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Mercedes V6 Formel 1 Motor für 2014

Das ist die Motoren-Zukunft der Formel 1

Mercedes V6 Formel 1-Motor 2014 Foto: Mercedes 28 Bilder

Ab 2014 bekommt die Formel 1 einen neuen Motor. Mercedes hat nun erstmals tiefere Einblicke in die neue Antriebstechnik geboten. Weniger Zylinder, weniger Hubraum, weniger Spritverbrauch aber gleiche Leistung und längere Lebensdauer lautet die Formel. Wir zeigen Ihnen, wie das Kunststück gelingen soll.

11.01.2013 Tobias Grüner

Die Formel 1 steht vor einer Revolution. 2014 wird in der Königsklasse eine neue Motorenformel eingeführt, an die sich Fans und Fahrer wohl erst noch gewöhnen müssen. Praktisch alles ist neu. Die Ingenieure stehen vor einer gewaltigen Aufgabe. Am Freitag (11.1.) stellte Mercedes in der Motorenfabrik im englischen Brixworth als erster Hersteller sein neues V6 Turbo-Aggregat vor.

Motor muss 2014 mit 100 Kilo Sprit auskommen

"Es wird sich einiges ändern. Es geht künftig nicht mehr um die reine Leistung sondern um die beste Effizienz", erklärt Andy Cowell, der Leiter von Mercedes High Performance Powertrains. Zum entscheidenden Faktor wird künftig die Spritmenge. 100 Kilogramm (ca. 140 Liter) dürfen die Autos ab der Saison 2014 am Start eines Rennens höchstens im Tank haben.

"Wir müssen somit die Effizienz um 30 Prozent steigern", erklärt Cowell. "Wer die meiste Energie aus der vorhandenen Spritmenge extrahieren kann, wird gewinnen." Mit den alten 2,4 Liter V8 Saugmotoren, die 2006 eingeführt wurden, wäre das Ziel nicht zu erreichen. Es musste eine komplett neue Motorenformel her, ausgelegt auf spritsparende Technik.

Hybrid-Faktor nimmt 2014 extrem zu

Herausgekommen ist ein kompakteres 1,6 Liter V6-Triebwerk mit Direkteinspritzung, Turbo-Aufladung und Hybrid-Unterstützung. Wie bei der aktuellen Formel 1-Generation kann der Pilot Energie abzweigen, in Batterien speichern und in bestimmten Situationen über einen Elektromotor abrufen. Allerdings wird der Anteil der Hybrid-Unterstützung für den Verbrennungsmotor zukünftig gewaltig wachsen.

Ab der Saison 2014 dürfen die Fahrer die Energie nicht nur beim Bremsen an der Hinterachse abzweigen sondern auch Wärmeenergie am Auspuff sammeln. Im Abgasrohr wird dazu eine kleine Turbine eingesetzt, die zusätzlichen Strom liefert. Das neue Hybrid-System heißt deshalb auch nicht mehr "KERS" - Kynetic Energy Recovery System - sondern nur noch "ERS", weil eben nicht mehr nur kinetische Bremsenergie genutzt wird.

Die Bedeutung der Hybridtechnik wird zunehmen. "Heute ist es schwer, ohne KERS schnell zu sein. Ab 2014 wird es unmöglich, ohne ERS überhaupt Rennen zu fahren", erklärt Cowell den dramatischen Wandel. Statt 400 Kilojule dürfen künftig vier Megajoule pro Runde abgerufen werden - die zehnfache Energiemenge. Diese darf nicht mehr nur in eine Zusatzleistung von 60 Kilowatt umgewandelt werden, sondern ab 2014 auf 120 Kilowatt. Die Wirkung ist somit deutlicher zu spüren.

Aus den Werten lässt sich errechnen, dass der Fahrer den Elektromotor 33,3 Sekunden pro Runde zuschalten kann. Zum Vergleich: Aktuell sind es gerade einmal 6,7 Sekunden. Wenn man bedenkt, dass im Schnitt auf einer Runde nur 50 Sekunden lang Vollgas gegeben wird, lässt sich leicht ausmalen, dass die Hybridtechnik künftig zu einem entscheidenden Faktor wird.

Ladedruck des Turbos ist unbegrenzt

Dass die Autos trotz Verkleinerung des Hubraums auf ähnliche Leistungswerte (ca. 750 PS) wie heute kommen, ist vor allem ein Verdienst des Turbos. Der Ladedruck der Motorbeatmung ist nicht unbegrenzt. Lediglich die Drehzahl der Turbine darf 125.000 Umdrehungen in der Minute nicht überschreiten. Ein Turboloch soll es nicht geben. Bei niedrigen Drehzahlen wird einfach der Hybrid-Antrieb zugeschaltet.

