Neue Fotos – Vettel: Renault als sein WM-Turbo?

Wir stehen auf der Schwelle zur neuen Turbo-Ära der Formel 1: Ab kommenden Dienstag (28. Januar) werden in Jerez de la Frontera die 2014er Antriebseinheiten des GP-Sports ausprobiert (also V6-Turbomotor mit Mehrfach-Energierückgewinnung). Sebastian Vettel will vom ersten Tag an dabei sein.

Renault hat neue Fotos ihrer Einheit veröffentlicht. Darauf sind auch fünf einzelne Komponenten gut zu erkennen, die da sind:

– V6-Verbrennungsmotor
– Turbolader
– MGU-K (steht für «motor generator unit – kinetic»; also der Generator für die kinetische Energie, die beim Bremsen gesammelt wird)
– MGU-H (steht für «motor generator unit – heat»; also der Generator für jene Energie, die beim Turbolader gesammelt wird)
– Batterie-Paket
(Nicht zu sehen ist jene Elektronik, welche die einzelnen Elemente steuert.)

In unserer Vergleichstabelle  HIER  sehen Sie einen direkten Vergleich zwischen dem 2013er Formel-1-Saugmotor von Renault und der neuen Antriebseinheit 2014.

(Kleine Zwischenbemerkung: Nutzen Sie unbedingt auch in die Links ganz unten, um Einzelheiten zu den Aggregaten von Ferrari, Mercedes und Honda zu erfahren, einschliesslich interessanter Animationen und dem Sound der Motoren!)

Besonders zu beachten gilt es: Die Motoren leisten ungefähr so viel wie die vorherigen Sauger, also 760 PS, doch nun stammen rund 600 PS aus dem Motor und 160 PS aus der Energie-Rückgewinnung.

Der Verbrauch ist gleich durch zwei Faktoren beschränkt: Die Gesamtmenge pro Grand Prix beträgt 100 Kilo Kraftstoff, also rund 35% weniger als 2013. Dazu wird der Kraftstofffluss begrenzt. Das bedeutet: die Fahrer werden Sprit und elektrische Energie nutzen müssen, um über die Distanz zu kommen.

Jeder Fahrer hat pro Saison nur fünf solcher Antriebseinheiten zur Verfügung. Muss eines der oben aufgezählten Elemente ersetzt werden, gibt es Strafversetzungen in der Startaufstellung (auf den exakten Strafenkatalog gehen wir später ein), um fünf oder zehn Plätze.

Was passiert auf einer Runde?

Wie sich das alles über eine Runde zusammenfügt, sehen Sie auf dem Bild «How that all fits together» und gehen wir hier in Kürze durch. Die Streckenskizze stammt übrigens aus Barcelona. Wir beginnen mit der Beschleunigungsphase («acceleration») und arbeiten uns dann im Uhrzeigersinn um den «Circuit de Barcelona-Catalunya».

Beim Beschleunigen die Start/Ziel-Gerade hinunter wird der Verbrennungsmotor vor allem Sprit brauchen. Der Turbo dreht auf Maximalspeed von 100.000/min. MGU-H zieht Energie aus dem Auspuff. Die Energie wird entweder MGU-K zugeführt oder in der Batterie gespeichert, falls dort Ladebedarf besteht. MGU-K kann also als zusätzliche Kraft dienen oder dabei helfen, Sprit zu sparen, je nachdem, welche Strategie Techniker und Fahrer gewählt haben.

Am Ende der Start/Ziel-Geraden geht der Fahrer vom Gas und beginnt zu bremsen. Die Brems-Energie wird in der MGU-K verarbeitet und in der Batterie gespeichert.

Beim Bremsen fällt die Drehzahl im Lader aufgrund eines niedrigeren Abgasflusses. Das führt zum Fluch aller Turbos, der Verzögerung, wenn wieder beschleunigt werden soll. Wenn der Pilot wieder aufs Gas geht, weden im Motor Abgase erzeugt, die den Lader neu antreiben. Aber es dauert seine Zeit, bis der Lader auf voller Drehzahl ist. Dieses «Turbo-Loch» kann durch die Nutzung von MGU-H als Motor überbrückt werden, auf diese Weise ist der Lader schneller auf optimaler Drehzahl.

Generell gilt für Techniker und Fahrer: die Balance aus Energiegewinnung und –nutzung muss sehr genau beobachtet werden.

Naoki Tokunaga, Technikchef der neuen Antriebs-Einheiten von Renault, sagt: «Die Nutzung dieser beiden Energiequellen muss sehr clever gemanagt werden. Die elektrische Energie ist dabei genau so wichtig wie die Verbrauchskontrolle. Nur Hand in Hand wird die optimale Nutzung möglich sein. Das Energie-Management bestimmt weitgehend, wann und wie viel Sprit benutzt werden soll und wann und wie viel Energie gespeichert oder abgerufen werden soll.»

«Unser Ziel besteht dabei darin, mit der zur Verfügung stehenden Energie so schnell als möglich eine Runde zurückzulegen. Das bedingt eine komplexe Interaktion zwischen allen Elementen, was elektronisch gesteuert wird. Der Fahrer wird die Unterschiede spüren, aber er wird normalerweise keinen direkten Einfluss nehmen müssen. Er kann sich also aufs Rennen konzentrieren. Klar gibt es Momente, in welchen er die Kontrolle übernimmt – etwa in Situationen, wenn er mehr Power braucht, um einen Gegner zu überholen. Theoretisch kann er das die ganze Zeit über. Praktisch nicht, denn das würde zu viel Sprit und elektrische Energie kosten. Maximaler Schub, das geht vielleicht für zwei Runden, aber dann muss man mit den Kräften haushalten.»

Was ändert sich für den Fahrer?

Naoki Tokunaga fährt fort: «Die Reaktion aufs Gasgeben ist anders, daran werden sich die Fahrer gewöhnen müssen. Gibt er Vollgas, dann übernimmt die Motorelektronik die Art und Weise, wie Energie benutzt wird. Wir brauchen aber noch immer eine Rückmeldung vom Fahrer, wie sich das alles anfühlt und am besten in eine schnelle Runde umsetzen lässt.»

Fazit des Japaners: «Früher haben die Motorenhersteller vor allem möglichst viel Leistung gesucht. Heute ist das komplizierter – nun geht alles darum, wer sein Energie-Managemant am besten im Griff hat.»