Motores de Fórmula Uno

La historia de los motores de Fórmula 1 siempre ha estado marcada por la búsqueda de mayor potencia, y la enorme potencia que produce un motor de Fórmula 1 se genera al operar a una velocidad de rotación muy alta, alcanzando más de 20 000 revoluciones por minuto (rpm) durante las temporadas 2004-2005. Esto se debe a que, teóricamente, un motor produce el doble de potencia al funcionar al doble de velocidad si la eficiencia de combustión (térmica) y la pérdida de energía se mantienen constantes. Los motores de altas revoluciones ganaban carreras sin importar cuánto combustible consumieran ni cuánto calor residual generaran, siempre y cuando produjeran más potencia que la competencia. Sin embargo, debido al creciente costo de los materiales exóticos y los métodos de producción que permitían el funcionamiento a alta velocidad, y a la constatación de que tales avances tecnológicos difícilmente se aplicarían a los vehículos de producción (ya que el producto resultante es muy ineficiente), se decidió limitar la velocidad máxima de rotación (rpm) a 19 000 en 2007. La velocidad máxima de rotación se limitó aún más a 18 000 en 2009 y a 15 000 para las temporadas 2014-2021. ^{[ 5 ]}

Sin embargo, el funcionamiento a alta velocidad de los motores de Fórmula 1 contrasta con el de los motores de coches de calle de tamaño similar, que normalmente funcionan a menos de 6.000  rpm.

La alta velocidad de rotación generaba un problema de vibración debido al desequilibrio secundario inherente a los motores de pistón. Tony Rudd descubrió en el motor BRM 1.5L P56 V8 (  con un límite de revoluciones de 11 000 rpm) de 1961-1962 que una biela larga, mucho más larga de lo necesario, era clave para reducir la vibración secundaria y permitir un alto régimen de revoluciones. El Coventry Climax FWMV Mk.III, que utilizaba una biela mucho más larga en el mismo bloque de cilindros que el Mk.II, demostró este concepto en 1963.

La relación entre la carrera y la longitud de la biela de centro a centro determina el nivel de desequilibrio/vibración secundaria, que se produce porque la velocidad media del pistón es mayor en la mitad superior de la rotación del cigüeñal que en la mitad inferior (con el motor/cilindro en posición vertical) debido a que la posición del pistón a 90° antes del punto muerto superior/después del punto muerto inferior es más baja que el punto medio de la carrera debido al ángulo de inclinación de la biela.

Otros equipos descubrieron gradualmente el secreto de la biela larga, pero este concepto no se utilizó en automóviles de producción en masa durante mucho tiempo porque se consideró muy ineficiente en términos de peso y aprovechamiento del espacio para el rango de bajas revoluciones de los motores de producción. Los motores de motocicletas de altas revoluciones y los fabricantes de automóviles deportivos de alta gama utilizaron el concepto a partir de la década de 1980. El Volvo B5204 de cinco cilindros y 2.0 litros fue una de las excepciones, donde se necesitó una biela larga para acomodar su concepto de producción "modular", compartiendo el mismo bloque de cilindros con el B5234 de 2.3 litros. En octubre de 2005, Daihatsu utilizó una biela larga para el motor 3SZ-VE de 1.5 litros de carrera extremadamente larga introducido con cigüeñal desaxe , 4 válvulas y distribución variable de válvulas. ^{[ 6 ]}

Hasta mediados de la década de 1980, los motores de Fórmula 1 estaban limitados a alrededor de 12 000  rpm debido a los resortes metálicos tradicionales utilizados para cerrar las válvulas. La velocidad necesaria para cerrar las válvulas a mayores rpm requería resortes cada vez más rígidos, lo que aumentaba la potencia necesaria para accionar el árbol de levas y abrir las válvulas, hasta el punto en que la pérdida casi compensaba la ganancia de potencia a través del aumento de rpm. Fueron reemplazados por resortes de válvula neumáticos introducidos por Renault en 1986, ^{[ 7 ] [ 8 ]} que inherentemente tienen una tasa creciente (tasa progresiva) que les permitía tener una tasa de resorte extremadamente alta en carreras de válvula más grandes sin aumentar mucho los requisitos de potencia de accionamiento en carreras más pequeñas, reduciendo así la pérdida de potencia general. Desde la década de 1990, todos los fabricantes de motores de Fórmula 1 han utilizado resortes de válvula neumáticos con aire a presión. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

Además del uso de resortes de válvula neumáticos , la alta potencia de un motor de Fórmula Uno ha sido posible gracias a los avances en metalurgia y diseño, que permiten pistones y bielas más ligeros para soportar las aceleraciones necesarias para alcanzar tales velocidades. El diseño mejorado también permite extremos de biela más estrechos y, por lo tanto, cojinetes principales más estrechos. Esto permite mayores rpm con menor acumulación de calor que dañe los cojinetes. En cada carrera, el pistón pasa de una parada virtual a casi el doble de la velocidad media (aproximadamente 40  m/s), para luego volver a cero. Esto ocurre una vez por cada una de las cuatro carreras del ciclo: una de admisión (hacia abajo), una de compresión (hacia arriba), una de potencia (encendido-hacia abajo), una de escape (hacia arriba). La aceleración máxima del pistón ocurre en el punto muerto superior (PMS) y está en la región de 95 000  m/s² ^, aproximadamente 9700 veces la gravedad estándar (9700 G ). 

