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December 20 2013

07:36

Formel Eins: Rückblick 2013 – Red Bull

Die Saison ist um, Zeit sich mal anzuschauen, wie das Jahr für die Teams so war. Ein Rückblick und eine Analyse.

166989451XX00053_F1_Grand_POk – das ist jetzt ein bisschen überflüssig, denn eigentlich könnte man einfach schreiben: Alles richtig gemacht. 13 Siege in 19 Rennen, es hätten auch 14 sein können, wenn in Silverstone das Getriebe nicht gestreikt hätte. Was will man mehr? 19 Siege, klar. Das hätte Helmut Marko am liebsten. Und Vettel vermutlich auch. 19 Doppelsiege, 19 Poles, 19 schnellste Runde, 19 schnellste Boxenstopps. Vielleicht würde Helmut Marko dann sagen “Ja, das war nicht schlecht, aber das Team muss beweisen, dass es das noch mal kann.” Oder so. Aber mal ernsthaft: Es ist sensationell, was Red Bull da leistet.

Das liegt mit Sicherheit auch am Budget. Man vermutet, dass Red Bull mehr Geld ausgeben kann, als Ferrari oder Mercedes. Was aber nicht zwingend etwas damit zu tun hat, dass Dietrich Mateschitz wahllos Geld in sein Team stopft. Wie jeder andere Geschäftszweig seines Unternehmens unterliegt auch das Team dem typischen Effizienzdruck. Aber als dominierendes Weltmeisterteam und als Inhaber von zwei F1-Rennställen hat Mateschitz eine bequeme Position. Durch die Weltmeisterschaften verdient er mehr Geld aus dem F1-Einnahmetopf und er hat angeblich eine höhere Beteiligung an sonstigen Einnahmen der F1, die aus dem Sponsorentopf kommen. Dazu kommt, dass er das Team getrennt von Red Bull Technologies hält, jener Firma, in der Adrian Newey arbeitet. RBT wiederum nimmt auch Aufträge von außen an, arbeitet also als Profitcenter. Dazu kommt noch der Sponsorenvertrag mit Infinity. “Formula Money”-Autor Chris Sylt rechnet mit einem Gesamtbudget von 350 Millionen Dollar. 180 Millionen liegen beim Team, der Rest bei RBT. Wobei dies die gesamte Firma betrifft, also inklusive Fremdaufträgen. Wie viel RBT dem F1-Team in Rechnung stellt, ist nicht bekannt. Aber selbst wenn das Budget 250 Millionen Euro betragen würde (was ich nicht glaube) – vermutlich macht Red Bull mit dem Rennstall sogar noch Gewinn, wenn man die Markenbildung und die TV-Zeit einrechnet.

Sicherlich ist Adrian Newey der Schlüssel für den Erfolg. Bei ihm laufen die Fäden zusammen. Aber alleine kann auch er nicht viermal hintereinander einen Wagen bauen, der alles in Grund und Boden fährt. Ein weiteres Element dürfte die Arbeitsgruppe sein, die sich um den Motor kümmert. Der kommt zwar von Renault, aber Red Bull baut Getriebe und KERS selber. In Sachen Mapping arbeitet man auch eigene Lösungen aus. Ein weiterer Bestandteil des Erfolges wird aus der Materialforschung von Red Bull Technologies kommen. Bekannt ist, dass man mit flexiblen Kohlefaserstoffen experimentiert hat. Das hat bei Red Bull (und später bei Ferrari und McLaren) so gut funktioniert, dass die FIA die Lasttests für Flügel und Unterboden 2013 massiv ausgebaut hat.

Natürlich läuft nicht immer alles reibungslos. Bei einem so komplexen System wie einem F1-Wagen reichen minimale Abweichungen und schon fährt man hinterher. Der Saisonstart von Red Bull war für deren Verhältnisse schwierig. Schuld daran waren die Reifen, die auch Red Bull vor Probleme stellten. Je nach Temperatur und Asphaltbeschaffenheit kam man mal mehr, mal weniger damit zurecht. Der von Red Bull vehement eingeforderte Wechsel auf die alten Mischungen kam dem Team mehr als gelegen.

