Formel-1-Technologie in Straßenautos: Teil 2

Man kann mit Fug und Recht sagen, dass die Wettbewerbsfähigkeit des Motorsports bewiesen hat, dass Menschen ein angeborenes Bedürfnis nach Geschwindigkeit haben. Und das gilt in der Formel 1 vielleicht mehr als in jedem anderen Sport, wo Siege in Bruchteilen von Millisekunden entschieden werden können.

Hier hat die Kombination aus massiven Egos und ebenso massiven Sponsorengeldern dazu geführt, dass sich die Teams ständig mit oft bahnbrechenden neuen Innovationen vorantreiben, die die Grenzen der Rennregeln testen.

In Teil 1 haben wir untersucht, wie dieser Wettbewerb zu Fortschritten in der Materialwissenschaft, Aerodynamik und Aufhängung führte, die sich auf die Autos auswirkten, die wir heute auf der Straße sehen.

Dies sind jedoch nicht die einzigen Bereiche, in denen Verbesserungen vorgenommen wurden. Die Antriebsstrang- und Getriebetechnologie, insbesondere in Bezug auf Motoren, Getriebe und Hybridisierung, ist ein weiterer entscheidender Entwicklungsbereich, in dem einige Fortschritte zu greifbaren Vorteilen für Straßenfahrzeuge geführt haben.

Antriebsstrangtechnologien

Vielleicht eine der grundlegendsten Fortschritte im Antriebsstrang, die der Formel 1 zugeschrieben werden kann, ist die Entwicklung einer Kombination von Merkmalen, die das Modell moderner Verbrennungsmotoren definieren.

Dies wurde 1912 durch den Grand Prix Peugeot L76 (oben) begründet, der mit einem 7,6-Liter-Reihenviermotor ausgestattet war und in dieser Saison sowohl den Großen Preis von Frankreich als auch das Rennen Indianapolis 500 gewann.

Noch wichtiger ist jedoch, dass der L-76 einer der ersten war, der demonstrierte, wie ein DOHC-Design (Dual Overhead Camshaft) mit vier Ventilen pro Zylinder zusammen mit kompakten halbkugelförmigen Brennkammern die Motorleistung wie bei vielen modernen Motoren dramatisch verbessern konnte Fahrzeuge folgen jetzt dem gleichen Grundlayout.

Darüber hinaus verwendete der L-76 auch eine Trockensumpfschmierung, um die Motorkühlung zu verbessern und dem Auto einen niedrigeren Schwerpunkt zu ermöglichen – dieses Schmiersystem wird auch heute noch in unzähligen großen Autos verwendet.

Aufgeladene Motoren sind seit den 1970er Jahren ein fester Bestandteil moderner Straßenfahrzeuge, aber eine der neueren Entwicklungen, die insbesondere von Mercedes-AMG und anderen Marken verwendet wird, ist das „heiße“ Motordesign „V“, in dem sich die Turbolader befinden im V des Motors platziert.

Das Ziel dieser Konstruktion ist es, das Ansprechverhalten zu verbessern und das Turboloch zu verringern, indem die Strecke verringert wird, die die vom Motor erzeugte Drossel zurücklegen muss, um die Turbolader hochzuspulen. Dieses Design, das bei Modellen wie dem Mercedes-AMG A45 üblich ist, wurde tatsächlich vom Ferrari 126C entwickelt, der ursprünglich für die Formel-1-Saison 1981 eingeführt wurde und ein 1,5-Liter-V6-Design mit einer Leistung von minus 417 kW verwendete.

Die Elektrifizierung ist für Autohersteller zu einem immer wichtigeren Weg geworden, um die bevorstehenden Emissionsziele von Euro 6 und Euro 7 zu erfüllen, und Mild-Hybrid-Systeme sind ein Ansatz, um dieser Herausforderung zu begegnen.

Viele Fahrzeuge mit Mild-Hybrid-Antriebssträngen verwenden heute eine Kombination aus regenerativem Bremsen und einer 48-Volt-Batterie, die es dem Fahrzeug ermöglicht, kinetische Energie vom Bremsen einzufangen und in elektrische Energie umzuwandeln, die in der Batterie gespeichert ist. Die Batterie wiederum kann zur Verbesserung von Effizienz und Leistung verwendet werden, indem sie den Motor unter bestimmten Fahrbedingungen unterstützt, beispielsweise beim Beschleunigen des Fahrzeugs, oder indem sie Hilfssysteme wie die Klimaanlage des Fahrzeugs direkt mit Strom versorgt.

