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Turbos von gestern, Turbos von morgen

Fragen und Antworten über die Technik in der Formel 1.

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Okay, aber was machte die Turbos früher so viel stärker als die 2014? Die meisten hatten damals ja auch sechs Zylinder, so wie 2014, die Hubraumzahl ähnlich, Ladedruck ist 2014 sogar frei, Spritmenge ist zwar nur noch die Hälfte (in den 80er Jahren waren es rund 200 Liter, erst 220, dann weniger), aber das alleine kann es ja nicht sein. Weil dafür haben wir ja ERS


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Alleine die reduzierte Spritmenge dürfte für einigen Leistngsverlust verantwortlich sein. Auch darf man nicht vergessen das in der Spitzenzeit der alten Turbos spezieller Treibstoff verwendet wurde, der mit Handelsüblichen Benzin, wie heute leicht modifizierte verwendet, nix zutun hat.


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Okay die Rennmotoren hatten damals ja auch "nur" um 900 PS, die Quali-Motoren aber über 1000, Surer spricht von 1400 PS...


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die qualimotoren waren nach einer quali damals allerdings auch hinüber.

bmw soll übrigens über die formel für den v2 raketensprit verfügt und diesen in der formel 1 eingesetzt haben. die mechaniker bei brabham wurden dazu angehalten, mit schutzhandschuhen zu arbeiten und täglich einen liter milch zu trinken.


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Von ATS wird berichtet, das der Treibstoff den Tank zersetzt hat und man morgens das Monoque mit Treibstoff geflutet vorfand. Man hatte am abend vergessen den Sprit abzulasen.


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Habt ihr da eine Empfehlung, wo man sowas nachlesen kann=?


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Prüller!


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Ich hab die Ausgaben 84, 85 und 88, nur steht da leider nix dazu drin.


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es gibt ein buch über die entwicklung des turbomotors von renault im alpine, das sehr interessant ist. von oder mit lauda als namensgeber gab es ein buch, das in den 80ern die f1 erklären sollte.
von der bbc gab es einige interessante dokus damals.

bei prüller und co. wirst du vereinzelte aber doch interessante anekdoten dazu finden.
diese hat speziell prüller aber auch gerne in büchern der jüngeren geschichte wieder aufgewärmt. sei es, um das buch zu füllen, oder dem deutschen fan, der ab 1994 natürlich der größte f1 experte unter der sonne war, ein bisschen sachliches nahezubringen.


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Okay also die Frage der PS-Unterschiede zwischen den Turbos aus den 80er und den 2014 beschäftigt mich weiter:

Zylinderzahl und Hubraum können es nicht sein, der Ladedruck auch nicht. Dazu haben wir ja 2014 sogar Elektro-Unterstützung durch ERS, die nicht zu verachten sind.

Okay die Rennmotoren waren in den 80er Jahren gar nicht so viel leistungsstärker als 2014, Qualimotoren gibt es ja heute nicht mehr. Man darf auch nur noch ca. die Hälfte des Benzins verwenden als in den 80er Jahren. Und als weiteres Argument, das hier noch nicht genannt wurde: Die Motoren müssen heute ja auch länger halten, sie sind nicht nur im Quali und Rennen gleich, sondern müssen ja auch über mehrere Rennwochenenden eingesetzt werden.


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Wieso waren eigentlich die Qualimotoren um bis zu 500 PS stärker? Was war daran anders?


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der ladedruck und das mischverhältnis.


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Dachte der Ladedruck war dann ab einer gewissen Zeit begrenzt, zuletzt auf 2 bar?

Mischverhältnis heißt?


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Und noch eine Frage zu den Turbos 2014: Renault hat gemeint, dass der Ladedruck, der ja vom Reglement her frei ist, bei rund 2-3 bar liegen. Wieso nicht höher? Wegen des Benzinlimits?


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der ladedruck wurde ab 1988 auf 2bar begrenzt inkl. des neuen benzinlimits, da man sich bei der fia dachte der ausgang der turbo ära solle ein spannender 2kampf zwischen turbo und saugmotoren werden, was nicht aufging.
in den jahren davor war der ladedruck freigegeben.

mit dem mischverhältnis ist das luft-treibstoffgemisch gemeint.

mehr ladedruck lässt auch die beteiligten bauteile schneller verschleissen.


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1987 war schon auf 4 bar begrenzt.

Aber danke soweit, damit fehlt eigentlich nur noch eine Information. Die Verdichtung bei Porsche soll bei 8:1 gelegen haben. Wird wohl irgendwas mit der verdichteten Luft im Turbolader zu tun haben, quasi achtfach oder wie? Hat man dazu schon Zahlen für die Motoren 2014?


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MichaelZ hat geschrieben:
1987 war schon auf 4 bar begrenzt.