Das erklärt aber immer noch nicht den massiven Vorsprung, den das Team nach der Sommerpause plötzlich hatte. Mag sein, dass Ferrari und Mercedes durch den Wechsel der Mischungen einen Nachteil erlitten haben – aber der wird kaum die 1,5 bis 2 Sekunden pro Runde (!) erklären, die Red Bull plötzlich schneller war. Im Grunde liefen die Rennen immer nach einem Schema ab: Vettel fuhr in den ersten Runden meist 1 bis 1,5 Sekunden schneller als der Rest der Welt. Lag der Vorsprung bei rund acht bis zehn Sekunden, reduzierte Vettel das Tempo und reagierte nur noch auf die Rundenzeiten der hinter ihm liegenden Fahrer. Es gab Ausnahmen, wenn die Strategie nicht klar war oder wenn man, wie in Brasilien, ein Safety Car befürchtete. Dann baute Vettel seinen Vorsprung auf 15 bis 20 Sekunden aus (Abu Dhabi). Im Schnitt war er dann am Ende des Rennens immer noch 0,5 Sekunden schneller als alle anderen. Und das, obwohl er am Ende mehr oder weniger vor sich hin cruiste. Und: Vettel holte sich meist in den letzten zehn Runden noch mal die schnellste Runde, meist sehr deutlich, was die Überlegenheit des Autos noch mal verdeutlicht.

Es wurde viel darüber spekuliert, was Red Bull so schnell macht. Wir haben hier ausführlich die Theorie einer passiven Traktionskontrolle beschrieben. Andere Quellen berichteten von einem flexiblen Unterboden in Kombination mit einem angeblasenen Diffusor. Eine Antwort hat bisher aber niemand gefunden, auch die FIA nicht, die den RB9 mehrfach genau unter die Lupe genommen hat.

Auffällig war aber, dass der Red Bull nur dann gut funktionierte, wenn Vettel in Front lag. Bei den Rennen, die Vettel wegen einer schlechten Quali von weiter hinten starten musste (Ungarn), liefen es nicht so gut. Der RB9 scheint teilweise aerodynamisch empfindlich zu sein, jedenfalls kam auch Mark Webber nicht so gut mit dem Wagen zurecht. Bei ihm konnte man beobachten, dass er erst in dem Moment auf die Zeiten von Vettel kam, wenn er sich auf P2 vorgefahren hatte. Steckte er hinter ein paar Konkurrenten, dauerte es seine Zeit, bis er Positionen gut machen konnte.

Das mag auch daran gelegen haben, dass Webber nach der Malaysia-Affäre (Multi 21) keine Lust mehr hatte. Jedenfalls fehlte Webber etwas der Biss im restlichen Jahr. Man kann jetzt argumentieren, dass Webber im Team einfach nicht den Rückhalt hatte, dass er eben doch als Nummer Zwei behandelt wurde. Aber im Grunde ist die Sache auch klar, denn Vettel hatte ihn von den reinen Zahlen her in fast jeder Saison im Griff. Nur 2010 sah die Sache anders aus, aber da warf Webber seinen WM-Titel in Korea weg.

Dennoch ist es schade, dass Webber die Serie verlässt. Mit ihm geht einer, der immerhin noch Klartext geredet hat, der sich nicht hat einschüchtern lassen und der eine große Fangemeinde hat.

Zu Sebastian Vettel kann man nur sagen: Wenn man so oft gewinnt, wenn man viermal Weltmeister wird, dann hat man nicht nur Glück. Mag sein, dass er gerade im richtigen Team sitzt, aber es geht auch um Konstanz und darum, jedes Wochenende eine perfekte Leistung abrufen zu können. Und genau das macht Vettel. Vielen fehlt noch der “Beweis”, dass Vettel ein wirklich großer Fahrer ist. Viele sagen, dass er mal das Team wechseln sollte, um zu zeigen, dass er auch woanders Weltmeister werden kann. Das Problem dabei ist: Das ist heute nicht mehr so leicht. Fernando Alonso ist das beste Beispiel. Jeder Experte weiß, dass Alonso einer der besten Fahrer dieser Zeit ist. Keiner zweifelt daran, dass er bei Ferrari schon längst einen Titel verdient hätte. Aber Ferrari baut ihm halt nicht den Wagen, den er dazu benötigt. Auch Vettel wäre mit dem F138 nicht Weltmeister geworden.

Das Problem ist aber nicht neu, denn um Weltmeister zu werden, benötigte man schon immer die Kombination von Entwickler/Fahrer. In den 50er Jahren war es die Kombination Uhlenhaut/Fangio bei Mercedes, später Chapman und Jim Clark, Jochen Rindt oder Mario Andretti. John Banard und Ayrton Senna, Newey und Häkkinen oder Brawn, Byrne und Schumacher waren die Menschen, die die Formel Eins dominierten. Ein Konstrukteur braucht also auch den passenden Fahrer, ein Fahrer den passenden Konstrukteur.

Was wiederum keine guten Nachrichten für die Konkurrenz sind. So lange Vettel und Newey zusammenarbeiten, wird es schwer sein, das Team zu schlagen. Es sei denn, es findet sich eine andere Fahrer/Designer Kombination im Feld.

