Formel-1-Technik mit Giorgio Piola

Formel-1-Technik: Warum Honda sein Motorenkonzept über Bord wirft

Das Honda-Comeback in der Formel 1 verläuft bisher enttäuschend. Denn das Ziel, zu Klassenprimus Mercedes aufzuschließen, hat der japanische Hersteller verfehlt.

In der Formel-1-Saison 2017 allerdings bekommt die Aufholjagd von Honda neuen Schwung. Denn der Automobil-Weltverband (FIA) hat das sogenannte Token-System abgeschafft. Jeder Hersteller kann seinen Antriebsstrang daher frei weiterentwickeln. Und Honda hat die Hoffnung, auf diese Weise an Mercedes herankommen zu können.

Ursprünglich hat Honda ein aggressives Motorendesign gewählt. Der Antriebsstrang war der schmalste des gesamten Feldes. Damit wollte man den Chassisdesignern möglichst viel Spielraum bei der Gestaltung des Fahrzeugs geben.

Doch das erwies sich als Fehler: Der kleinere Turbo kam nie auf das notwendige Leistungsniveau, das erforderlich ist, um die zur Verfügung stehende petrochemische Energie auszunutzen. Zudem konnte so auch die damit verknüpfte elektrische Komponente des Motors ihre wahre Kraft nie entfalten.

Nachdem man schon in der Formel-1-Saison 2015 vom eigentlichen Konzept nicht mehr überzeugt war, hatte Honda jedoch in der Formel-1-Saison 2016 keine andere Möglichkeit, als das Jahr einfach auszusitzen. Größere Änderungen am Antriebsstrang waren nicht erlaubt. Stattdessen aber hat man sich in Japan darauf konzentriert, den Formel-1-Antrieb für 2017 völlig neu zu entwickeln.

Honda rief eine separate technische Arbeitsgruppe ins Leben, die sich mit dem Antriebsstrang für 2017 befasste. Zunächst arbeitete dieses Team parallel zur Mannschaft, die mit der Betreuung des damals aktuellen Formel-1-Triebwerks beschäftigt war. Im Laufe der Saison 2016 wurden dann aber mehr und mehr Ressourcen für das Projekt 2017 aufgewendet.

Inzwischen hat Honda wohl auch realisiert, dass man Mercedes nicht wird schlagen können, wenn man weiter den eigenen Weg beschreitet. Und so versorgt Honda sein Partnerteam McLaren künftig mit einem Antriebsstrang, der sich an den Aggregaten orientiert, wie sie Mercedes seit 3 Jahren seinem Werksteam und den Kundenteams zur Verfügung stellt.

Das bedeutet: Honda konzentriert sich nun ebenfalls auf 3 grundlegende Aspekte des Antriebsstrangs und dessen Einpassung ins Auto.

Aufteilung

Mercedes engine layout, captioned
Aufbau des Mercedes-Antriebsstrangs

Foto: Giorgio Piola

Als die Teams 2012 einen 1. Blick auf die neuen Formel-1-Regeln werfen konnten, war den Ingenieuren sofort klar: Dem Platz zwischen den Zylinderbänken des Motors würde eine entscheidende Bedeutung beim Verpacken sämtlicher Komponenten unter der Motorhaube zukommen. Vor allem, weil nur ein Turbolader vorgesehen war, und das in der Fahrzeugmitte.

Angesichts der Rotationsgeschwindigkeit des Turbos war ein solches Design nicht ohne Nebeneffekte. Doch Mercedes hat es genutzt, um Turbine und Kompressor perfekt ins Auto einzupassen, ohne dabei Kompromisse bei den Dimensionen des Antriebsstrangs eingehen zu müssen.

Dieses wichtige Designmerkmal wird gern übersehen. Denn so gelang es Mercedes, einen scheinbar riesigen Turbo zu installieren, womit sich trotzdem die Möglichkeit bot, die elektrische Energie der beiden MGU-Einheiten gut zu nutzen.

Einspritzung

Das Hybridformat der Formel 1 verleitet uns gern zu dem Gedanken, es seien lediglich elektrische Systeme hinzugefügt worden. Doch dabei lassen wir petrochemische Fortschritte außer Acht, denn eben diese standen im Zuge des neuen Formel-1-Reglments klar im Schatten der Hybridtechnologie.

