antriebstechnik 10/2015

Formel 1 – ganz leise?

Formel 1 – ganz leise? Hydraulische Antriebssteuerung gibt Motorsport eine neue Richtung Martin S. Jones Formel-1-Autos sind laut, stinken und schlucken sehr viel Benzin – so die allgemeine Meinung. Dass sich das in den vergangenen Jahren verändert hat, wissen nur eingefleischte Fans. Wie Hydraulik nun beim Energiesparen, bei der Bremskraftbegrenzung und auch bei der Geräuschminimierung hilft, erfahren Sie bei uns. Martin S. Jones ist Motorsport Market Manager bei der Moog Controls Ltd in Tewkesbury, United Kingdom Formel-1-Fans, die am 2. November 2014 beim Großen Preis der USA in Austin, Texas, dabei waren, erlebten eine vollkommen neue Art von Formel-1-Auto. Ihr erster Eindruck war vielleicht geprägt vom ungewöhnlichen Klang der leiseren Rennwagen mit ihren geringeren Drehzahlen, der unter eingefleischten Fans zu Kontroversen geführt hat. Während sich die diesjährigen Formel- 1-Autos oberflächlich betrachtet immer noch ähneln, unterscheiden sie sich unter dem Blech erheblich voneinander. Das liegt an den weiterentwickelten technischen Bestimmungen der Formel 1, die die Desig- 58 antriebstechnik 10/2015

STEUERN UND AUTOMATISIEREN 01 Neun Hydrauliksysteme von Moog befinden sich in jedem Formel-1-Auto ner anspornen, sich auf neue Technologien zu konzentrieren, die bislang nur für Straßen fahrzeuge relevant waren − zum Beispiel auf Technologien zur Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs. Formel-1-Autos verwenden schon seit einigen Jahren Hybrid-Technologie, aber durch die neuen Bestimmungen hat die Energierückgewinnung und -speicherung ganz wesentlich an Bedeutung gewonnen. So wurde z. B. der Leistungsgrad des elektrischen Teils des Antriebsstrangs auf 120 kW (160 PS) erhöht. Außerdem erlauben die neuen Bestimmungen, dass er für längere Zeiträume eingesetzt werden darf. Auch das Format der Benzinmotoren ist vollkommen neu: Eingesetzt werden kleine V6-Turbomotoren mit lediglich 1,6 l Hubraum. Nach US-amerikanischen Verhältnissen mag der Hubraum dieser Motoren klein sein, aber ihre Leistung wird durch einen ausgeklügelten „Compound“-Turbolader erheblich gesteigert. Dieses Gerät ist die Ursache für die neue, leisere Geräuschkulisse während der Rennen. Der Turbinenteil des Turboladers nimmt die Abgasenergie des Motors auf, die ansonsten als Hitze und Geräusch verloren ginge, und speichert sie als elektrische Energie. Wird zusätzliche Leistung benötigt, treibt der Motorgenerator den Kompressor an, um die Zufuhr einer größeren Menge an Kraftstoff-Luft-Mischung zum Motor zuzulassen. Da dieses Vorgehen einen vom Motor unabhängigen Betrieb des Kompressors zulässt, konnte das Turboloch größtenteils eliminiert werden. Moderne Hydraulik in der Formel 1 Es mag überraschen, dass so eine althergebrachte Technologie wie die Hydraulik, in modernen Rennwagen solch eine wichtige Rolle spielt, lässt sich aber dadurch erklären, dass immer mehr automatisierte Antriebssysteme im Auto notwendig sind, um den Fahrer zu unterstützen. In einem typischen Formel-1-Auto befinden sich etwa zehn hydraulische Antriebe, die unterschiedliche hydraulische Systeme steuern. Der entscheidende Vorteil der Hydraulik in Motorsportanwendungen besteht in der hohen „Leistungsdichte“ der Technologie, d. h., in der Fähigkeit sehr kleiner Antriebsaggregate, extrem hohe Leistungen zu vollbringen. Diese Technologie der „Leistungsdichte“ lässt sich anhand des Moog Miniatur-Servoventils der Serie E024 gut veranschaulichen, das für die Umwandlung der Signale der elektronischen Steuereinheit (ECU) des Autos in Hydraulikstrom entscheidend ist, der die treibende Kraft der Antriebe darstellt. Das Miniatur-Servoventil wiegt nur 92 g und kann mit einem elektrischen Signal von 10 mA bis zu 2,8 kW Hy draulikkraft steuern. Vor rund einem Jahrzehnt beschlossen Moog Ingenieure, ein besonderes Sortiment hydraulischer Miniatur-Antriebssteuerungen speziell für den Motorsport zu entwickeln. Diese Komponenten wurden von den Steuerungssystemen von Flugzeugen abgeleitet, waren aber noch kleiner und leichter als ihre im Flugzeugbau verwendeten Vorbilder. antriebstechnik 10/2015 59