFVエンジンのデビューに前後して、エンジンのストレスメンバー化が進行していった。ホンダが初めてF1に持ち込んだ設計である。従来では、後車軸付近まで伸びたモノコックにリヤサスペンションを取り付けていたが、それを直接エンジンのシリンダーブロックやギヤボックスに取り付ける方法が考案された。そうすることで、余分なモノコック構造を削減することで軽量化ができるようになった。その分、エンジンのシリンダーブロックに負担がかかることになったので、シリンダーブロックの強度がより求められるようになった。 ホンダRA168E（1.5 L V6ターボエンジン、1988年） BMW M12/13（1.5 L 直4ターボエンジン、1982年 - 1988年） 1977年、ルノーがターボエンジンを携えて参戦を開始した。参戦初期はトラブルが多発し、黄色の車体とエンジンブローの様子から「イエローティーポット」と揶揄されたが、1979年に初優勝を獲得する。これ以降、ターボエンジンの優位性に気づいた他陣営も挙ってターボエンジンを開発する（フェラーリ：1981年、BMW：1982年、ポルシェ：1983年、ホンダ：1983年など）。1980年代後半にはほとんどのマシンで搭載されていた。わずか1.5 Lの排気量で1,000〜1,500馬力オーバーの出力まで発生させたが、1988年いっぱいでターボエンジンは一度禁止される。 1989年以降は自然吸気エンジンのみとなり、排気量は3.5 L以下であった。シリンダー配置には、シャーシとのマッチングを考慮したV8（フォード、ジャッド）、エンジンの出力を優先したV12（フェラーリ、ランボルギーニ）、双方の中間であるV10（ルノー、ホンダ）が出現する。1994年サンマリノグランプリで起こったドライバーの死傷事故を受けて翌1995年からは3 Lに縮小され、この年限りでV12エンジンはF1から姿を消した。1998年には、前年までV8エンジンを供給していたフォードとハートもV10エンジンの供給に切り替えたため、F1に出走する全車がV10エンジンを搭載することとなった(後述のとおり、最終的には2000年のレギュレーションでエンジン形式がV10に統一された）。2006年には、最速速度の向上、ラップタイムの短縮に歯止めをかけるため、排気量が2.4 L以下で8気筒に制限された。2007年以降、資金負担の軽減を目的にエンジン開発が凍結された。その後、2009年にはブレーキング時のエネルギーを回収・蓄積し、再利用するKERSが導入され、2014年のレギュレーション改定に伴い、運動エネルギー回生に加えて排気ガスから熱エネルギーを回生することもできるERSに発展、前者はMGU-K（MGUはMotor Generator Unitの略、KはKinetic（運動）の略）、後者はMGU-H（HはHeat（熱＝排熱エネルギー）の略）と称される。これに加えてバッテリー (Energy Store, ES)、電子制御装置（Control Electronic, CE）、ターボ（Turbo Charger, TC）、排気量1.6 LのV6エンジン（Internal Combustion Engine, ICE）の各コンポーネントで構成された「パワーユニット」（Power Unit, PU）が供給されるようになった。これにより、1988年以来途絶えていたF1におけるターボエンジンが復活した。 エンジンの使用基数に関しては特に制限が設けられていなかったことから、トップチームの中には、予選だけにパフォーマンスや耐久性の的を絞った「予選用エンジン」を使用するチームもあった。しかし、2003年のエンジン交換の制限を皮切りにエンジンの使用についての制限が設けられるようになった。まず、2003年についてはフリー走行の制限はなかったが「予選と決勝を同一エンジンで走行すること」という規定が導入され、2004年にはフリー走行から決勝終了までの1レースを1エンジンのみでの運用、2005年から2008年の間は、2レースを1台のエンジンのみで運用する規定が導入された。2009年から2013年まで、テストを含めた1年間に使用できるエンジンの台数がテストを含めて1チーム20台に規制され、その内容はドライバー1人あたりレース用に8台、残り4台はテスト用として割り当てられた。ただし、レース用のエンジンは2008年までの使用義務が廃止されており、交換のタイミングはチーム側にゆだねられている。しかし、2014年のPUの型式となってからは、使用制限はより厳しくなり、テストは例外となったが、シーズンに使えるPUに関しては、2014年は年間5基、それ以降は年間4基となった（ただし、2015年はその年復帰したホンダのみシーズン途中から特例で2015年に限り5基使用することが許可された。また、2016年は21戦に増えたため全車5基となっている)。2018年以降はさらにICE、TC、MGU-Hが年間3基、ES、CE、MGU-Kが年間2基まで削減される。また、1つのPUの最低限の使用義務はないものの、ペナルティの回避を目指す場合、事実上1つのエンジンで複数のレースを走ることが事実上義務化された。 当初は降格グリッド数に応じて決勝スタート順位が決まる仕組みとなっていたが、同一GPにてフリー走行と予選でそれぞれ交換した場合、降格グリッド数の合計値が100を超えるケースが発生したうえ、グリッド数が膨大な数字となるうえ、PUの交換を申請したタイミングで順位の変動もあり、決勝スタート時の順位に混乱が生じた。それを受け、2018年以降は各コンポーネントが使用制限を超えた場合、1つ目のコンポーネントは予選順位から10グリッド降格、2つ目以降は5グリッドずつ降格だが、降格グリッド数が15を超えた場合は予選順位に関わらず最後尾からのスタートになるという規定に変更された。ところが、2018年に関してはこの規定の不備が発生することとなった。この年は2人以上のドライバーが最後尾スタートの条件に該当した場合、該当者がコースインした順番に応じて最後尾スタートが指示される仕組みであったため、先にコースインできれば最後尾を回避できる仕組みとなってしまったため、少しでも前のグリッドを手にするべく、フリー走行1回目開始の数十分前からピットレーン出口にマシンが並ぶという異様な光景が複数回発生した。そのため、2019年以降は最後尾スタートが指示されても予選の結果で決定されることになった。当初、MGU-Hについては故障が最も多く発生し、多数のドライバーがグリッドペナルティを受ける大きな原因となっていた他、構造が複雑過ぎることで開発の困難さやコストが問題視されていたため、2017年ごろに2020年をもって廃止される計画が建てられたが、時のエンジンメーカーが反対したため、計画は撤廃され、2024年までは2014年のエンジン形式が存続される形となった。 エンジン規定の変遷年度自然吸気(NA)過給器備考1950-19514.5 L 1.5 L 1952-19532.0 L 0.5 L F2規定により争われた 1954-19602.5 L 0.75 L 1961-19651.5 L - 1966-19853.0 L 1.5 L 1972年から最大気筒数が12となる1981年から4ストロークエンジンのみ 1986- 1.5 L 1987-19883.5 L 1.5 L 1989-19943.5 L - 1995-20053.0 L - 2000年からV10に統一 2006-20132.4 L - V8のみ 2014-2024（予定）- 1.6 L 直噴、V6シングルターボのみ