Para reducir la aceleración máxima del pistón/biela, los coches de Fórmula Uno utilizan motores multicilíndricos de carrera corta que dan como resultado una velocidad media del pistón menor para una cilindrada dada. ^{[ 13 ]} El número de cilindros alcanzó un máximo de dieciséis con el British Racing Motors V16 , el Coventry Climax FWMW y el BRM P75 . Se limitó a doce en 1972, diez en 2000, ocho en 2006 y seis en 2014. Estos cambios en la normativa hicieron que los diseños de mayor velocidad fueran más difíciles y menos eficientes. Para operar a altas velocidades del motor bajo tales límites, la carrera debe ser corta para evitar fallos catastróficos, generalmente de la biela , que está sometida a tensiones muy grandes. Tener una carrera corta significa que se requiere un diámetro relativamente grande para alcanzar una cilindrada dada . Esto resulta en una combustión menos eficiente, debido principalmente a que la propagación del frente de llama tiene que recorrer una gran distancia (para un volumen) a través de una cámara de combustión en forma de disco cada vez más delgado (de mayor diámetro y menor altura), que se desvía mucho de la forma esférica ideal con la punta de la bujía en su centro. ^{[ 14 ] [ 15 ]}

Debido a la mayor velocidad de funcionamiento y a la restricción más estricta en el número de cilindros, la eficiencia de un motor de Fórmula Uno de aspiración natural no mejoró mucho desde el Ford Cosworth DFV de 1967 y la presión efectiva media se mantuvo en torno a los 14  bar (1,4 MPa) durante mucho tiempo. ^{[ 16 ]}

Desde la temporada 2014, se introdujo un nuevo concepto de limitar el caudal máximo de combustible, lo que limita la potencia si la pérdida de energía y la relación aire/combustible son constantes. Si bien las cifras de diámetro y carrera ahora están fijadas por las reglas, esta regulación promovió la competencia para mejorar la eficiencia del tren motriz. Dado que el caudal de combustible está limitado, el límite de revoluciones perdió sentido, por lo que se eliminó en 2022. Actualmente, los motores de F1 alcanzan aproximadamente 13 000 rpm, mientras que la eficiencia de combustión ha aumentado a aproximadamente 40 bar BMEP y más, utilizando técnicas de combustión pobre y rápida que permiten λ >1 (relación aire/combustible promedio mucho más pobre que 14,7:1 en masa ) ^{[ 15 ]} y relaciones de compresión mecánicas y efectivas muy altas. La relación de compresión es un determinante principal de la eficiencia del motor de combustión interna. La regulación actual limita la relación de compresión mecánica a 18:1, pero la relación de compresión efectiva después de la turboalimentación no está limitada. Honda declaró en 2014 que la relación 18:1 era un objetivo inalcanzable, pero que en 2023 "empieza a sentirse como una limitación real". La optimización de la longitud del conducto de admisión contribuye a aumentar la relación de compresión efectiva en los vehículos de producción, pero Honda afirma que sus motores de F1 utilizan el mismo efecto de resonancia para reducir los picos de presión en el colector de admisión, dejando que el turbocompresor se encargue de aumentar la presión. Según ellos, esto mejora las propiedades antidetonantes, lo que permite una mayor presión de sobrealimentación. ^{[ 15 ]}

Además, se permiten sistemas de recuperación de energía de la presión de escape (MGU-Heat) y del freno motor (MGU-Kinetic) para mejorar aún más la eficiencia. MGU-H ^{[ 17 ] [ 18 ]} es un motor/generador eléctrico en el eje común entre la turbina de escape y el compresor de admisión del turbocompresor, mientras que MGU-K ^{[ 19 ]} también es un motor/generador eléctrico accionado por (o que acciona) el cigüeñal a una relación fija.

Junto con las mejoras en el combustible y estos sistemas de recuperación de energía, los motores de F1 aumentaron la potencia utilizando la misma cantidad de combustible en los últimos años. Por ejemplo, el motor Honda RA621H ^{[ 20 ]} de la temporada 2021 generó más de 100 kW (130 bhp ) más de potencia máxima que el RA615H de la temporada 2015 con el mismo caudal de combustible de 100 kg/h. ^{[ 21 ]}   

Gracias a la enorme mejora en la eficiencia de la combustión, la mecánica, el software y el turbocompresor, los motores de F1 generan mucho menos calor y ruido en comparación con los niveles de 2014. Stefano Domenicali afirmó que la normativa de 2026 impondrá un sonido de escape intencionadamente más fuerte para complacer a los aficionados. ^{[ 22 ]}

Esta época combinaba la normativa de motores de voiturette de 1.5 litros sobrealimentados de antes de la guerra con los motores atmosféricos de Gran Premio de 4.5 litros. Las 500 Millas de Indianápolis (que formaban parte del Campeonato Mundial de Pilotos desde 1950) seguían utilizando la normativa de Gran Premio de antes de la guerra, con motores atmosféricos de 4.5 litros y sobrealimentados de 3.0 litros. La potencia máxima alcanzaba los 425 CV (317 kW) , aunque se dice que el BRM Tipo 15 de 1953 llegó a los 600 CV (447 kW) con un motor sobrealimentado de 1.5 litros.        

En 1952 y 1953, el Campeonato Mundial de Pilotos se disputó según las normas de la Fórmula Dos , pero las normas vigentes de la Fórmula Uno se mantuvieron y aún se celebraron varias carreras de Fórmula Uno durante esos años.

La cilindrada de los motores de aspiración natural se redujo a 2,5  L y la de los coches sobrealimentados se limitó a 750  cc. Ningún constructor fabricó un motor sobrealimentado para el Campeonato del Mundo. Las 500 Millas de Indianápolis siguieron utilizando la antigua normativa de antes de la guerra. La potencia máxima permitida era de 290 CV (216 kW) .  

Introducida en 1961 en medio de algunas críticas, la nueva  fórmula de motor reducido de 1.5 L tomó el control de la F1 justo cuando todos los equipos y fabricantes cambiaron de autos con motor delantero a autos con motor central. Aunque inicialmente estos eran poco potentes, para 1965 la potencia promedio había aumentado en casi un 50% y los tiempos de vuelta eran más rápidos que en 1960. La antigua  fórmula de 2.5 L se había mantenido para las carreras de Fórmula Internacional, pero esta no logró mucho éxito hasta la introducción de la Serie Tasman en Australia y Nueva Zelanda durante la temporada de invierno, dejando a los  autos de 1.5 L como los monoplazas más rápidos en Europa durante ese tiempo. El rango de potencia estaba entre 150 hp (112 kW) y 225 hp (168 kW) .    