Ein Problem könnte das gesteigerte Drehmoment werden. "Vor allem am Kurvenausgang gibt es deutlich mehr Leistung", prognostiziert Cowell. "Da wird es wohl deutlich mehr Leistung als Grip geben." Reifen und Fahrwerk müssen somit künftig auf der Hinterachse mehr mechanischen Grip liefern als noch bisher.

Die Revolution beim Triebwerk spiegelt sich auch im Text des Reglements wieder. Wurde früher der Motor einzeln bertachtet, spricht das Regelwerk nun nur noch von "Powertrain" - also Antriebsstrang. Darin ist der Verbrennungsmotor mit seiner Peripherie, den Hybrid-Elementen inklusive Batterien und sogar der Auspuff enthalten. Die Abgase entweichen zukünftig übrigens nur noch über ein Endrohr, das Zentral im Heck austreten wird.

Fünf Motoren-Pakete für eine Saison

"Das ganze Paket muss mindestens 145 Kilogramm wiegen", erklärt Cowell. "Der aktuelle V8 Motor liegt zum Vergleich bei einem Mindestgewicht von 95 Kilo. Rechnet man da aber die ganzen anderen Elemente mit ein, dann wird sich das Gewicht des Antriebsstrangs nur um 15 Kilogramm erhöhen." Das Auto wird mit leerem Tank somit nur etwas schwerer als bisher werden. Durch die geringere Spritmenge zu Beginn eines Rennens sind die Piloten am Start allerdings ein Stück leichter unterwegs.

Die Herausforderung für die Ingenieure besteht aber nicht nur darin, das System so effizient und leicht wie möglich zu machen, sondern auch zuverlässig. "Heute müssen wir mit acht Motoren über die Saison kommen. Künftig haben wir nur fünf komplette Antriebsstränge zur Verfügung. Geht zum Beispiel die KERS-Batterie oder der Elektromotor kaputt und wir müssen dadurch ein sechstes Paket einsetzen, gibt es eine Strafe", erklärt Cowell.

Vor allem in der ersten Saison 2014 wird es spannend, wer am wenigsten Kinderkrankheiten zu beklagen hat. Sowohl was den Betrieb als auch die Weiterentwicklung angeht, sollen die Kosten nicht aus dem Ruder laufen. Müssen die Triebwerke heute ca. 2.000 Kilometer überstehen, sind zukünftig 4.000 Kilometer gefragt. Der neue Motor beinhaltet zudem 15 Prozent weniger bewegliche Teile als das alte V8-Triebwerk. Die maximale Drehzahl wird von 18.000/min auf 15.000/min gesenkt.

Die große Frage lautet natürlich, wie sehr die neue Spritsparformel die Rennaction beeinflusst. Müssen die Fahrer künftig ständig mit Halbgas fahren? "Wenn die Ingenieure einen effizienten Motor gebaut haben, dann nicht", verspricht Cowell. "Der Fahrer kann aber durch eine clevere Fahrweise auf jeden Fall zur Steigerung der Effizienz beitragen."

Im Extremfall könnte es aber auch soweit kommen, dass Autos mit weniger Abtrieb unterwegs sind, um den Luftwiderstand und damit den Verbrauch zu senken. "Es gibt künftig so viele Parameter, die man verstellen kann. Es ist eine große Rechenaufgabe. Das wird sehr interessant für die Ingenieure", so Cowell. Sicher ist bereits, dass die Aerodynamik nicht mehr so dominanten Einfluss hat, was man bei Branchenführer Red Bull nicht gerne hören wird. "Wir betonen wieder mehr das "Motor" im Wort "Motorsport"", freut sich dagegen Mercedes-Mann Cowell.

Neuer V6-Motor nur ein bisschen leiser

Einer der wichtigsten Faktoren für die Fans ist vor allem der Sound. In Brixworth ließ Mercedes vor geladenen Journalisten, darunter auch auto motor und sport, eine Aufzeichnung einer simulierten Runde aus Monza laufen. Das Geräusch ist nicht mehr ganz so voluminös wie beim V8 sondern eher etwas heller. Die Aufnahme aus dem Prüfstand mit gedämmten Abgasen ist aber noch nicht ganz repräsentativ.

Vor einer Formel lautlos müssen sich die Fans aber nicht fürchten: "Der Motor wird etwas leiser. Aber nicht viel", beruhigt Cowell. "Der Turbo nimmt etwas Energie aus dem Auspuffstrahl. Aber das sollte kein Problem sein."

In unserer Fotogalerie haben wir die ersten Bilder des neuen Mercedes V6 Motors für 2014.

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