Aber danke soweit, damit fehlt eigentlich nur noch eine Information. Die Verdichtung bei Porsche soll bei 8:1 gelegen haben. Wird wohl irgendwas mit der verdichteten Luft im Turbolader zu tun haben, quasi achtfach oder wie? Hat man dazu schon Zahlen für die Motoren 2014?

Die Verdichtung bzw das Verdichtungsverhältnis gibt an wie stark das Gasgemisch im Verbrennungsraum komprimiert wird und die Verdichtung von 8:1 hat nix mit dem Turbolader zutun. der bringt nur mehr Sauerstoff in den Motor.
Als Verdichtungsverhältnis \varepsilon bezeichnet man (vor allem im Zusammenhang mit Verbrennungsmotoren) das Verhältnis des gesamten Zylinderraumes vor der Verdichtung zum verbliebenen Raum nach der Verdichtung.

\varepsilon ={\frac {V_{h}+V_{k}}{V_{k}}} (Gesamtvolumen durch Restvolumen)

V_{h} = Hubraum (= Kolbenhub · Kolbenquerschnittsfläche)

V_{k} oder V_{c} = Kompressionsvolumen (Restvolumen)

Verbrennungsraum V_{H} = V_{h}+V_{k} (Gesamtvolumen)

aus Wikipedia
Zu 2: Die Zahlen hätte Mercedes von Ferrari auch gerne und umgekehrt.


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Sind nicht Bohrung, Hub, Schwerpunkt, Zylinderwinkel usw. alles vorgeschrieben?
Somit hätten also eh alle das gleiche Verdichtungsverhältnis...

AWE

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Vettel-T-Best hat geschrieben:
Sind nicht Bohrung, Hub, Schwerpunkt, Zylinderwinkel usw. alles vorgeschrieben?
Somit hätten also eh alle das gleiche Verdichtungsverhältnis...


So ist es ,wobei Zyl.winkel und Schwerpunkt da keine Rolle spielen .
Das die Turbos früher wesentlich mehr bums hatten liegt wohl daran ,das die damals nur 350 km halten mussten ,das ganz andere Materialien verbaut wurden und das die mit anderen Ladedrücken und anderem Sprit gefahren sind . das die Quali-Motoren noch mal ne Schippe draufgelegt haben lag daran ,das die nur 5 Runden halten mussten ,also noch mal dran gefeilt wurde . Vom Verbrauch mal ganz zu schweigen .


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AWE hat geschrieben:
So ist es ,wobei Zyl.winkel und Schwerpunkt da keine Rolle spielen .


Ja klar, ich wollte damit nur verdeutlichen, daß die motoren rein geometrisch ohnehin fast Einheitsmotoren sind.
Viel Spielraum bleibt den Ingenieuren diesbezüglich nicht, sich da von der Konkurrenz abzusetzen.

AWE hat geschrieben:
Das die Turbos früher wesentlich mehr bums hatten liegt wohl daran ,das die damals nur 350 km halten mussten ,das ganz andere Materialien verbaut wurden und das die mit anderen Ladedrücken und anderem Sprit gefahren sind . das die Quali-Motoren noch mal ne Schippe draufgelegt haben lag daran ,das die nur 5 Runden halten mussten ,also noch mal dran gefeilt wurde . Vom Verbrauch mal ganz zu schweigen .


Ich wage mal zu behaupten, daß die derzeitigen Motoren ohne Durchflußbegrenzung und einer Haltbarkeit von nur fünf Runden die Leistungswerte von damals pulverisieren würden. Auch ohne Raketentreibstoff.

AWE

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Vettel-T-Best hat geschrieben:
AWE hat geschrieben:
So ist es ,wobei Zyl.winkel und Schwerpunkt da keine Rolle spielen .


Ja klar, ich wollte damit nur verdeutlichen, daß die motoren rein geometrisch ohnehin fast Einheitsmotoren sind.
Viel Spielraum bleibt den Ingenieuren diesbezüglich nicht, sich da von der Konkurrenz abzusetzen.

AWE hat geschrieben:
Das die Turbos früher wesentlich mehr bums hatten liegt wohl daran ,das die damals nur 350 km halten mussten ,das ganz andere Materialien verbaut wurden und das die mit anderen Ladedrücken und anderem Sprit gefahren sind . das die Quali-Motoren noch mal ne Schippe draufgelegt haben lag daran ,das die nur 5 Runden halten mussten ,also noch mal dran gefeilt wurde . Vom Verbrauch mal ganz zu schweigen .


Ich wage mal zu behaupten, daß die derzeitigen Motoren ohne Durchflußbegrenzung und einer Haltbarkeit von nur fünf Runden die Leistungswerte von damals pulverisieren würden. Auch ohne Raketentreibstoff.



Die Motoren sind von vorne herein auf Haltbarkeit konstruiert .Von daher glaube ich kaum ,das die Motoren ohne Laderuckregulierung an den BMW M12/13 ran kommen würden .