En 1966, con autos deportivos capaces de superar a los autos de Fórmula Uno gracias a motores mucho más grandes y potentes, la FIA aumentó la cilindrada a motores  atmosféricos de 3.0 L y de 1.5  L comprimidos. ^{[ 32 ]} Aunque algunos fabricantes habían estado buscando motores más grandes, la transición no fue fácil y 1966 fue un año de transición, con  versiones de 2.0 L de los motores V8 BRM y Coventry-Climax que fueron utilizadas por varios participantes.

El equipo Brabham desarrolló el motor Repco-Brabham V8 de 3.0 litros basado en el motor Oldsmobile F85, mientras que el equipo BRM desarrolló el motor BRM P75 H16 de 3.0 litros (dos motores de ocho cilindros opuestos unidos mediante engranajes en los cigüeñales) que compitió en el coche de Gran Premio BRM P83 .

La aparición del motor Cosworth DFV 3.0L V8 de producción estándar en 1967, inicialmente en el Lotus 49 , permitió que pequeños fabricantes se unieran a la serie con un chasis diseñado internamente. El Cosworth DFV presentaba un diseño revolucionario donde el motor formaba la estructura del vehículo, como explicó Colin Chapman: el motor estaba atornillado directamente al monocasco, la caja de cambios estaba atornillada directamente al motor, y la suspensión trasera y el alerón trasero, si correspondía, estaban atornillados directamente a la caja de cambios. ^{[ 33 ]} Este diseño se convirtió en el diseño estándar de facto de un coche de Gran Premio y lo sigue siendo hasta el día de hoy.

Los dispositivos de compresión se permitieron por primera vez desde 1960, pero no fue hasta 1977 que una empresa tuvo la financiación y el interés necesarios para fabricar uno, cuando Renault presentó su nuevo motor turboalimentado Gordini V6 en el Gran Premio de Gran Bretaña de ese año en Silverstone. Este motor tenía una considerable ventaja de potencia sobre los motores atmosféricos Cosworth DFV, Ferrari y Alfa Romeo.

A principios de la década de 1980, Renault había demostrado que la sobrealimentación era la clave para mantenerse competitivo en la Fórmula 1, especialmente en circuitos de gran altitud como Kyalami en Sudáfrica e Interlagos en Brasil. Ferrari presentó su nuevo motor V6 turboalimentado en 1981, antes de que el propietario de Brabham, Bernie Ecclestone, lograra persuadir a BMW para que fabricara motores turbo de cuatro cilindros en línea para su equipo a partir de 1982. En 1983, Alfa Romeo presentó un V8 turbo, y a finales de ese año Honda y Porsche habían presentado sus propios V6 turbo (este último con la marca TAG en honor a la empresa que proporcionó la financiación). Cosworth y la empresa italiana Motori Moderni también fabricaron V6 turbo durante la década de 1980, mientras que Hart Racing Engines fabricó su propio motor turbo de cuatro cilindros en línea.

A mediados de 1985, todos los coches de Fórmula Uno corrían con un motor turboalimentado; el último en cambiar fue Tyrrell , que usó el Cosworth DFY en ambos coches para las primeras seis carreras, luego participó en cuatro carreras con un DFY en un coche y un Renault turbo en el otro, antes de hacer el cambio final a turbo en ambos coches para las últimas seis carreras de la temporada. El rango de potencia de 1966 a 1986 fue de entre 285 y 500 hp (210 a 370 kW) , los turbos de 500 a 900 hp (370 a 670 kW) en configuración de carrera, y en clasificación, hasta 1400 hp (1040 kW) .      

Tras sus experiencias en Indianápolis, en la temporada de 1971 Lotus participó en tres Grandes Premios del campeonato mundial con una turbina Pratt & Whitney STN76 instalada en el chasis Lotus 56 B, que también tenía tracción a las cuatro ruedas ; sin embargo, este coche con turbina no tuvo éxito. ^{[ 34 ]}

Como parte de la firma del Acuerdo de la Concordia de Fórmula Uno en 1981, ^{[ 35 ]} el reglamento de 1982 permitía únicamente motores de cuatro tiempos con un máximo de 12 cilindros, prohibiéndose a partir de 1982 los motores de turbina, Wankel, diésel y de dos tiempos. ^{[ 36 ]}

Para la temporada de 1986, la FIA limitó los motores a un máximo de 1,5 L con permiso de sobrealimentación (turbocompresor), es decir, los motores de 3,0 L de aspiración natural (que ningún equipo utilizaba al final de la temporada de 1985) quedaron prohibidos, lo que en la práctica supuso la prohibición de los motores de aspiración natural para la temporada de 1986, ya que un motor de 1,5 L sin sobrealimentación no sería competitivo. ^{[ 37 ]}

En 1986, las cifras de potencia alcanzaron niveles sin precedentes, con todos los motores superando los 1000 hp (750 kW) durante la clasificación con presiones de turbo sin restricciones. Esto se observó especialmente en el BMW M12/13 de cuatro cilindros en línea turbo , que producía entre 1400 y 1500 hp (1040 y 1120 kW) a 5,5 bares de presión en la clasificación, pero se ajustaba para producir entre 850 y 900 hp (630 y 670 kW) en la carrera. Sin embargo, estos motores y cajas de cambios eran muy poco fiables debido a la inmensa potencia del motor, y solo duraban unas cuatro vueltas. Para la carrera, se restringió la presión del turbocompresor para garantizar la fiabilidad del motor; pero aun así, los motores seguían produciendo entre 850 y 1000 hp (630 y 750 kW) durante la carrera.        

El potentísimo BMW M12 /13 de cuatro cilindros en línea que se encontraba en el Brabham BT55 inclinado casi horizontalmente, y en posición vertical bajo la marca Megatron en Arrows y Ligier , producía 900 bhp (670 kW) a 3,8 bar en configuración de carrera, y unos increíbles 1.400–1.500 bhp (1.040–1.120 kW) a 5,5 bar de presión en especificación de clasificación. ^{[ 38 ]} Zakspeed estaba construyendo su propio turbo de cuatro cilindros en línea, Alfa Romeo iba a equipar los Ligier con un motor de cuatro cilindros en línea pero el acuerdo se rompió después de que se hubieran realizado las pruebas iniciales. Alfa seguía representada por su antiguo 890T V8 utilizado por Osella , y Minardi estaba propulsado por un Motori Moderni V6.      