Alle anderen Analysen 2013:

Mercedes
Ferrari
Lotus
McLaren
Force India
Sauber
Toro Rosso
Williams
Marussia & Caterham

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November 24 2013

21:20

Formel Eins: Analyse GP Brasilien 2013 – Zum Abschluss alles wie immer

Zwei Tage regnete es in Strömen, doch am Renntag blieb es trocken. Anders, als in den letzten Jahren gab es wenig Stress für die Strategen, und Vettel konnte erneut sein Rennen fahren.

130115_braDie Dominanz von Sebastian Vettel lässt sich am deutlichsten an einer Zahl festmachen: 397 Punkte. So viele Zähler konnte Mercedes nicht mal mit beiden Fahrern zusammen in der WM einfahren. Anders gesagt: Selbst wenn Red Bull nur mit Vettel angetreten wäre, hätten sie den Konstrukteurstitel in diesem Jahr einfahren können. Noch ein Beispiel: Vettel wäre auch Weltmeister geworden, wenn er die ersten acht (!) Rennen komplett ausgelassen hätte. Und so wie alle Rennen seit der Sommerpause, sah auch das Rennen in Brasilien aus. Vettel auf der Pole, der sich auch durch einen besser startenden Rosberg nicht aus dem Konzept bringen ließ. Ohne DRS war sein Red Bull noch schnell genug, um noch in der ersten Runde wieder am Mercedes vorbei gehen zu können. Danach war das Rennen an der Spitze wieder gelaufen.

Eine wirkliche Chance hatte die Konkurrenz mal wieder nicht, selbst dann nicht, als Vettel wegen es etwas chaotischen Boxentopps rund 10 Sekunden verlor. Aber selbst dieser Patzer reichte nicht aus, um jemanden anderen in Führung zu bringen. Da Webber und Alonso zeitgleich in der Box waren und Vettel zuvor rund 15 Sekunden Vorsprung hatte, konnte er seine Führung bequem verteidigen, während Webber sich zweimal an Alonso vorbei arbeiten musste. Ein Sieg blieb ihm am Ende versagt, aber immerhin konnte er im letzten Rennen noch einen zweiten Platz erreichen. Und Vettel gab Webber am Ende noch ein kleines Abschiedsgeschenk: Er ließ dem Australier die schnellste Rennrunde. Nach seinem verpatzten zweiten Stopp sah es für einen Moment so aus, als könnten Webber und Alonso zu Vettel aufschließen, aber der schonte in den ersten Runden nur seine Reifen um dann später wieder seinen normalen Rhythmus aufzunehmen. Und das sah so aus, dass er pro Runde 0.5 bis 0.7 Sekunden schneller als der Ferrari von Alonso war.

Der Spanier kämpfte allerdings auch mit stumpfen Waffen. Der F138 war wie gesamten Jahr zu langsam, egal wie sehr Alonso pushte. Im Gespräch nach dem Rennen meinte Webber zu Alonso, dass dieser vor allem beim Einlenken in die Kurve sehr langsam gewesen sei, was der Ferrari-Pilot mit einem müden Schulterzucken bestätigte. Was einen deutlichen Hinweis darauf gibt, wo der Red Bull besser ist. Wenn man mit höherer Geschwindigkeit einlenken kann, ist man logischerweise auch am Ausgang etwas flotter unterwegs. Der RB9 hat einfach mehr Abtrieb, als der Rest der Welt.

Für Ferrari lief das Rennen aber endlich mal besser, als es sonst der Fall war. Alonso verlor am Start einen wichtigen Platz, konnte sich aber aber nach ein paar Runden auf P2 festsetzen. Die Mercedes konnten dem Tempo nicht folgen und hatten sich wohl mit der Abstimmung verhauen. Felipe Massa hatte einen sensationellen Start und schoss von P9 auf P6 vor. Danach kämpfte er sich bis auf P4 vor und Alonso ließ nach dem Rennen durchblicken, dass er durchaus mit dem Gedanken gespielt hatte, seinen langjährigen Teamkollegen aufs Podium zu schicken. Aber dazu kam es dann nicht, weil Massa in Runde 28 die Boxeneinfahrt zu stark anschnitt und die Rautenlinien überquerte. In der Fahrerbesprechung hatte man wohl festgelegt, dass genau dies nicht passieren sollte. Es ist nicht ganz klar, ob Massa diesen Fehler vorher schon mal begangen und die Rennleitung Ferrari schon verwarnt hatte. Jedenfalls folgte eine Durchfahrtsstrafe, die Massa mit wilden Gesten in Richtung Rennleitung kommentierte.

