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Kühlung im Fokus: Immer cool bleiben!

In Hockenheim wartet auf die Formel 1 eines der heißesten Rennen des Jahres - Grund genug, uns einmal mit der Kühlung zu beschäftigen

Trockeneis
Gelegentlich wird in der Formel 1 auch mit Trockeneis zur Kühlung gearbeitet
© xpb.cc

(Motorsport-Total.com) - Die Streckencharakteristiken mögen sich ähneln, klimatisch liegen zwischen Silverstone und Hockenheim Welten: In Großbritannien stiegen die Asphalttemperaturen am gesamten Wochenende nicht über 20 Grad, im Südwesten Deutschlands werden fast 50 Grad erwartet, wenn das Wetter nur annähernd dem der Vorjahre gleicht.

Für die Autos bedeutet dies, dass sie zwar äußerlich kaum verändert antreten, unter der Kohlefaserhaut aber auf einen heißen Tanz eingestellt sind. Die Kühlsysteme, die im Windkanal auf alle Bedingungen getrimmt werden, unterscheiden sich deutlich von einem Rennen zum anderen. Die Aufgabe bleibt dabei immer dieselbe: den Motoren bis zur Ziellinie verträgliche Arbeitstemperaturen zu verschaffen, ohne dabei mehr Leistung als nötig zu opfern.

Luftfluss zu den Kühlern ist ein wichtiger Faktor

Die Fähigkeit zur Kühlung der thermisch beanspruchten mechanischen Komponenten ist in modernen Formel-1-Autos einer der Schlüssel zur Zuverlässigkeit. Dies wird mit steigenden Außentemperaturen naturgemäß schwieriger. Die Ingenieure müssen einen ausreichenden Luftfluss in die Seitenkästen und durch die dort untergebrachten Kühler sicherstellen. Ihr Problem dabei: In diesem Bereich des Autos strömt die Luft lediglich mit 15 Prozent des Fahrzeugtempos ein - wenn auf der Geraden also 300 km/h anliegen, werden die Kühler gerade mal mit 35 km/h Fahrtwind angeströmt.

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Um es noch komplizierter zu machen: Die Wasser- und Öltemperaturen werden von einer Vielzahl von Faktoren bestimmt. Erstere sind abhängig vom durchschnittlichen Krafteinsatz des Motors. Der Wasserkreislauf erreicht im Rennen bis zu 120 Grad. Um den Siedepunkt der Flüssigkeit nach oben zu verschieben, steht das System unter 3,75 bar Druck. Die Temperaturen im Ölkreislauf hängen neben der geforderten Leistungsabgabe auch von den durchschnittlichen Drehzahlen ab und bewegen sich um die 100-Grad-Marke.

Die Kühlung steht und fällt mit den Luftein- und -auslässen, denen aus diesem Grund in der Designphase besondere Aufmerksamkeit zuteil wird. Am Renault strömt die Luft beispielsweise durch die vorderen Einlässe in die Seitenkästen hinein und verlässt sie durch die Kiemen entlang der Motorabdeckung sowie durch die Schornsteine vor den Hinterrädern. Öl- und Wasserkühler befinden sich auf verschiedenen Seiten des Autos.

Kühlung soll die Aerodynamik so wenig wie möglich stören

Die Herausforderung für die Aerodynamiker besteht darin, eine ausreichende Kühlung sicherzustellen, ohne den optimalen Luftfluss nachhaltig zu stören. Jedes Loch in der Karosserie kostet Sekundenbruchteile. Ein Anhaltspunkt: Zwischen den Konfigurationen mit maximaler und minimaler Kühlleistung liegen 0,4 Sekunden in der Rundenzeit. Die intensivste Kühlung kostet volle fünf Prozent Abtrieb.

Durch verfeinerte Designlösungen erreichten die Techniker in jüngster Zeit allerdings, dass das Öffnen der Autos für die Kühlluft nicht mehr ganz so großen Einfluss auf die Performance hat. Der aerodynamische Verlust für um zehn Grad niedrigere Systemtemperaturen ist heute um 80 Prozent geringer als noch vor fünf Jahren.

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