In den vergangenen Jahren hat die FIA die Motoren der Formel 1 konsequent verkleinert. Nach Saugmotoren mit 3,5 Litern (1989 bis 1994) und 3 Litern (1995 bis 2005) Hubraum ist die Königsklasse des Motorsports seit 2006 mit 2,4-Liter-V8-Saugmotoren unterwegs. Im kommenden Jahr schreibt das Motorenreglement den Einsatz von 1,6-Liter-Aggregaten mit Turboaufladung und umfangreicher Energierückgewinnung vor.

Damit kehrt die Formel 1 bei ihren Motoren in die Vergangenheit zurück. Bis 1988 war der Turbo in der Formel 1 Standard. Doch Nostalgie ist sicherlich nicht die Motivation für die Änderung der Regeln. Die Formel 1 folgt mit den neuen Motoren-Regeln dem Trend zum „Downsizing“ der Motoren. Dabei definieren die Regelhüter diesmal im Vergleich zu den bisherigen Motoren-Regeln einen vergleichsweise engen Rahmen.

So sehen die neuen Motoren der Formel 1 aus:

  • V6-Motor mit maximal 1,6 Liter Hubraum
  • Aufladung mit einem Turbolader
  • Benzin-Direkteinspritzung
  • Vorgegeben sind Zylinderwinkel, das Verhältnis zwischen Bohrung und Hub sowie die Zahl der Ventile (bisher freigestellt)
  • Höchstdrehzahl 15.000 1/min (bisher: 18.000 1/min)
  • Unterstützung des Antriebs durch kraftvolle Systeme zur Energierückgewinnung (ERS = Energy Recovery System)
  • Kraftstoffdurchfluss-Begrenzung auf 100 Kilogramm pro Stunde (bisher kein Limit)
  • Maximal 100 Kilogramm Super Plus pro Rennen (bisher unbegrenzt)

Ziel ist eine Verbesserung der Energieeffizienz

Die neuen Antriebseinheiten werden – durch das Zusammenspiel des Verbrennungsmotors mit dem neuen System zur Energierückgewinnung – stärker aber sparsamer als die aktuellen 2,4-Liter-V8-Saugmotoren sein. Der Verbrennungsmotor leistet circa 600 PS, das neue ERS (Energy Recovery System) stellt rund 160 PS zur Verfügung.

Renault Sport F1 geht davon aus, dass die Motoren der Formel 1 in Zukunft rund 35 Prozent weniger Kraftstoff als bisher verbraucht. Dabei spielt das neue System zur Energierückgewinnung eine wichtige Rolle. Denn das bisher in der Formel 1 genutzte KERS (Kinetic Energy Recovery System) speichert ausschließlich Bewegungsenergie (kinetische Energie) des Autos. Das neue System ist erheblich komplexer. Denn es besteht aus zwei Bausteinen:

  • ERS-K (Energy Recovery System – Kinetic)
  • und ERS-H (Energy Recovery System – Heat).

ERS-K arbeitet wie das bisherige KERS. Es wandelt kinetische Energie, die sonst beim Bremsen als Reibungswärme für den Antrieb verloren wäre, in elektrische Energie um. Sie wird in Batterien gespeichert und steht zur Verfügung, um beim Beschleunigen einen an die Kurbelwelle angeflanschten Elektromotor anzutreiben. Mit vier Megajoule (MJ) Energie pro Rennrunde darf dabei ab 2014 erheblich mehr Energie aus den Batterien abgerufen als bisher.

Formel 1-Antriebssystem Energy F1-2014, Energy F1-2014, Formel 1, 2013
Zwischen den Zylinderbänken (und unterhalb des Luftsammlers) sitzt die ERS-H genannte EInheit, die Abwärme des Turboladers in elektrische Energie umwandelt. (Foto: Renault)

Die zweite Einheit, das ERS-H wandelt einen Großteil der Abwärme des Turboladers in elektrische Energie um. Der dabei erzeugte Strom kann auf zwei Arten genutzt werden. Entweder ebenfalls für den Antrieb des Fahrzeugs. Oder als Beschleuniger für den Turbolader. Damit wird die Ansprechzeit des vergleichsweise großen Turbos reduziert. Das gefürchtete Turboloch bleibt aus.

Klingt alles reichlich kompliziert

Bisher konnten die Piloten KERS nur an wenigen Stellen einer Rennrunde einsetzen. In Zukunft müssen sie sich genau überlegen, wie sie die gespeicherte Energie verwenden. Denn je nach Rennstrecke und Rennsituation kann es sinnvoll sein, sich eher mit einem früher einsetzenden Ladedruck oder mit dem direkten Elektro-Boost Vorteile zu sichern.

Damit nicht genug! Denn auch die Limitierung der Kraftstoffmenge auf 100 Kilogramm Super Plus pro Fahrzeug und Rennen ist nicht ohne. Diese Vorgabe wird dazu führen, dass die Kraftstoffeinteilung zum zentralen Bestandteil der Rennstrategie wird.

„Keine Rennstrecke erlaubt es den Teams, die ganze Zeit Vollgas zu fahren, auf allen Kursen wird die Spritmenge bei normalem Formel 1-Tempo über die gesamte Renndistanz im Bereich der erlaubten 100 Kilogramm liegen, auf manchen etwas darunter, auf manchen etwas darüber. Dann müssen sich Fahrer und Teams entscheiden, wie sie den Kraftstoff einteilen. Insgesamt wird die Performance auf dem Niveau der Autos von 2013 liegen“, sagt Naoki Tokunaga, der bei Renault Sport F1 als technischer Direktor für die neuen Antriebseinheiten verantwortlich ist.

Das Fahren in der Formel 1 wird damit ab 2014 erheblich taktischer werden. Doch zuvor kommt auch auf die Teams eine Menge Arbeit zu. Sie werden durch die neuen Antriebseinheiten gezwungen, die Konstruktion ihrer Fahrzeuge zu überdenken. Denn die neuen Antriebseinheiten sind erheblich schwerer und größer als bisher.

Formel 1-Antriebssystem Energy F1-2014, Energy F1-2014, Formel 1, 2013
Der Turbo sitzt auf der Rückseite des Motors. (Foto: Renault)

Der aktuelle Renault RS27-Achtzylinder wiegt 95 Kilogramm. Der neue 1,6-Liter-V6-Turbo kommt auf ein Gewicht von 145 Kilogramm. Zudem sorgen Nebenaggregate wie der Ladeluftkühler für ein weiteres Mehrgewicht von 20 Kilogramm. Die Position des Turboladers, den Renault über das Getriebe packt, wird die Konstruktion der Hinterachsen verändern.

Die im Vergleich zu bisher vergrößerte Batterie hat Einfluss auf die Kühlerposition und die Tankgestaltung. Es wird spannend, wie die Teams damit umgehen. Immerhin können sie den V6 weiter als tragendes Element des Fahrzeugs nutzen. Ursprünglich plante die FIA die Einführung von Vierzylinderreihenmotoren. Sie wären nur mit einem schweren Hilfsrahmen in den Rennwagen unterzubringen gewesen.

1 Kommentar

  1. 300 Kilometer mit 100 Kilo. Das müssten ca. 135 Liter sein. womit wir bei 45 Litern für 100 Kilometern wären. Fortschritt ist etwas anderes.

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