Die Strafe war entscheidend für den Ausgang der Team-WM. Da es für Mercedes in Brasilien überhaupt nicht lief und Hamilton wegen eines kaputten Reifens und einer Durchfahrtsstrafe weit zurück fiel, hätten P3 und P4 für Ferrari gereicht, noch an Mercedes vorbei zu ziehen. Kein Wunder, dass Ferrari am Ende etwas genervt war. Aber in beiden Fällen waren die Strafen gerechtfertigt. Massa, weil es vor dem Rennen klar war, dass die Regel bestand hatte, Hamilton, weil er beim Anbremsen rüberzog und Bottas übersah, der sich zurückrunden wollte. Die 8 Millionen, die Ferrari damit entgehen, werden auch den Italienern weh tun, aber die fehlenden sieben Punkte um Mercedes zu überholen, hat man im letzten Drittel der Saison verloren, nicht in Brasilien. Da Mercedes in diesem Jahr drei Rennen, Ferrari aber nur zwei Rennen gewonnen hat, geht der WM-Stand auch durchaus in Ordnung.

Im Rennen fielen besonders die McLaren auf. Beide starteten in den Tiefen des Mittelfelds und konnten sich während des Rennens nach vorne arbeiten. Dabei hatte in McLaren nicht mal eine besonders andere Strategie gewählt. Button fuhr zwar auf den “Hart” los, behielt dieses aber nur 21 Runden auf dem Wagen, was etwas überraschend war. Auf der anderen Seite konnte man zu diesem Zeitpunkt sehen, dass die Wagen auf den frischen “Medium” schneller waren und von hinten drückten. Das waren vor allem beide Force India und der Sauber von Guiterrez. McLaren hatte also keine andere Wahl, als die Strategie auf einen Zwei-Stopp-Plan zu ändern. Im Endeffekt zeigte sich, dass dies die richtige Entscheidung war. Button konnte aus eigener Kraft das beste Saisonergebnis für das gebeutelte britische Team rausfahren. Und McLaren damit vor der schlechtesten Saison seit 1966 bewahren. Immerhin war es immerhin noch die schlechteste Saison seit 1980, also seit dem Ron Dennis das Team von Teddy Mayer übernommen hatte. Und das im Jubiläumsjahr des Teams.

Es war ein im Mittelfeld durchaus enges und spannendes Rennen, dass die Kameras auch oft einfingen. Vor allem zwischen Force India, Sauber und Toro Rosso ging es um Sekundenbruchteile. Aber die Inder konnten im letzten Rennen trotz aller Bemühungen keine Punkte sammeln. Besser lief es für Toro Rosso, wo Daniel Ricciardo seinem Team noch einen letzten Jahr schenken konnte. Gleiches gilt für Nico Hülkenberg, der immerhin drei Zähler für Sauber holte und sich damit P10 in der Fahrer-WM sichern konnte. In der Team-WM gab es auf den hinteren Plätzen keine Änderungen mehr.

Sehr enttäuschend lief das Rennen für Lotus. Man verlor Grosjean gleich in den ersten Runden mit einem seltenen Motorplatzer und Heikki Kovalainen blieb weit hinter den Erwartungen zurück. Entweder hatte man sich mit der Abstimmung völlig verhauen, oder Kovalainen kam einfach nicht mit dem Lotus zurecht. Das er während des Rennens mit beiden Williams rumkämpfte spricht eher für die erste Variante. Im Nachhinein wäre es aber durchaus auch gerechtfertigt gewesen, Davide Valsecchi wenigstens eine Chance zu geben, aber hinterher ist man ja immer klüger. Viel Werbung hat Kovalainen für sich allerdings nicht machen können.

Auf dem Fahrermarkt geht es weiter wild zu: Hülkenberg wird mit Sauber und Force India in Verbindung gebracht. Maldonado mit Lotus und Sauber. Völlig offen ist die Lage bei Caterham, wo beide Piloten auf dem Prüfstand stehen. Sergio Perez hat die Woche verlauten lassen, dass er zu 95% ein Cockpit hat. Dies könnte bei Sauber sein, wo Guiterrez zwar in den letzten Rennen bessere Ergebnisse zeigen konnte, aber vermutlich reicht das nicht. Bei Sauber stehen also auch noch beide Cockpits zur Dispostion. Sicher ist wohl, dass Sutil bei Force India bleibt und Grosjean bei Renault. Zumindest die Zukunft von Hülkenberg soll sich in den nächsten Tagen entscheiden.

Das war dann also die Saison 2013. Wir werden in den nächsten Wochen ausführlich auf die Leistungen der Teams eingehen, aber zumindest kann man schon mal festhalten, dass es nicht die spannende Saison war, die man sich gewünscht hat. Die Dominanz von Red Bull war einfach zu groß und umso erstaunlicher war es, dass Ferrari und Mercedes zu keiner Zeit etwas dagegen setzen konnte. Es mag der Doppelbelastung durch die kommende Saison 2014 geschuldet sein, dass man die Weiterentwicklung der Fahrzeuge schon im Spätsommer mehr oder weniger einstellte, aber vermutlich wäre die Saison 2013 auch nicht viel anders gelaufen.