Los motores de aspiración natural, ahora de hasta 3,5 L, se reintrodujeron para la temporada de 1987 ^{[ 39 ]} con un plan para mantener la opción de motores sobrealimentados de hasta 1,5 L durante dos temporadas antes de su prohibición definitiva en 1989. El reglamento técnico de 1987 especificaba que el único medio aceptable de sobrealimentación era mediante el uso de uno o más turbocompresores. ^{[ 40 ]}

Las regulaciones de la FIA limitaron la presión de sobrealimentación a 4  bares en la clasificación de 1987 para los motores turboalimentados  de 1.5 litros . El tamaño de los depósitos de combustible se redujo aún más a 150 litros para los coches turboalimentados con el fin de limitar la cantidad de presión de sobrealimentación utilizada en una carrera. Estas temporadas siguieron estando dominadas por los motores turboalimentados: el Honda RA167E V6 de Nelson Piquet ganó la temporada de Fórmula 1 de 1987 con un Williams , que también se alzó con el campeonato de constructores, seguido por el Honda RA168E V6 de Ayrton Senna, que ganó la temporada de Fórmula 1 de 1988 con un McLaren , que igualmente se alzó con el campeonato de constructores.

El resto de la parrilla estaba impulsada por el Ford GBA V6 turbo en Benetton , con el único motor de aspiración natural, el Ford-Cosworth DFZ 3.5  L V8 derivado del DFV que entregaba 575 hp (429 kW) en Tyrrell , Lola , AGS , March y Coloni . ^{[ 41 ]} Para la temporada de 1988, Benetton adoptó el Ford DFR V8 de 3.5 L profundamente revisado, mientras que Williams , habiendo perdido su suministro de motores turboalimentados Honda, adoptó un Judd V8 de 3.5 L para la temporada de 1988.  

En 1988 , seis equipos (McLaren, Ferrari, Lotus, Arrows, Osella y Zakspeed) continuaron con motores turboalimentados, ahora limitados a 2,5  bar. El V6 turbo de Honda, el RA168E, que producía 685 hp (511 kW) a 12.300 rpm en la clasificación, ^{[ 42 ]} impulsó al McLaren MP4/4 con el que Ayrton Senna y Alain Prost ganaron quince de las dieciséis carreras entre ellos. El Gran Premio de Italia fue ganado por Gerhard Berger en el Ferrari F1/87/88C , impulsado por el propio V6 turbo del equipo, el 033E, con unos 720 hp (537 kW) a 12.000 rpm en la clasificación y 620 hp (462 kW) a 12.000 rpm en las carreras. ^{[ 43 ]} El turbo de Honda también impulsó el Lotus 100T , mientras que Arrows continuó con el turbo de BMW con la insignia Megatron, Osella continuó con el Alfa Romeo V8 (ahora con la insignia Osella) y Zakspeed continuó con su propio turbo de 4 cilindros en línea. Todos los demás equipos utilizaron motores V8 de 3.5 L de aspiración natural: Benetton utilizó el Cosworth DFR, que producía 585 hp (436 kW) a 11,000 rpm; ^{[ 44 ]} Williams, March y Ligier utilizaron el Judd CV, que producía 600 hp (447 kW) ; ^{[ 45 ]} y el resto de la parrilla utilizó el Cosworth DFZ de 575 hp (429 kW) del año anterior .                 

Los turbocompresores fueron prohibidos en la temporada de Fórmula 1 de 1989 , quedando solo una  fórmula de 3.5 L de aspiración natural. Honda seguía dominando con su RA109E V10 de 72° que entregaba 685 hp (511 kW) a 13.500 rpm en los coches McLaren , lo que permitió a Prost ganar el campeonato por delante de su compañero de equipo Senna. Detrás se encontraban el Williams con motor Renault RS1, un V10 de 67° que entregaba 650 hp (485 kW) a 12.500 rpm y el Ferrari con su 035/5 V12 de 65° que entregaba 660 hp (492 kW) a 13.000 rpm. Detrás, la parrilla estaba impulsada principalmente por el Ford Cosworth DFR V8 que entregaba 620 hp (462 kW) a 10.750 rpm, a excepción de algunos Judd CV V8 en los coches Lotus, Brabham y EuroBrun , y dos rarezas: el Lamborghini 3512 V12 de 80° y 620 hp (460 kW) que impulsaba a Lola, y el Yamaha OX88 V8 de 75° y 560 hp (420 kW) en los coches Zakspeed. Ford comenzó a probar su nuevo diseño, el V8 HBA1 de 75° con Benetton.                

La temporada de Fórmula 1 de 1990 fue nuevamente dominada por Honda en McLaren con el RA100E de 690 hp (515 kW) a 13.500 rpm que impulsaba a Ayrton Senna y Gerhard Berger por delante del Ferrari Tipo 036 de 680 hp (507 kW) a 12.750 rpm de Alain Prost y Nigel Mansell . Detrás de ellos, el Ford HBA4 de Benetton y el Renault RS2 de Williams con 660 hp (492 kW) a 12.800 rpm lideraban el grupo impulsados ​​por motores Ford DFR y Judd CV. Las excepciones fueron el Lamborghini 3512 en Lola y Lotus, y el nuevo Judd EV 76° V8 que entregaba 640 hp (477 kW) a 12.500 rpm en los autos de Leyton House y Brabham. Los dos nuevos contendientes fueron Life , que construyó para sí un F35 W12 con tres bancadas de cuatro cilindros a 60°, y Subaru, que le dio a Coloni un motor de 1235 cc de 12 cilindros planos de Motori Moderni.            

