Formel-1-Technik: Das steckt hinter dem Motorenstreit für 2021

Die Formel 1 stellt dieser Tage die Weichen für das neue Motorenformat ab 2021, doch jetzt laufen die Hersteller Sturm dagegen: Warum plötzlich Uneinigkeit herrscht.

In dieser Woche hat die Formel 1 einen großen Schritt in Richtung des neuen Motorenformats ab der Formel-1-Saison 2021 gemacht. Der Automobil-Weltverband (FIA) und die Formel-1-Eigentümer Liberty Media stellten ihre Vorstellungen für die Antriebsstränge der Zukunft vor. Doch das Echo darauf fiel nicht so positiv aus, wie sich die Verantwortlichen das vorgestellt hatten. Unmittelbar nach der Veröffentlichung der Ansätze für 2021 hagelte es Kritik aus den Reihen der Autohersteller.

Mercedes und Renault etwa warnten vor einem möglichen Wettrüsten der Werksteams unter den neuen Regeln. Ferrari wiederum drohte sogar mit dem Ausstieg aus der Formel 1, sollte das Motorenformat nach den Wünschen von FIA und Liberty Media eingeführt werden. Aber warum sorgt der Ansatz der Sportbehörde und der Formel-1-Eigentümer für so viel Entrüstung, wenn damit die Kosten gesenkt und der Anreiz für Neueinsteiger erhöht werden sollen?

Zurück ans Zeichenbrett

Mercedes und Renault wissen natürlich bestens Bescheid um den Entwicklungsaufwand für die aktuellen 1,6-Liter-V6-Turbomotoren. Und sie wissen auch: Mit geringfügigen Veränderungen an den derzeitigen Formel-1-Triebwerken ist es nicht getan, um das angestrebte Motorenformat für 2021 in die Tat umzusetzen. Dafür wäre die Entwicklung eines komplett neuen Antriebsstrangs erforderlich.

Zwar haben die aktuellen Formel-1-Hersteller seit dem Beginn der modernen Turbo-Ära zur Formel-1-Saison 2014 einiges über den Aufbau dieser speziellen Aggregate gelernt und auch umfangreiche Erfahrungen mit den Hybrid-Komponenten gemacht, doch für das künftige Motorenreglement müssten sie wohl trotzdem zurück ans Zeichenbrett – und bei null anfangen.

Denn der aktuelle Vorschlag sieht vor, dass die thermische Effizienz und der Verbrennungsprozess im Motor wesentlich umgestaltet werden müssten. Zudem sollen die Motoren ein neues Drehzahlprofil erhalten und unter geänderten Benzin-Durchflussmengen arbeiten. Gleichzeitig würde die MGU-H-Einheit komplett wegfallen. Das wiederum hätte ein Umdenken bei der Größe und der Leistungsfähigkeit des Turboladers zur Folge. Gleiches gilt für die MGU-K-Einheit, die künftig wieder Zusatzleistung auf Abruf bereitstellen soll.

Was die Hersteller außerdem stört: Sie haben den Eindruck gewonnen, die Regeln seien darauf ausgelegt, neue Marken zum Einstieg in die Formel 1 zu bewegen. Denn neue Hersteller könnten im Vorteil sein, schließlich wären die aktuellen Werksteams bis 2021 zu einer parallelen Entwicklung der aktuellen Antriebe und der künftigen Motoren gezwungen. Beides – das derzeitige Wettrüsten und der Aufwand für die Entwicklung der neuen Antriebsstränge für 2021 – sind in Kombination eine zu hohe Hürde für Neueinsteiger und ein Sorgen-Szenario für die bereits engagierten Marken.

Außerdem liegt bereits ein Gegenvorschlag der Formel-1-Hersteller vor. Dieser sieht eine Lockerung der Regeln in Bezug auf die Benzin-Durchflussmenge sowie eine freie Wahl der Spritmenge für das Rennen vor. Zudem soll die thermische Effizienz der Triebwerke reduziert werden. All dies, so die Hersteller, könnte die technische Hürde für neue Motorenmarken erheblich senken, ohne die Kosten explodieren zu lassen.

Nicht alles ist schlecht …

Trotz der Kritik am Vorschlag von FIA und Liberty Media sind die Hersteller nicht gänzlich unzufrieden mit den vorgestellten Maßnahmen. So unterstützen die Werksteams zum Beispiel ausdrücklich das Anheben der Drehzahlen, damit die Motoren wieder mehr Lärm produzieren. Da ein größerer Hubraum nicht (mehr) zur Debatte steht, hat man sich immerhin auf den Verbleib der 1,6-Liter-V6-Turbomotoren verständigt. Damit, so die allgemeine Hoffnung im Formel-1-Fahrerlager, dürften sich die Entwicklungskosten in Grenzen halten.

Positiv – vor allem für die Fans – ist in jedem Fall das Plus von 3.000 Umdrehungen pro Minute. Auch der Wegfall der MGU-H-Einheit dürfte der Lautstärke der Fahrzeuge zuträglich sein, da die Energie-Rückgewinnung durch den Turbo in ihrer bisherigen Form nicht mehr stattfinden und das Motorengeräusch nicht mehr verfälscht würde.

Im Prinzip bedeutet das Aus der MGU-K-Komponente: Die Formel 1 kehrt wieder zu einem KER-System zurück, zu einem kinetischen Motorgenerator. Der Fahrer soll wieder die Verantwortung für den Einsatz und den Abruf der Zusatzleistung der Einheit erhalten.