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October 11 2013

12:00

F1: Die Red Bull Traktionskontrolle erklärt

Wir haben ein wenig recherchiert, telefoniert, gelesen und nachgedacht. Und vielleicht eine Erklärung dafür gefunden, wie die “Traktionskontrolle” von Red Bull funktioniert.

F1_Spa_2013_00007Die plötzliche Siegesserie von Sebastian Vettel und Red Bull hinterlässt ein paar Fragezeichen. Der RB9 war schon vor der Sommerpause sehr schnell, immerhin konnte Vettel vier Rennen gewinnen. Aber man war bei weitem nicht so dominant, wie seit dem Rennen ins Spa. Wirklich ausschlaggebend für alle Gerüchte war das Rennen in Singapur, als Vettel teilweise zwei Sekunden schneller als der Rest der Welt war. Der Weltmeister sprach nach dem Rennen in Singapur selber davon, dass man “die Hosen runter gelassen” habe. Aber seit diesem Rennen geistern Theorien durchs Netz, was genau Red Bull da veranstaltet. Wir haben unsere Köpfe rauchen lassen und dank der Hilfe von einigen Chatteilnehmern und einem Insider in Sachen KERS haben wir zwei Varianten gefunden, die Red Bull eventuell einsetzen könnte. Dafür müssen wir aber technisch etwas ausholen…

Dass das Team auf eine Art Traktionskontrolle setzen könnte kam als Gerücht schon einmal nach dem Rennen in Kanada auf, als ein körniges Video von Mark Webber die Runde machte, in dem unterbrochene Beschleunigungsstreifen zu sehen waren. Ein mögliches Indiz dafür, dass eine Art mechanische Traktionskontrolle zum Einsatz kommen könnte. Das Gerücht ging relativ schnell wieder unter.

Grund dafür sind die strikten Regel und Kontrollen der FIA. Die technischen Regularien der FIA (pdf) sind da ziemlich klar. Die gesamte Motorsteuerung läuft über die Einheits-ECU, die den Teams von der FIA gestellt wird. Mögliche Manipulationen am Code werden regelmäßig überprüft, die Änderungen, die vorgenommen werden dürfen, müssen von der FIA abgenommen werden. Theoretisch ist es möglich einen Code in einem Code so zu verstecken, dass es bei einer oberflächlichen Überprüfung nicht gefunden ist. Auch Lücken im Code (man kennt das auch als “Zero-Day-Exploit”) könnten von begabten Hackern gefunden und ausgenutzt werden. Aber selbst verstecker Code lässt sich mit einigem Aufwand finden, und man kann sich vorstellen, was los wäre, sollte man in der ECU eines Teams eine Manipulation finden. Ausschluss aus der WM wäre die Minimumstrafe.

Wenn man also die ECU nicht überlisten kann, muss man einen anderen Weg finden. Die FIA schreibt in Sachen KERS weniger vor, als man vielleicht denken würde. Ihr geht es vor allem um die Menge an gespeicherter Energie, die pro Runde abgerufen werden kann und die Tatsache, dass man mit dem elektronischen Gaspedal nicht die Leistungsabgabe des Motors beeinflussen kann.

In den technischen Regeln gibt es zum für einen Traktionskontrolle wichtigen Punkt “5.5 Engine torque demand” zwei wichtige Passagen:

5.5.1 The only means by which the driver may control the engine torque is via a single chassis mounted foot (accelerator) pedal.

5.5.3 The maximum accelerator pedal travel position must correspond to an engine torque demand equal to or greater than the maximum engine torque at the measured engine speed. The minimum accelerator pedal travel position must correspond to an engine torque demand equal to or lower than 0Nm.

Zusammengefasst: Das Drehmoment muss bei voll durchgetretenen Gaspedal auch voll da sein, man darf zur Kontrolle des Drehmoment nichts anderes als das elektronische Gaspedal einsetzen.

Was also an der Kurbelwelle beim Motor rauskommt, darf nicht beeinflusst werden. So einfach, so klar. Weitaus weniger klar ist aber die Frage, was mit dem Drehmoment passiert, bevor es am Differential ankommt, bzw. dieses verlässt.

Die Theorie in Sachen “Traktionskontrolle” bei Red Bull setzt genau an diesen Punkt an. Damit das funktionieren kann, kommt einiges zusammen.

Zum einen muss ich wissen, wann die Reifen durchdrehen, denn genau das will ich ja vermeiden. Hierfür gibt es grundsätzlich die Möglichkeit über Sensoren die Winkelgeschwindigkeit der Räder und der Antriebswellen und vor allem die Winkelbeschleunigung, also die Änderung der Winkelgeschwindigkeit pro Zeit zu messen. Eine hohe Winkelbeschleunigung der Reifen wird angestrebt, resultiert dies in einer hohen Beschleunigung. Liegt diese aber über einem kritischen Wert, fängt das Rad an durchzudrehen und man verliert Zeit und der Reifen baut schneller ab.