Das neueste EQ Boost-System in der neuen Mercedes C-Klasse ist ein gutes Beispiel dafür und sorgt bei Bedarf für einen zusätzlichen Schub an Leistung.

Mild-Hybrid-Systeme teilen grundlegende Ähnlichkeiten mit dem seit der Saison 2009 in der Formel 1 verwendeten KERS (Kinetic Energy Recovery System). ist viel leistungsorientierter, wobei die neuesten KERS-Einheiten in der Lage sind, eine vorübergehende Leistungssteigerung von 120 kW bereitzustellen, wenn sie vom Fahrer eingesetzt werden.

Getriebe

Vor Jahrzehnten verwendeten Formel-1-Autos traditionelle Schaltgetriebe. Die Teams wollten jedoch ein Getriebe entwickeln, das kompakter und leichter ist und außerdem schnellere Schaltvorgänge ermöglicht, ohne dass der Fahrer die Hände vom Lenkrad nehmen muss.

Eine der wichtigsten Innovationen auf diesem Gebiet war die Einführung von sequenziellen Handschaltgetrieben mit elektronisch gesteuerter Kupplung (auch halbautomatisches Getriebe genannt). Dieses Getriebe ermöglichte es dem Fahrer, die Gänge über am Lenkrad montierte Klapppaddel zu wechseln, und beseitigte so die Notwendigkeit, die Hände vom Lenkrad zu nehmen, um die Gänge zu wechseln.

John Barnard von Ferrari half bei der Entwicklung dieses Systems für die Formel-1-Saison 1989, als der entsprechend ausgerüstete Ferrari 640 von Nigel Mansell bei seinem Debüt den Großen Preis von Brasilien gewann. In den nächsten fünf Jahren beschloss fast jedes Formel-1-Team, dieses Getriebedesign nachzuahmen, und die Paddelschaltung und das sequentielle manuelle Getriebe werden bis heute verwendet.

Die Verwendung von Schaltwippen bot klare ergonomische Vorteile, und diese Bedienelemente und das halbautomatische Getriebe wurden erstmals 1997 in einem Straßenauto übernommen, als Option für Ferraris Supersportwagen F355 erhältlich und treffend als „F1“ -Getriebe bezeichnet.

Andere Versionen, die dieselben grundlegenden Steuerungen und Prinzipien verwendeten, waren das weniger ausgeklügelte Selespeed-System, das bei verschiedenen Alfa Romeo- und Fiat-Modellen wie dem 156 bzw. dem Punto verwendet wurde.

BMW hat mit seinem SMG-Getriebe (Sequential Manual Gearbox) ein ähnliches, aber anspruchsvolleres System eingeführt, das in verschiedenen M-Fahrzeugen wie dem E46 M3 und dem E60 M5 verwendet wird. In diesen Autos konnte der Fahrer Schaltpunkte und Schaltgeschwindigkeit mit verschiedenen voreingestellten Optionen einstellen.

Welches Straßenauto sieht heute am ehesten wie ein F1-Rennwagen aus?

Heutzutage gibt es eine Vielzahl von Fahrzeugen, die einige der oben beschriebenen Technologien enthalten, wobei sogar Einstiegsmodelle jetzt mit Mild-Hybrid-Technologie und Schaltwippen (wenn nicht mit halbautomatischen Getrieben) ausgestattet sind, die in der Industrie weit verbreitet sind.

Der Mercedes-AMG One ist wohl das F1-ähnlichste Straßenauto. Das wiederholt verzögerte Hypercar, das kürzlich (kürzlich) in Produktion gegangen ist, wird von einem F1-abgeleiteten 1,6-Liter-V6-Motor angetrieben.

Der Motor wurde für den Straßeneinsatz mit erhöhter Haltbarkeit und einer Redline unter 11.000 U / min abgestimmt und ist mit einem KERS-System verbunden, das eine MGU-K (Motor Generator Unit-Kinetic) und eine MGU-H (Motor Generator Unit-Heat) umfasst. . Ein sequentielles Schaltgetriebe im F1-Stil wird ebenfalls verwendet.

Mercedes behauptet, dass der AMG One-Motor bis zu 50.000 km halten kann, bevor eine Werksüberholung erforderlich ist, und die Gesamtsystemleistung beträgt 782 kW bei einer Höchstgeschwindigkeit von über 350 km/h.

MEHR: Formel-1-Technologie in Straßenautos: Teil 1

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