Honda seguía liderando la temporada de Fórmula Uno de 1991 con el McLaren de Senna, equipado con el motor V12 RA121E de 60° y 725–780 hp (541–582 kW ) a 13.500–14.500 rpm, justo por delante del Williams con motor Renault RS3, que ofrecía entre 700 y 750 hp (520–560 kW) a 12.500–13.000 rpm. Ferrari se situaba detrás con su Tipo 037, un nuevo V12 de 65° que entregaba 710 hp (529 kW) a 13.800 rpm y que también impulsaba a Minardi , justo por delante del Ford HBA4/5/6 de los coches de Benetton y Jordan. Detrás, Tyrrell usaba el anterior Honda RA109E, Judd presentó su nuevo GV con Dallara dejando el anterior EV a Lotus, Yamaha le dio su OX99 V12 de 70° y 660 hp (492 kW) a Brabham, Modena y Ligier usaron motores Lamborghini . Ilmor presentó su LH10, ​​un V10 de 680 hp (507 kW) a 13.000 rpm que finalmente se convirtió en el Mercedes con Leyton House y Porsche obtuvo un V12 3512 de poco éxito para Footwork Arrows ; el resto de la parrilla estaba propulsada por Ford DFR. ^{[ 46 ]}              

En 1992, los motores Renault se volvieron dominantes, aún más tras la retirada de Honda del deporte a finales de ese año. Los  motores Renault V10 de 3.5 L que impulsaban al equipo Williams de F1 producían una potencia de entre 750 y 820 CV (559-611 kW; 760-831 PS) a 13 000-14 300 rpm hacia el final de la era de los motores atmosféricos de 3.5 L, entre 1992 y 1994. Los coches con motor Renault ganaron los últimos tres campeonatos mundiales de constructores consecutivos de la era de la Fórmula 3.5 L con Williams (1992-1994). ^{[ 47 ]}      

El Peugeot A4 V10 , utilizado por el equipo McLaren de Fórmula Uno en 1994, desarrollaba inicialmente 700 CV (522 kW; 710 PS) a 14.250 rpm. Posteriormente, se desarrolló aún más, dando lugar al A6, que producía aún más potencia, alcanzando los 760 CV (567 kW; 771 PS) a 14.500 rpm.        

El motor EC Zetec-R V8 , que impulsó al equipo Benetton , ganador del campeonato , y a Michael Schumacher en 1994, producía entre 730 y 750 CV (544-559 kW; 740-760 PS) a 14.500 rpm. ^{[ 48 ]}    

Al final de la temporada de 1994, el motor V12 Tipo 043 de Ferrari entregaba alrededor de 850 hp (634 kW) ^{[ 49 ]} a 15.800 rpm, lo que lo convierte, hasta la fecha, en el motor V12 atmosférico más potente jamás utilizado en la Fórmula 1. Este también fue el motor más potente de la era de la regulación de motores de 3,5 litros, antes de la reducción de la cilindrada a 3 litros en 1995. ^{[ 50 ]}   

Esta era usó una  fórmula de 3.0 L, con un rango de potencia que variaba (dependiendo de la puesta a punto del motor) entre 600 hp (447 kW) y 1,000 hp (746 kW) , entre 13,000 rpm y 20,000 rpm, y de ocho a doce cilindros. A pesar de que la cilindrada del motor se redujo de 3.5 L, las cifras de potencia y las RPM aún lograron aumentar. Renault fue el proveedor de motores dominante inicial desde 1995 hasta 1997, ganando los primeros tres campeonatos mundiales con Williams y Benetton en esta era. El Benetton B195 ganador del campeonato de 1995 produjo una potencia de salida de 675 hp (503.3 kW) a 15,200 rpm, y el Williams FW18 ganador del campeonato de 1996 produjo 700 hp (522.0 kW) a 16,000 rpm; ambos de un motor Renault RS8 3.0 L V10 compartido . ^{[ 51 ] [ 52 ]} El FW19, ganador del campeonato de 1997, producía entre 730 y 760 hp (544,4 y 566,7 kW) a 16.000 rpm, a partir de su Renault RS9B 3.0 L V10. El último motor V12 de Ferrari, el Tipo 044/1 , se utilizó en 1995. El diseño del motor estuvo influenciado en gran medida por los importantes cambios en la normativa impuestos por la FIA tras los terribles sucesos del año anterior: el motor V12 se redujo de 3,5 a 3,0 litros. El motor de 3,0 litros producía alrededor de 700 hp (522 kW) a 17.000 rpm en configuración de carrera; pero, según se informa, era capaz de producir hasta 760 hp (567 kW) en su estado de ajuste más alto para el modo de clasificación. ^{[ 53 ]} Entre 1995 y 2000, los autos que usaban esta fórmula de motor de 3.0 L, impuesta por la FIA , producían un rango de potencia constante (dependiendo del tipo de motor y la puesta a punto), que variaba entre 600 hp y 815 hp. La mayoría de los autos de Fórmula Uno durante la temporada de 1997 producían cómodamente una potencia constante de entre 665–760 hp (495.9–566.7 kW) , dependiendo de si se usaba una configuración de motor V8 o V10 . ^{[ 54 ]} De 1998 a 2000 fue la potencia de Mercedes la que dominó, dándole a Mika Häkkinen dos campeonatos mundiales. El McLaren MP4/14 de 1999 producía entre 785 y 810 hp a 17,000 rpm. Ferrari                              mejoraron gradualmente su motor. En 1996 , cambiaron su tradicional motor V12 por un motor V10 más pequeño y ligero. Priorizaron la fiabilidad sobre la potencia, perdiendo inicialmente frente a Mercedes en términos de potencia absoluta. El primer motor V10 de Ferrari, en 1996, produjo 715 hp (533 kW) a 15.550 rpm, ^{[ 55 ]} menos potencia que su V12 de 3,5 L más potente (en 1994), que produjo más de 830 hp (619 kW) a 15.800 rpm, pero más potencia que su último V12 de 3,0 L (en 1995), que produjo 700 hp (522 kW) a 17.000 rpm. En el GP de Japón de 1998 , se decía que el motor 047D de Ferrari producía más de 800 CV (600 kW) , y desde el año 2000 en adelante, nunca les faltó potencia ni fiabilidad. Para mantener bajos los costos, la configuración del motor V10 de 3.0 L se hizo obligatoria para todos los equipos en el año 2000 para que los fabricantes de motores no desarrollaran ni experimentaran con otras configuraciones. ^{[ 56 ]} La configuración V10 había sido la más popular desde la prohibición de los motores turboalimentados en 1989, y no se había utilizado ninguna otra configuración desde 1998.              