Diese Datan darf man aber z.B nicht für die ECU verwenden. Red Bull hat also wohl auch eine zweite Möglichkeit gefunden, nämlich eine Messung über das dynamische Verhalten der Hinterachsgeometrie und vor allem über deren Feder und Dämpferwege. Die Dämpfer in der F1 sind wirklich winzig und gerade mal so groß wie eine Männerhand (Siehe Vergleichsbild unten). Der Federweg beträgt nur wenige Millimeter, ein großer Teil der Energie wird durch die Reifen und die Aufhängung abgefangen. Aber sie bewegen sich dennoch und man kann messen, wann ein Dämpfer komplett zusammengedrückt wird und wann er nur teilweise belastet ist. Dazu kommen dann die Werte, welche Beschleunigungs und Drehsensoren an meiner Antriebswelle bzw. an meinem Radträger liefern.

zf_2Beim Herausbeschleunigen aus einer Kurve geht ein Wagen hinten in die Knie. Je mehr Leistung abgerufen wird, desto mehr wird er auf die Strasse gepresst. So lange, bis die Reifen die Energie nicht mehr weitergeben können und durchdrehen. Man weiß also, dass die Reifen dann den besten Grip aufbauen, wenn die Dämpfer komplett auf Anschlag sind. Würde man die gesamte Leistung des Motors auf die Reifen geben, wenn die Dämpfer nicht voll belastet sind, drehen die Räder schneller durch.

Red Bull hat nun anscheinend einen Weg gefunden, diese Messungen mit dem KERS Elektromotor zu koppeln und in Verbindung mit zusätzlichen Komponenten eine Regelung aufzubauen und damit eine Traktionskontrolle aufzubauen, die über den das KERS erzeugt wird. Wie diese Traktionskontrolle nun wirklich funktioniert, dafür gibt es wohl 2 Möglichkeiten:
Variante 1:

Der E-Motor sitzt bei Renault in der Getriebe/Differentialeinheit hinter dem Motor. Theoretisch (und wir bewegen uns hier wirklich in der Theorie) ist es möglich, den E-Motor als “Schleppmotor” zu benutzen. Das heißt, er leistet einen Widerstand gegenüber dem eigentlichen Antriebsaggregat.

Anders gesagt: der E-Motor zapft eine Teil der vom Motor erbrachten Energie ab und leitet sie in die KERS-Batterie, bzw. in einen weiteren Zwischenspeicher (Kondensator, Akku). Dafür müsste der Motor über eine veränderbare Drehmomentcharakteristik besitzen. Dies kann z.B über Kondensatoren geschehen. Beim Torque Vectoring passiert nichts anderes, denn hier muss auch permanent das Drehmoment des Motors variert werden, allerdings eher um die Querdynamik zu beeinflussen. Die Funktionsweise wäre bei Red Bull dann im Ablauf so:

- Stoßdämpfer misst Kompression

- Wird über die Sensoren an Feder, Dämpfer, Rad, Antriebswelle registriert dass an den Rädern Schlupf vorherscht bzw. wird in kürzester Zeit eintreten, schaltet sich der E-Motor hinzu, der die Energie des Drehmomentes zum Teil abgreift. So wird nur ein Teil an die Räder weiter geleitetet, der Rest landet in der KERS-Batterie bzw. einem weiteren Hochleistungsakku welcher im Motor oder der Leistungselektronik versteckt wäre.

- Wird kein Schlupf mehr registriert, wird der “Bremsmotor” abgeschaltet, die gesamte Energie des Motors wird an die Räder gegeben.

kersRegeltechnisch ist das ok, aber haarig. Ich habe nichts zum Thema gefunden, wie das KERS eigentlich aufgeladen werden soll, es kann auch Energie vom Motor genommen werden. Es gibt auch keine Vorschriften, wann das KERS geladen werden darf. Es ist quasi meine Entscheidung, wann ich die Energie vom Motor wegnehmen. Logischerweise macht man das normalerweise in der Bremsphase, wo ich die Energie des Motors nicht benötige. Es spricht aber keine Regel dagegen, das beim Beschleunigen oder in einer Kurve zu machen. Dazu muss man sagen, dass die Regelmacher auch nur 2 Szenarien im Hinterkopf hatten, die absolut plausibel sind und auf denen die Regeln aufgebaut sind.

Szenario 1: Auto bremst, E-Motor läuft als Generator und gewinnt beim Bremsvorgang Energie.

Szenario 2: Auto beschleunigt, E-Motor gibt seine Energie bei der Beschleunigung ab.

