Technik: So schöpft der Renault-Motor Atem

Von Rob La Salle
Formel 1
Der Renault-Motor im Williams

Der Renault-Motor im Williams

Ein unterschätztes Teil im Formel-1-Renner – der Lufteinlass, die so genannte Airbox.
Der Lufteinlass eines GP-Boliden – markant und doch verkannt. Die Airbox, mit dem Einlass als schwarzes Loch gleich über dem Helm des Piloten, diktiert nicht nur die Form der Motorabdeckung, sondern auch den Luftfluss zum V8-Triebwerk. Renault erklärt in einem Technik-Feature, wie genau das RS27-Aggregat Atem schöpft.

Einfach gesagt: Der Lufteinlass gibt vor, wieviel Luft zum Motor strömen kann, und das wiederum gibt vor, wieviel Sprit verbrannt und wieviel Leistung erzeugt wird. Der Lufteinlass ist dabei quasi nur die Spitze des Eisbergs.

Bei der Fahrt wird Luft ins Loch und in einen hornförmigen Kanal gepresst, welche durch den Luftfilter dann in den Motor eindringt. Die Form des Horns soll so viel dynamischen Druck als möglich bewahren.

Der Filter siebt Sand und Schmutz aus, die sodann gereinigte Luft fliesst zu den acht Einlasstrichtern des Motors. Ist das Gas offen, kann sich die Luft mit den Sprit vermischen, und der Rest gehört zum Grundprinzip des Verbrennungsmotors.

Luft – nicht Sauerstoff – spielt bei der Verbrennung eine elementare Rolle. Daher werden die Lufteinlässe so optimal als möglich geformt. Zu kleine Einlässe bedeuten zu wenig Luft und damit weniger Leistung. Zu viel Luft bringt aber nichts, weil der Motor nicht linear mit der zusätzlich zugeführten Luft mehr Leistung produziert.

Wie immer wird hier ein Kompromiss angestrebt: denn der Aerodynamiker will alles andere, nur nicht einen riesigen Lufteinlass oder eine zu grosse Airbox.

Auch der Luftfilter ist wichtig: zu dicht, und der Luftstrom wird zu sehr behindert und der Druck fällt; zu wenig dicht, und es dringen vielleicht Fremdkörper in den Motor ein.

Für die Formel 1 erstaunlich: bei den Luftfiltern gibt es verhältnismässig wenig Einschränkungen. Generell ist es verboten, die Luft zu kühlen und den Sauerstoffgehalt der Luft (üblicherweise bei ungefähr 20 Prozent) zu erhöhen. Die Form des Horns jedoch ist jedem Team und seinem Motorenpartner freigestellt.

Renault verwendet Filter, die sich im Raid-Rallye-Sport bewährt haben.

In den letzten Jahren sind die Motorenabdeckungen schlanker geworden, denn der Aerodynamiker will einen möglichst ungestörten Luftfluss zum Heckflügel. Gleichzeitig bedeutet dies mehr Hitze unter der Abdeckung, womit Hitze-Isolation zu einem wichtigen Thema geworden ist. Die Form der Airbox ist auch durch die Einführung des passiven DRS (gewollter Strömungsabrisse am Heckflügel) verändert worden.

Auf der langen Geraden in Shanghai erreichen die Formel-1-Renner mit flachgestelltem Heckflügel rund 330 km/h. Der Druck in der Airbox erreicht dabei 1,07 Millibar. Der normale Luftdruck liegt bei 1,02 Millibar. Der Motor produziert damit auf der Geraden rund 40 PS mehr.

Was der Techniker auch nicht vergessen darf: Die Resonanz durch das Motorengeräusch erzeugt Hochfrequenzwellen, welche ein nicht optimal strukturiertes Horn zum Motor leicht zerbrechen kann. Hochgeschwindigkeits-Kameras haben Verformungen bis zu 10 Millimetern aufgrund der Frequenzen gemessen! Es ist ein wenig wie mit der Wasserflasche im Flugzeug, die sich bei höherem Umgebungsdruck ausdehnt und bei niedrigerem zusammenzieht.

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