BMW comenzó a suministrar sus motores a Williams a partir del año 2000. El motor fue muy fiable en la primera temporada, aunque ligeramente inferior en potencia en comparación con las unidades de Ferrari y Mercedes. El Williams FW22 con motor BMW E41 produjo alrededor de 810 hp a 17.500 rpm durante la temporada 2000. ^{[ 57 ]} BMW siguió adelante con el desarrollo de su motor. El P81, utilizado durante la temporada 2001, pudo alcanzar las 17.810 rpm. Desafortunadamente, la fiabilidad fue un gran problema, con varias averías graves durante la temporada.   

El BMW P82, el motor utilizado por el equipo BMW WilliamsF1 en 2002, alcanzó una velocidad máxima de 19.050  rpm en su etapa evolutiva final. También fue el primer motor de la era V10 de 3.0 litros en superar la  barrera de las 19.000 rpm, durante la clasificación del Gran Premio de Italia de 2002. ^{[ 58 ]} El motor P83 de BMW utilizado en la temporada 2003 logró unas impresionantes 19.200  rpm y superó la marca de los 900 bhp (670 kW) , con alrededor de 940 bhp, y pesa menos de 200 lb (91 kg) . ^{[ 59 ] [ 60 ]} El V10 RA003E de Honda también superó la marca de los 900 bhp (670 kW) en el Gran Premio de Canadá de 2003. ^{[ 61 ]}       

En 2005, no se permitieron más de 5 válvulas por cilindro. ^{[ 62 ]} Además, la FIA introdujo nuevas regulaciones que limitaban cada coche a un motor por cada dos fines de semana de Gran Premio, poniendo énfasis en una mayor fiabilidad. A pesar de esto, las potencias siguieron aumentando. Los motores Mercedes tenían alrededor de 930 bhp (690 kW) en esta temporada. Los motores Cosworth , Mercedes , Renault y Ferrari producían alrededor de 900 bhp (670 kW) a 940 bhp (700 kW) a 19.000 rpm. ^{[ 63 ]} Honda tenía más de 965 bhp (720 kW) . ^{[ 64 ] [ 65 ]} El motor BMW producía más de 950 bhp (710 kW) . ^{[ 66 ] [ 67 ]} Los motores Toyota tenían más de 1000 CV (750 kW) , según el vicepresidente ejecutivo de Toyota Motorsport , Yoshiaki Kinoshita. ^{[ 68 ]} Sin embargo, por motivos de fiabilidad y durabilidad, esta cifra de potencia podría haberse reducido a unos 960 CV (720 kW) para las carreras. ^{[ 69 ]}               

Para 2006, los motores debían ser V8 de 90° de capacidad máxima de 2,4 litros con un diámetro circular de 98 mm (3,9 pulg) máximo, lo que implica una carrera de 39,75 mm (1,565 pulg) en el diámetro máximo. Los motores debían tener dos válvulas de admisión y dos de escape por cilindro, ser de aspiración natural y tener un peso mínimo de 95 kg (209 lb) . Los motores del año anterior con limitador de revoluciones fueron permitidos para 2006 y 2007 para los equipos que no pudieron adquirir un motor V8, con Scuderia Toro Rosso usando un Cosworth V10, después de que la adquisición del antiguo equipo Minardi por parte de Red Bull no incluyera los nuevos motores. ^{[ 70 ]} La temporada 2006 vio los límites de revoluciones más altos en la historia de la Fórmula Uno, en más de 20 000 rpm; Antes de que se implementara un limitador de revoluciones obligatorio de 19 000 rpm para todos los competidores en 2007, Cosworth logró alcanzar poco más de 20 000 rpm con su V8, ^{[ 71 ]} y Renault alrededor de 20 500 rpm. Honda hizo lo mismo, aunque solo en el dinamómetro.          

Se prohibía el preenfriamiento del aire antes de que entrara en los cilindros, la inyección de cualquier sustancia que no fuera aire y combustible en los cilindros, los sistemas de admisión y escape de geometría variable y la distribución variable de válvulas . Cada cilindro solo podía tener un inyector de combustible y un único sistema de encendido por chispa . Se utilizaban dispositivos de arranque independientes para arrancar los motores en los boxes y en la parrilla. El cárter y el bloque de cilindros debían estar fabricados de aleaciones de aluminio fundido o forjado . El cigüeñal y los árboles de levas debían ser de aleación de hierro , los pistones de aleación de aluminio y las válvulas de aleaciones a base de hierro , níquel , cobalto o titanio . Estas restricciones se establecieron para reducir los costes de desarrollo de los motores. ^{[ 72 ]}

La reducción de cilindrada se diseñó para proporcionar una reducción de potencia de alrededor del 20 % en los motores de tres litros, para reducir las crecientes velocidades de los coches de Fórmula Uno. A pesar de esto, en muchos casos el rendimiento del coche mejoró. En 2006, Toyota F1 anunció una potencia aproximada de 740 hp (552 kW) a 18 000 rpm para su nuevo motor RVX-06, ^{[ 73 ]} pero las cifras reales son, por supuesto, difíciles de obtener. La mayoría de los coches de este período (2006-2008) producían una potencia regular de aproximadamente entre 720 y 800 hp a 19 000 rpm (más de 20 000 rpm para la temporada 2006 ).      