Allerdings würde das Red Bull-System ein eigenes Szenario darstellen: Auto beschleunigt und E-Motor gewinnt beim Beschleunigen Energie zurück. Ein solches Szenario wird auch in der aktuellen Racecar Eng. diskutiert und dort für möglich erachtet.

Es gibt aber noch eine 2. denkbare Variante, die mit der 1. Variante gewisse Ähnlichkeiten hätte, aber doch ein paar Unterschiede bzgl. des Eingriefs und weniger Speicherkapazitt benötigen würde:

Sie wäre eine große Regelung zwischen Telemetrie, E-Motor, Motor, Fahrwerkssensoren, Leistungselektronik und (versteckten Kondensatoren). Sie würde im Prinzip wie folgt funktionieren:

- Telemetrie erkennt Schlupf an den Rädern

- E-Motor schaltet sich sofort als Schleppmotor für sehr kurze Zeit (z.B 0,1 sek) ein und gewinnt dabei Energie zurück

- Winkelbeschleunigung wurde reduziert und das Rad dreht sich perfekt.

- E-Motor gibt sofort wieder seine Energie ab, die er in Hochleistungskondensatoren gespeichert hat.

- Telemetrie erkennt wieder Schlupf

Für Variante 2 würden zwei Dinge sprechen: Zum einen die unterbrochen Streifen von Mark Webbers Auto, zum anderen aber auch das folgendes Video. Der Chatuser Fermikante hat sich mal die Arbeit gemacht und die Frequenz der Geräuschsequenz rausgefiltert und ist auf ca. 11 Hz gekommen. Xander hat später ausgerechnet, dass die Ladezeit bei 120 kmh und 1m Ladeweg 0,03 Sekunden wäre. Wenn man nun davon ausgeht, dass das Laden, das perfekte Beschleunigen des Rades und das Entladen gleich lang dauert, kommt man auf 0,09 sek, was ziemlich genau 11 Hz wären.

Das bedeutet, dass es beim Rausbeschleunigen zwei Zustände gibt: Schlupf = E-Motor greift ein. Kein Schlupf = E-Motor/Superkondensator gibt Energie frei, Schlupf entsteht, die Beschleunigungsstreifen entstehen. Und so weiter, und so fort. Die markanten Streifen, die bei Webber in Kanada zu sehen waren, sind nicht wieder aufgetaucht. Was darauf hinweisen kann, dass Red Bull das System perfektioniert hat.

In beiden Fällen ist der Trick genial. Die ECU überwacht zwar das KERS, aber es geschieht ja in beiden Varianten nichts illegales. Es gibt keine Regel die besagt wann und wie das KERS geladen wird, es gibt keine Regel, die vorschreibt wann die gespeicherte Energie abgerufen wird. Was beschränkt wird, ist die Menge der Energie, die auf einer Runde abgerufen werden kann. Ein “geheimer” Superkondensator, der zusätzlich Energie speichert, wäre illegal, wenn man ihn denn finden kann. Er lässt sich leicht als “Zwischenspeicher” oder Spannungsausgleich deklarieren bzw. über eine aufgeblähte Spannungsausgleichung oder Dämpfung verstecken(Danke an Xander für den Tipp). Nachweisen, dass er Energie abliefert, kann man vermutlich nicht. Dies sagen wir allerdings mit der Einschränkung, dass wir nicht wissen, wie die ECU den gesamten Energieverkehr überwacht. Es ist ein Unterschied, ob die ECU die Menge der aufgefangenen Energie, die Menge der gespeicherten Energie im KERS oder die Menge der Energie misst, die aus dem KERS abgerufen wird. Die KERS Batterie kann mehr Energie speichern, als man abrufen darf, weil eine Totalentleerung die Akkus schädigt. Das kennt jeder von seinem Smartphoneakku. Es wäre also logisch, wenn die ECU nur die Menge der abgerufenen Energie überwacht und auf die vorgeschriebene Menge beschränkt. Eine Restspannung bleibt auch nach Abruf erhalten, um den Akku nicht zu beschädigen. Ein dazwischen geschalteter Superkondensator, der die Energie nur 0,001 bis 0,3 Sekunden hält und diese sofort wieder abgibt, würde nicht auffallen.

Solche Systeme haben aber eins gemeinsam: Sind sind extrem schwer zu programmieren, aber vor allem auch zu verstecken und noch mehr zu kühlen. Im Falle von Red Bull müsste man die Kondensatoren bzw. die Kondensatoren, die in der Leistungselektronik versteckt sind kühlen. Da dies im wohl im Getriebehousing geschehen müsste, wäre das extrem schwer. Allerdings würde dass auch wieder zu den Überhitzungsproblemen passen, die Red Bull mit ihrem KERS-System hat.