Man muss aber bedenken: Die aktuellen Antriebsstränge der Formel 1 erzielen eine bessere Leistung als ihre V8-Vorgänger ohne Energierückgewinnungssystem. Dabei haben sie 2 Zylinder weniger und verwenden 1 Drittel weniger Benzin. Eine erstaunliche Entwicklung!

Natürlich: Aufgeladene Motoren brauchen nicht den gleichen Hubraum wie normale Saugmotoren, um auf die gleiche Leistung zu kommen. Aber das geht meist auf Kosten des Spritverbrauchs.

 

Fernando Alonso, McLaren
Fernando Alonso, McLaren

Foto: McLaren

Um seine Leistung zu optimieren, hat Mercedes intensiv mit Petronas zusammengearbeitet. Das Ergebnis waren Benzine und Schmierstoffe, die die thermische Effizienz des Antriebsstrangs verbesserten.

Eine technische Hürde dabei war die sogenannte Klopfgrenze. Renault hat sich seit 2014 recht offen dazu geäußert. Mercedes verwendet ein spezielles Einspritzverfahren, um ein viel dünneres Luft-Benzin-Gemisch zu erhalten und so den Verbrennungsprozess im Motor zu verbessern. Die anderen Hersteller haben diese Herangehensweise übernommen und setzten sie im Zuge des Token-Systems um.

Möglich gemacht wurde dies durch den Schritt hin zur Direkteinspritzung in der Formel 1. Die Regeln erlauben demnach eine kleine, aber präzise Benzineinspritzung unter Hochdruck in den Zylinder, wo es zur Zündung kommt. Die Verbrennung wird so verbessert, noch ehe die konventionelle Zündung mithilfe einer Zündkerze erfolgt.

Kühlung

Seit 2014 verwendet Mercedes in seinen Werksautos sogenannte Flüssigkeitskühler, die in einem kleinen Zwischenraum zwischen Benzintank und Motor untergebracht sind.

Auch andere Teams haben mit ähnlichen Kühlsystemen gearbeitet, aber niemand hat es zur Perfektion von Mercedes gebracht. Die Konkurrenz setzt stattdessen hauptsächlich auf Ladeluftkühler in den Seitenkästen.

Das ursprüngliche Design des Antriebsstrangs von Ferrari sah einen Ladeluftkühler zwischen den Zylinderbänken des Motors vor. Allerdings stand dem Vorteil eines solchen Systems der Nachteil durch die große Hitze, die von den zahlreichen Motorkomponenten abgegeben wird, entgegen.

 

Jenson Button, McLaren MP4-31
Jenson Button, McLaren MP4-31

Foto: XPB Images

2016 entschied sich Ferrari für eine zweistufige Kühlanordnung. Ein kleiner Ladeluftkühler wurde im hinteren Teil des Motors direkt auf den Kompressor gesetzt. Über die linke Zylinderbank hinweg wurde dann eine Leitung zu einem weiteren Ladeluftkühler gelegt, der zwischen Benzintank und Antriebsstrang angebracht war – also ähnlich wie bei Mercedes.

Honda und McLaren scheinen sich nun darauf verständigt zu haben, Antriebsstrang und Kühleinheiten auf eine solche Art und Weise im Auto zu installieren, wie sie Mercedes schon seit Jahren nutzt. Die Lösung von Ferrari gilt als beachtlich, wenngleich es aufgrund des Turbodesigns der Scuderia mehr ein Kompromiss zu sein scheint.

Fazit

Dennoch: Es gibt nicht diese eine Maßnahme, um an die Spitze vorzustoßen. Jeder Hersteller ist auf der Jagd nach Mercedes. Und das deutsche Werksteam hat die Messlatte sehr hoch gelegt.

Klar ist allerdings, dass die technischen Arbeitsgruppen für Chassis und Antriebsstrang gut koordiniert werden müssen, um das Gesamtpaket zu optimieren und so vielleicht einen Vorteil gegenüber der Konkurrenz zu erzielen.

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Tags antriebsstrang, design, honda, hubraum, kühler, mercedes, motor, technik, triebwerk
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