La especificación del motor se congeló en 2007 para mantener bajos los costos de desarrollo. Los motores que se usaron en el Gran Premio de Japón de 2006 se usaron para las temporadas 2007 y 2008 y estaban limitados a 19.000  rpm. En 2009, el límite se redujo a 18.000  rpm, y cada piloto podía usar un máximo de 8 motores durante la temporada. Cualquier piloto que necesite un motor adicional es penalizado con 10 puestos en la parrilla de salida para la primera carrera en la que se use ese motor. Esto aumenta la importancia de la fiabilidad, aunque el efecto solo se observa hacia el final de la temporada. Ciertos cambios de diseño destinados a mejorar la fiabilidad del motor pueden realizarse con permiso de la FIA. Esto ha llevado a algunos fabricantes de motores, en particular Ferrari y Mercedes, a explotar esta capacidad realizando cambios de diseño que no solo mejoran la fiabilidad, sino que también aumentan la potencia del motor como efecto secundario. Dado que el motor Mercedes demostró ser el más potente, la FIA permitió la re-igualación de motores para que otros fabricantes pudieran igualar la potencia. ^{[ 74 ]}

En 2009, Honda abandonó la Fórmula 1. El equipo fue adquirido por Ross Brawn , dando origen a Brawn GP y al monoplaza BGP 001. Ante la ausencia del motor Honda, Brawn GP adaptó el motor Mercedes al chasis del BGP 001. El equipo, con su nueva imagen, conquistó tanto el Campeonato de Constructores como el de Pilotos, superando a rivales más conocidos y consolidados como Ferrari, McLaren-Mercedes y Renault.

Cosworth , ausente desde el final de la temporada 2006 , regresó en 2010. Los nuevos equipos Lotus Racing , HRT y Virgin Racing , junto con el ya establecido Williams , utilizaron este motor. Esa temporada también se produjo la retirada de los motores BMW y Toyota , ya que las compañías automovilísticas se retiraron de la Fórmula 1 debido a la Gran Recesión . ^{[ 75 ]}

En 2009, se permitió a los constructores utilizar sistemas de recuperación de energía cinética (KERS), también llamados frenos regenerativos . La energía se puede almacenar como energía mecánica (como en un volante de inercia) o como energía eléctrica (como en una batería o supercondensador), con una potencia máxima de 81  hp (60  kW; 82  PS) desplegada por un motor eléctrico , durante poco más de 6 segundos por vuelta. Cuatro equipos lo utilizaron en algún momento de la temporada: Ferrari, Renault, BMW y McLaren. ^{[ 76 ]}

Aunque el KERS seguía siendo legal en la F1 en la temporada 2010, todos los equipos acordaron no usarlo. El KERS regresó para la temporada 2011, cuando solo tres equipos optaron por no usarlo. Para la temporada 2012, solo Marussia y HRT corrieron sin KERS, y en 2013 todos los equipos de la parrilla tenían KERS. De 2010 a 2013, los autos tenían una potencia regular de 700–800  hp, con un promedio de alrededor de 750  hp a 18,000  rpm. ^{[ 77 ] [ 78 ]}

La FIA anunció un cambio del V8 de 2.4 litros, introduciendo motores híbridos V6 de 1.6 litros (más de una fuente de energía) para la temporada 2014. Las nuevas regulaciones permiten sistemas de recuperación de energía cinética y térmica . ^{[ 79 ]} Ahora se permitía la sobrealimentación , ya fueran turbocompresores , que aparecieron por última vez en 1988 , o supercargadores , y todos los constructores optaron por usar un turbocompresor. En lugar de limitar el nivel de sobrealimentación, las regulaciones introdujeron una restricción de flujo de combustible a un máximo de 100 kg de gasolina por hora. Los motores sonaban muy diferentes a la fórmula anterior, debido al límite de revoluciones más bajo (15,000 rpm) y al turbocompresor. La introducción de estos sistemas en 2014 alteró significativamente las estrategias de carrera y los presupuestos de los equipos. Las estrategias de recuperación y despliegue de energía se convirtieron en factores críticos en los resultados de las carreras. Además de eso, la complejidad y el costo del desarrollo de estos sistemas híbridos llevaron a aumentos sustanciales en el gasto de los equipos. Esta presión financiera contribuyó a la decisión de la FIA de implementar un tope de costos a partir de la temporada 2021, con el objetivo de garantizar una competencia más equitativa entre los equipos. ^{[ 80 ]}    

La nueva fórmula para motores turboalimentados mejora su eficiencia mediante la turbocompresión , recuperando energía de los gases de escape. ^{[ 81 ]} La propuesta original de motores turboalimentados de cuatro cilindros no fue bien recibida por los equipos de carreras, en particular Ferrari. Adrian Newey declaró durante el Gran Premio de Europa de 2011 que el cambio a un V6 permite a los equipos transportar el motor como un elemento estructural , mientras que un motor de cuatro cilindros en línea habría requerido un bastidor espacial. Se llegó a un compromiso, permitiendo en su lugar motores V6 con sobrealimentación. ^{[ 81 ]} Los motores rara vez superan las 12 000  rpm durante la clasificación y la carrera, debido a las nuevas restricciones de flujo de combustible. ^{[ 82 ]}

Los sistemas de recuperación de energía, como el KERS, proporcionaban un impulso de 160 hp (120 kW) y 2 megajulios por vuelta. El KERS pasó a denominarse Unidad Generadora de Motor Cinética ( MGU-K ). También se permitieron los sistemas de recuperación de energía térmica , bajo la denominación Unidad Generadora de Motor Térmica ( MGU-H ).   

La temporada 2015 supuso una mejora respecto a la 2014, añadiendo entre 30 y 50  CV (20 y 40  kW) a la mayoría de los motores, siendo el de Mercedes el más potente con 870  CV (649  kW). En 2019, se afirmó que el motor de Renault había alcanzado los 1000  CV en la configuración de clasificación. ^{[ 83 ]}

De los fabricantes anteriores, solo Mercedes, Ferrari y Renault produjeron motores para la nueva fórmula en 2014, mientras que Cosworth dejó de suministrarlos. Honda regresó como fabricante de motores en 2015, y McLaren cambió a motores Honda después de haber usado el motor Mercedes en 2014.