Die Formel Eins ist nicht die einzige Serie, die mit einem KERS-System arbeitet. Auch in der WEC wird ein solches eingesetzt. Toyota setzt ein System ein, dass nur auf die Hinterachse wirkt, auch hier wird man das Problem haben, dass die zusätzliche Leistung an der Hinterachse Probleme verursacht. Audi hat deswegen zwei Elektromotoren an der Vorderachse, die quasi einen Allradantrieb ergeben und Torque Vectoring beherschen. Deswegen darf Audi sein KERS erst ab 120 km/h einschalten. Für Toyota, die nur über die Hinterachse gehen, ist das Problem also komplexer, auch hier gibt es Vermutungen, dass die abgegebene Energie mittels eines wie oben beschriebenen Systems eingesetzt wird. Die Beschleunigungsvorteile des Toyota sind in langsamen Ecken in Onboard-Aufnahmen jedenfalls gut dokumentiert.

Das sind Spekulationen, und man sollte ein paar Argumente, die gegen eine Traktionskontrolle sprechen, nicht vergessen.

- Ein solches System wäre, ob als Variante 1 oder 2 dargestellt, sehr komplex, weil das Zusammenspiel zwischen Motor, Stoßdämpfer, E-Motor, Telemetrie und KERS extrem kompliziert ist. Allein die Reaktionszeiten der Systeme sind ultrakurz, dazu kommt, dass es eine Steuereinheit im E-Motor geben muss, die diese Arbeit unentdeckt erledigen kann.

- Einen Hinweis, ob ein solches System existiert, könnte man bekommen, wenn man die Datenaufzeichnungen von Red Bull kommen könnte. Dort wird nämlich auch die Gaspedalstellung festgehalten. Die FIA müsste nur mal ein Datenblatt von Red Bull mit einem Konkurrenten vergleichen, dann würde man anhand der Gaspedalstellung sehen, ob es massive Unterschiede gibt. Auch über die Drehzahlen des Motors aus der ECU müsste man im Vergleich etwas erkennen. Bisher gab es meines Wissens keine derartige Untersuchung, was nicht heißt, dass sie nicht statt gefunden hat. Wie wir wissen, passiert so etwas auch gerne mal hinter den Kulissen. Aber auch hier gibt es die zeitliche Einschränkung, denn das alles passiert in wenigen Hundersteln. Selbst wenn man sehen würde dass man in einem Red Bull 0,2 Sekunden (20 bis 50 Meter in einer Kurve) vor der Konkurrenz aufs Gas gehen kann, kann Red Bull das immer noch mit einer besseren Aerodynamik erklären.

- Dennoch, das Risiko, was Red Bull mit einer mehr oder weniger legalen Sache eingehen würde, ist enorm. Wie jedes andere Team arbeitet man an den Grenzen dessen, was die Regeln zulassen. Man probiert auch mal Dinge aus, die etwas tiefer in der Grauzone liegen. Aber Red Bull ist bisher nicht als ein Team aufgetreten, dass bewusst betrügt. Und ich traue das auch weder Adrian Newey zu, noch glaube ich, dass Dietrich Mateschitz so etwas begrüßen würde. Die Marke Red Bull würde erheblichen Schaden nehmen und die Marke ist mehr wert, als das F1 Team.

- Ein weiteres Problem stellt die zusätzlich gespeicherte Energie da. Die Idee eines zwischengeschalteten Superkondensators ist verlockend. Man könnte sie auch in größeren Hochleistungskondensatoren innerhalb der Leistungselektronik versteckt speichern und das ganze als große Leistungsregelung deklarieren.(Hinweis vom User Xander). Es wäre quasi eine zweite KERS-Batterie, die meine gesparte Energie wieder abgibt. Allerdings wäre das tatsächlich illegal. Zum einen ist für die Speicherung ausschließlich die KERS Batterie vorgesehen, zum anderen würde es die Menge der Gesamtenergie (400 kj), die man in einer Runde speichern und wieder abgeben darf überschreiten. Es wäre vielleicht dann halblegal, wenn der Red Bull insgesamt tatsächlich nicht mehr Energie aufnehmen, bzw. abgeben würde. Wozu aber dann einen versteckten Superkondensator unterbringen?

- Wie bei allen Verschwörungstheorien gilt auch hier: Je komplexer die Materie, desto mehr Menschen sind damit beschäftigt. Je mehr Menschen damit beschäftigt sind, desto höher ist das Risiko, dass etwas rauskommt. Und die F1 ist ein Dorf in dem jeder jeden kennt. Die Rennmanipulation von Renault ist raus gekommen, die Spionageaffäre zwischen McLaren und Ferrari auch.

Der Artikel entstand mit Informationen von Racecar Engineering, Jalopnik, Axis of Oversteer ,den Chatusern Xander und Fermikante und einigen Tippgebern, die lieber nicht genannt werden möchten.

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