Formel-1-Technik: Welches Motorenkonzept kommt nach 2020?

Viele Beobachter werten die in der vergangenen Woche in Paris zwischen FIA, FOM und Motorenherstellern stattgefundenen Gespräche bezüglich der Zukunft der Formel 1 positiv. Dabei ging es um die Richtung, die eingeschlagen werden soll, sobald die aktuell gültigen kommerziellen Verträge Ende 2020 ausgelaufen sind.

Insbesondere das Thema Motoren wurde intensiv diskutiert. Die Frage, die sich nun alle stellen: Wird die Formel 1 auf diesem Sektor tatsächlich einen Schritt zurückgehen, um voranzukommen?

Die aktuellen V6-Antriebseinheiten mit Hybridtechnik gelten als zu komplex, zu teuer, ja sogar profan, wenn man bedenkt, was unter einem anderen Reglement möglich wäre.

Die Kernfrage lautet: Wie will die Formel 1 in der Welt angesehen werden? Seit Einführung der Hybridmotoren zur Saison 2014 waren es Schlagzeilen wie "30 Prozent geringerer Spritverbrauch im Rennen", "Thermischer Wirkungsgrad im Bereich von 50 Prozent" und "Leistung der Motoren im Bereich von rund 1.000 PS", die im Vordergrund standen.

Das ist alles schön und gut, aber rechtfertigt es all die Schwierigkeiten, die damit einhergehen?

Abkehr von der MGU-H?

Das Energierückgewinnungssystem (ERS) ist eine faszinierende technische Errungenschaft und hauptverantwortlich dafür, dass die aktuellen Antriebseinheiten gleichermaßen effizient wie potent sind. Hinsichtlich der Entwicklungskosten wird die MGU-H – einer der Hauptbestandteile von ERS – von den Herstellern aber als kritisch eingestuft.

Dabei geht es nicht allein um die MGU-H, sondern um das komplexe Gesamtgebilde des Energiehaushalts einer modernen Formel-1-Antriebseinheit. Die Art und Weise, wie die MGU-K von der MGU-H abhängig ist, bleibt dem Zuschauer komplett verborgen, fordert von Fahrer und Team aber konstante Aufmerksamkeit, um die Vorgaben hinsichtlich Effizienz und Performance tatsächlich zu erreichen.

Ungeachtet der Rolle, die die MGU-H bei der Effizienzsteigerung spielt, scheinen sich die Hersteller darauf verständigen zu können, dieses Bauteil ab 2021 nicht mehr einzusetzen.

Weiterhin Turbomotoren?

Als es zur Formel-1-Saison 2014 darum ging, den Hubraum der Motoren zu verkleinern und das Thema Hybrid in den Vordergrund zu rücken, war die Rückkehr zu Turbomotoren ein logischer Schritt. Der Turbo-Boost wird seither gerne als Mittel zur Performance-Steigerung angesehen.

Das geht soweit, dass die Pläne für die Formel-1-Motoren der Zukunft sogar 2 Turbolader (einen auf jeder Seite des Motors) vorsehen. Dabei geht es nicht zuletzt um eine bessere Gewichtsverteilung, sodass sich die aktuell recht trägen Autos wieder stärker um die Strecken "prügeln" lassen.

Apropos Gewichtsverteilung: Eines der Hauptprobleme, denen sich die Formel 1 seit Einführung der Hybridmotoren gegenüberstellt sieht, ist das Gesamtgewicht der Autos. Mit sage und schreibe 728 Kilogramm liegt dieses nämlich fast 100 Kilogramm über dem Gesamtgewicht, das in der V8-Ära anlag. Die nächste Motorengeneration soll diesen Trend umkehren.

Probleme bei der Leistungsentfaltung?

Mit Blick auf die Formel-1-Motoren der Zukunft wurden bereits Zahlen von 1.200 bis 1.300 PS in den Mund genommen. Zudem soll der Anteil der MGU-K an der Gesamtmotorleistung weiter erhöht werden. Beim direkten Vergleich der V8-Saugmotor-Ära mit der aktuellen V6-Turbomotor-Ära wurde der Anteil des Elektromotors bereits von 60 Kilowatt auf 120 Kilowatt verdoppelt.

Es würde Sinn ergeben, für die nächste Motorengeneration einen vergleichbaren Schritt zu tun und den Anteil des Elektromotors auf 240 Kilowatt (umgerechnet rund 320 PS) zu steigern. Eine ganz entscheidende Frage in diesem Zusammenhang: Soll die zusätzliche Leistung – sofern überhaupt in diesem Maße realisierbar – grundsätzlich anliegen? Oder soll sie in Form eines Push-to-Pass-Systems, mit dem das Überholen erleichtert wird, abrufbar sein? Grundsätzlich haben beide Varianten ihren Charme.

Was nicht ganz unproblematisch wird, wenn die Leistung der MGU-K ohne Unterstützung einer MGU-H erhöht werden soll, ist die Rückgewinnung der Energie. So wurde bei den Gespräche in Paris auch das Thema einer MGU-K an der Vorderachse aufgeworfen. Diese würde dann im Sinne der Einfachheit aber wohl nur der Energierückgewinnung dienen.

Lautere Motoren dank neuer Benzineinspritzung?

Als das Reglement für die Hybridmotoren verfasst wurde, legte man Wert darauf, dass das Benzin mittels zweier Methoden dem Motor zugeführt wird: Port-Einspritzung und Direkteinspritzung. Im Laufe der vergangenen Jahre hat sich der Fokus aber klar auf das Thema Direkteinspritzung verlagert. Seither gibt es an dieser Front ein Wettrüsten, das in der Saison 2016 in der von Ferrari eingeführten Jet-Einspritzung gipfelte.

Es wird interessant sein zu sehen, inwiefern sich das unter dem neuen Motorenreglement ändert. Schließlich sollen die neuen Motoren auch lauter sein als die aktuellen. Ohne eine MGU-H werden die Turbos allein schon etwas lauter sein, aber mittels eines anderen Einspritzsystems lassen sich weitere Dezibel herauskitzeln.