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Da könntest Du dann doch Recht haben, ja.


Beiträge: 65
Das Verdichtungsverhältnis kann man recht ausgiebig über den Zylinderkopf und sogar die Zylinderkopfdichtung variieren. Ich habe an einem Motor nen Versuch durchgeführt, wo die Verdichtung durch eine 0.1mm dünner Kopfdichtung von 13.3 auf 14 angehoben wurde, als Größenordnug mal.
Die maßgebliche Beschränkung ist bei den neuen Turbomotoren die Kraftstoffmenge, die bestimmt auch den Ladedruck letztendlich. Mit mehr Ladedruck bekommt man mehr Luftmasse in den Brennraum, muss also für ein gleichbleibendes Kraftstoff/Luft-Verhältnis mehr Kraftstoff einspritzen. Dadurch hat man dann mehr freiwerdende Energie im Brennraum, was die Leistungs-/Drehmomentsteigerung bedingt. Man lädt überhaupt nur auf, um mehr Kraftstoff je Verbrennung im Brennraum zu haben, bei gleichem Kraftstoff/Luft-Verhältnis.
Was meistens falsch dargestellt wird ist auch die Turboladerdrehzahl. Die ist mit 125.000rpm nämlich für einen Turbo extrem gering und nicht im entferntesten hoch. Serienturbolader schaffen mit sehr guter Lebensdauer 240.000 seit einigen Jahren, es gibt Tendenzen Richtung 300.000rpm. Das mal als Anmerkung zwischendrin.

Was weiter maßgebliche Unterschiede angeht: Es gibt gewisse Legierungen (z.B. Aluminium-Beryllium), die im Motorenbau nicht mehr erlaubt sind für die Formel1, die aber extrem vorteilhafte Eigenschaften für z.B. Kolben und Kurbelgehäuse hatten, wodurch die einfach leichter bei gleicher Festigkeit wurden oder eine verbesserte Festigkeit bei gleichem Gewicht aufweisen konnten. Wenn man dazu die deutlich verschärften Haltbarkeitsanforderungen nimmt, kann man einfach nicht mehr so kranke Sachen bringen, wie es früher gemacht wurde. Die Kraftstoffe spielen dabei noch nicht einmal die große Rolle, da man aus Haltbarkeitsgründen die extremen Betriebsbedingungen in denen die Spezialkraftstoffe massive Vorteile haben einfach nicht mehr fährt.

Was aber interessant wird ist der Punkt, dass es jetzt einfach viel mehr Drehmoment gibt als bei den Saugmotoren, da gibt es auch schon einige Fahrerberichte drüber. Wird auf jeden Fall ein ganz anderes Fahren für die Fahrer.
Für die technisch interessierten: Es gibt als Kenngröße für Motoren den sogenannten effektiven Mitteldruck p_me. Dieser wird aus dem Druckverlauf im Zylinder berechnet und ist einfach der mittlere Druck im Zylinder. Der effektive Mitteldruck bezieht sich dabei auf das, was am "Ende" des Motors wirklich ankommt, der indizierte Mitteldruck p_mi bezieht sich auf das, was am Kolben ankommt. Wenn man nun einen Motor mit einem Turbolader/Kompressor versieht, erhöht man neben dem Druck im Ansaugsystem und dem Spitzendruck eben auch diesen Mitteldruck, teilweise wirklich extrem (Saugmotoren schaffen in der Serie so 12-14bar, Turbomotoren aus der letzten Turboära waren teilweise bei über 60bar). Der effektive Mitteldruck geht sowohl in die Berechnung des Drehmoments( M=i*V_H*p_me/2pi mit i=0.5, V_H =Hubraum) als auch die der Leistung (P=i*n*V_H*p_me mit n=Drehzahl) ein. Man sieht auch direkt, dass man die Leistung über eine Drehzahlerhöhung vergrößern kann. Deswegen wurden vor einigen Jahren Drehzahllimits eingeführt, wobei man mit den neuen Turbomotoren eh niedriger geblieben wäre, da man mit mehr Drehzahl auch mehr Kraftstoff verbraucht.


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Noch ne Frage: Wieso experimentierte eigentlich kein Hersteller in den 80er Jahren mit V8-Turbos?


Beiträge: 5
Hallo Guten Tag zusammen.
Ich habe mich hier neu angemeldet und will mich auf diesem Wege vorstellen.
Ich bin ein langjähriger Fan von der Formel 1. Ich habe aber von der Technischen Seite nicht so viel Ahnung wie wahrscheinlich Ihr alle hier schon lange kommunizierenden Freunde und Kollegen. Können Sie mir bitte beantworten was ein Turbo genau ist? Ich lese das jetzt schon zum mehrfachen und habe immer noch nicht richtig verstanden was da genau mit der angeblich gepressten Luft passieren soll. Ich dachte immer Benzin spielt die Musik.

danke ,

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