Eine Kostenersparnis soll ferner durch die Vereinheitlichung des Energiespeichers und der dazugehörigen Steuerelektronik eintreten. Damit will die Formel 1 sicherstellen, ihr Reglement für Aston Martin, Cosworth, Ilmor, Porsche und Co. noch interessanter zu machen. Die große Hoffnung ist: Durch die Einführung von weiteren Standardbauteilen und durch die Vereinfachung mancher Komponenten soll die Zuverlässigkeit der neuen Antriebsstränge steigen. Es würden weniger technische Probleme auftreten und damit müssten die Beteiligten auch mit weniger Strafen rechnen als die aktuellen Hersteller, allen voran Honda.

Doch so einfach ist es nicht …

Aus technologischer Sicht hat diese Sache aber einen großen Haken. Denn das neue Motorenformat verabschiedet sich zu einem gewissen Grad vom Hightech-Trend, den die Formel 1 mit der Einführung der aktuellen V6-Hybrid-Turbomotoren zur Saison 2014 gesetzt hat. Und durch das Plus an Einheitsteilen dürfte der Unterschied zwischen den einzelnen Motorenherstellern wieder geringer werden. Ein etwaiger Motorenvorteil wäre also womöglich dahin, was vor allem Ferrari kritisiert.

Viel grundlegender aber ist die Frage, die ebenfalls in den Raum gestellt wurde: Braucht es überhaupt eine Veränderung? Schließlich scheint sich das Kräfteverhältnis allmählich zu stabilisieren. Die unterschiedlichen Motoren rücken enger und enger zusammen. Und in den kommenden zwei Jahren dürften die Hersteller auch die Zuverlässigkeitsprobleme der vergangenen Saisons in den Griff kriegen.

Die Zusatzleistung von KERS könnte zudem irrelevant werden, wenn der Fahrer damit nur die Aufgabe erhält, ausgangs jeder Kurve zusätzliche Energie abzurufen, um das Turboloch zu "stopfen". Und dieses Turboloch wird wieder auftreten, weil die MGU-H-Einheit wegfällt.

Außerdem ist da noch das Gewichtsproblem, ein wichtiger Faktor bei der Formulierung der neuen Regeln für 2021. Denn die Formel-1-Autos der Gegenwart sind bereits so schwer wie nie. Dann soll auch noch der neue Cockpitschutz Halo Einzug halten. Unterm Strich aber bedeutet zusätzliches Gewicht immer mehr Masse – und diese Masse will natürlich auch beschleunigt werden. Der Vorschlag von FIA und Liberty Media geht aber noch nicht im Detail auf das Gewichtsthema ein, sieht man einmal vom Wegfall der MGU-H-Komponente ab.

Wenn die Konsequenz dieses Schritts ist, dass die Teams größere Energiespeicher verbauen müssen, um die KERS-Leistungsziele zu erreichen, und dass die Motoren an Masse zulegen müssen, damit mehr Leistung bereitgestellt werden kann – die Rundenzeiten blieben wahrscheinlich gleich und würden im Vergleich zum Ist-Zustand nicht weiter sinken.

Was also ist die Lösung?

Vielleicht ist es ein Mittelweg, den FIA, Liberty Media und Hersteller anstreben sollten. Kleinere Regeländerungen könnten sich als ideale Maßnahmen erweisen, um alle Beteiligten zufriedenzustellen. Die aktuellen Antriebsstränge könnten dann auch über 2021 hinaus in der Formel 1 eingesetzt werden. Bis dahin wäre denkbar, dass sich die Hersteller auf eine schrittweise Entwicklung einigen – auch, um neue Hersteller für einen Formel-1-Einstieg zu begeistern.

Ein Ansatz für das Motorenformat 2021 könnte also sein:

  • Die Benzin-Durchflussmenge müsste erhöht werden. Die Motoren sollten nicht mehr länger auf 12.000 Umdrehungen pro Minute limitiert sein, sondern das derzeitige Maximum von rund 15.000 U/min erreichen können. Damit würde die Formel 1 einen Leistungszugewinn und auch mehr Motorenlärm verzeichnen.
  • Den Teams sollte mehr Freiheit bei der Benzinmenge eingeräumt werden. Auf diese Weise würden sich diverse strategische Möglichkeiten vor und während eines Rennens ergeben.
  • Mit einem durch das KER-System auf sechs Megajoule vergrößerten Energiespeicher stünde dem Fahrer eine Zusatzleistung von rund 160 PS zur Verfügung, zusätzlich zur Energie aus der MGU-K-Einheit.
  • Das Energie-Rückgewinnungssystem (bestehend aus MGU-H, MGU-K, Energiespeicher und Steuerelektronik) und der Turbolader sollten vereinheitlicht werden. Damit ließe sich die Zuverlässigkeit verbessern und die Komplexität reduzieren. Gleichzeitig hätten neue Hersteller die Chance, sich ganz auf die Entwicklung des Verbrennungsmotors zu konzentrieren.

Mit einem solchen Maßnahmen-Katalog wären die aktuellen Formel-1-Baustellen um Kosten, Lärm, Zuverlässigkeit und Leistung in den Griff zu kriegen. Die Hürde für Neueinsteiger würde merklich abgesenkt werden. Und auch die aktuellen Werksteams könnten sich problemlos damit arrangieren.

Wie also reagieren FIA, Liberty Media und Hersteller?

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Tags fia, formel 1 2021, liberty media, motorenformat, motorenreglement, reglement 2021