En enero de 2018, la FIA emitió una directiva técnica para evitar que los fabricantes de motores suministraran a los equipos clientes motores desiguales, garantizando la paridad de rendimiento de los motores con los equipos oficiales. ^{[ 84 ] [ 85 ] [ 86 ]}

En 2019, Red Bull cambió de usar un motor Renault a uno Honda. Honda suministró motores tanto a Red Bull como a AlphaTauri. Honda se retiró como proveedor de unidades de potencia a finales de 2021 , y Red Bull asumió el proyecto y produjo el motor internamente . ^{[ 87 ]}

En 2017, la FIA inició negociaciones con los constructores existentes y potenciales nuevos fabricantes sobre la próxima generación de motores con una fecha de introducción proyectada para 2021 , pero retrasada a 2022 debido a los efectos de la pandemia de COVID-19 . ^{[ 88 ]} La propuesta inicial estaba diseñada para simplificar los diseños de los motores, reducir costos, promover nuevas inscripciones y abordar las críticas dirigidas a la generación de motores de 2014. Exigía que  se mantuviera la configuración V6 de 1.6 L, pero abandonaba el complejo sistema de unidad generadora de motor térmico ( MGU-H ). ^{[ 89 ]} La unidad generadora de motor cinética ( MGU -K ) sería más potente, con un mayor énfasis en el despliegue del piloto y una introducción más flexible para permitir el uso táctico. La propuesta también exigía la introducción de componentes y parámetros de diseño estandarizados para que los componentes producidos por todos los fabricantes fueran compatibles entre sí en un sistema denominado "plug in and play". ^{[ 89 ]} También se hizo otra propuesta para permitir los coches de tracción a las cuatro ruedas, con el eje delantero accionado por una unidad MGU-K —en contraposición al tradicional eje de transmisión— que funcionaba independientemente de que la MGU-K proporcionara potencia al eje trasero, imitando el sistema desarrollado por Porsche para el coche de carreras 919 Hybrid . ^{[ 90 ] [ 91 ]}

Sin embargo, debido principalmente a que ningún nuevo proveedor de motores solicitó su ingreso a la F1 en 2021 y 2022, la eliminación del MGU-H, un MGU-K más potente y un sistema de tracción a las cuatro ruedas quedaron en suspenso, con la posibilidad de su reintroducción para 2026. En cambio, los equipos y la FIA acordaron un cambio radical en la aerodinámica de la carrocería/chasis para promover batallas más intensas en la pista a distancias más cortas entre sí. También acordaron aumentar el contenido de alcohol del 5,75 % al 10 % del combustible e implementar una congelación en el diseño de la unidad de potencia para el período 2022-2025, con el motor de combustión interna (ICE), el turbocompresor y el MGU-H congelados el 1 de marzo y el acumulador de energía, el MGU-K y la electrónica de control congelados el 1 de septiembre durante la temporada 2022. ^{[ 92 ]} Honda , el proveedor de motores saliente en 2021, estaba interesado en conservar el MGU-H, y Red Bull , que se hizo cargo del proyecto de producción del motor, respaldó esa opinión. ^{[ 93 ]} El sistema de tracción a las cuatro ruedas estaba planeado para basarse en el sistema híbrido del Porsche 919, ^{[ 90 ]} pero Porsche finalmente no se convirtió en proveedor de motores de F1 para 2021-2022.

Se introdujeron nuevas regulaciones de motores para la temporada 2026. Estas regulaciones de motores mantienen la configuración del motor de combustión interna 1.6 V6 turboalimentado utilizado desde 2014. Las nuevas unidades de potencia producen más de 1000 bhp (750 kW) , aunque con una dependencia mucho mayor de la energía eléctrica, lo que resulta en una división aproximadamente 50-50 entre la combustión y la energía eléctrica. ^{[ 94 ]} La costosa y compleja MGU-H (Unidad Generadora de Motor - Térmica) se ha eliminado, mientras que la salida de la MGU-K (Unidad Generadora de Motor - Cinética) se ha aumentado a 470 bhp (350 kW ) desde 160 bhp (120 kW ) . La salida de potencia de la parte de combustión interna de la unidad de potencia se ha reducido a 540 bhp (400 kW ) desde 850 bhp (630 kW) . Además, los caudales de combustible se han limitado en función de la energía teórica disponible a partir de una composición unificada especificada por la normativa, en lugar de la masa de los distintos combustibles procedentes de diferentes fuentes. También se prevé imponer restricciones adicionales a componentes como las MGU-K y los sistemas de escape a partir de 2027. Las unidades de potencia funcionan con un combustible totalmente sostenible, desarrollado por la FIA. ^{[ 95 ] [ 96 ]}          

Audi se convirtió en un nuevo proveedor de motores en 2026 junto con la entrada de su equipo a la parrilla de F1. ^{[ 97 ]} Ford comenzó una asociación con Red Bull Powertrains como Red Bull Ford Powertrains a partir de 2026 después de una ausencia de 21 años de la Fórmula Uno. ^{[ 98 ] [ 99 ] [ 100 ]} Honda, a través de su subsidiaria Honda Racing Corporation , también se ha inscrito como fabricante para 2026 según la FIA después de abandonar oficialmente el deporte en 2021. ^{[ 101 ]} La FIA también confirmó que Ferrari, Mercedes-AMG y Alpine (Renault) se registraron como proveedores de unidades de potencia para 2026. ^{[ 102 ]} Sin embargo, el 30 de septiembre de 2024, debido a la falta de buenos resultados con su unidad de potencia durante la era V6 turbo-híbrida desde que comenzó en 2014, Renault anunció que pondría fin a su programa de motores tras la conclusión del campeonato de 2025 y que, después de todo, no fabricaría motores para las nuevas regulaciones de 2026. ^{[ 103 ]} Una propuesta de la FIA de 2025 para poner fin a la fórmula de motores de 2026 para 2028 y cambiar a motores V10 de aspiración natural con combustible sostenible fue rechazada por los equipos. ^{[ 104 ]} El 23 de abril de 2025, la FIA confirmó que General Motors, a través de su marca Cadillac, se convertiría en proveedor de unidades de potencia a partir de la temporada 2029. Ya se había anunciado que el equipo Cadillac Formula One Team se uniría a la parrilla a partir de la temporada 2026, utilizando unidades de potencia Ferrari como cliente durante un período transitorio mientras se desarrollaba el motor Cadillac. ^{[ 105 ]}