Formel 1-Triebwerk hat drei Teststufen

Während seiner Konstruktion und Fertigung durchläuft ein Formel 1-Triebwerk drei grundlegende Teststufen, die eine optimale Kraftentfaltung bei höchster Zuverlässigkeit sicherstellen sollen. Dazu muss sich der V10 auf drei völlig unterschiedlichen Prüfständen bewähren.

1. Der angetriebene Prüfstand

Bevor der neue RS24-Motor selber Leistung liefern muss, darf er sich noch etwas ausruhen: Auf dem ersten Prüfstand werden alle Testfunktionen von externen Elektromotoren mit Energie versorgt. Sie treiben Peripherie- und Anbauteile – vor allem die diversen Pumpen – der neuen Maschine an. Sobald die grundlegenden Komponenten des Kraftpakets fertiggestellt sind, kommen auch sie auf diesen Prüfstand um sicherzustellen, dass jede Baugruppe für sich wunschgemäß arbeitet. "Wir testen zum Beispiel einen Motorblock, der nur mit Zylinderköpfen bestückt ist, um Zündfolge und Ventiltrieb zu überprüfen", erklärt Stéphane Rodriguez, Leiter der Prüfstand-Versuche. "In dieser Konfiguration starten wir den Motor nicht, sondern lassen alle Bewegungen durch die Elektromotoren ausführen. Damit können wir bestimmte technische Lösungen in Ruhe studieren oder Ausdauertests bestimmter Teile durchführen. Vor allem können wir so feststellen, dass alle Baugruppen auch im Verbund funktionieren. Deswegen sind die Tests von der Belastung her nicht besonders hart."

2. Der thermische Prüfstand

Wenn das erste Triebwerk einer neuen Baureihe fertiggestellt ist, erlebt es seine Taufe auf dem thermischen Prüfstand. Das geschieht in der Regel vier Wochen nach den Versuchen auf dem elektrischen Prüfstand – je nachdem, wie schnell die Basiskomponenten gefertigt werden können und welche Anpassungen während der Installation vorgenommen werden müssen. Das V10-Triebwerk brüllt nun zum ersten Mal auf. "Das ist immer ein ganz besonderer Moment für uns", beschreibt Stéphane Rodriguez. "Das erste Ziel besteht darin, den Motor überhaupt anzuwerfen. Wenn das geklappt hat, checken und messen wir Dutzende Parameter, die uns über den Ölkreislauf und die Temperaturen Auskunft geben. Zugleich zeichnen wir die ersten Leistungskurven auf." Was Stéphane nicht erwähnt: Das erste Kreischen des kompakten Kraftwerks trägt auch erheblich zur Beruhigung der Ingenieure bei. Die folgende Testreihe beginnt noch relativ harmlos. Der RS24 wird einen Tag lang bis in die kleinsten Details analysiert. "Dann startet bereits das Entwicklungsprogramm", fährt Rodriguez fort. "Von diesem Moment an fahren wir zweigleisig: Das Team am thermischen Prüfstand begibt sich auf die Suche nach der ultimativen Leistung und testet dabei zum Beispiel modifizierte Zylinderköpfe oder Ventile. Wir prüfen anhand einer Reihe vorher festgelegter Parameter, wie sich bestimmte Komponenten auf die Performance des Motors auswirken." In der scheinbar unüberschaubaren Vielzahl an Tests werden nur solche Teile weiterentwickelt, die einen signifikanten Leistungszuwachs bescheren. Ab diesem Stadium laufen die beiden dynamischen Prüfstände in Viry-Châtillon – die demnächst durch einen dritten ergänzt werden – rund um die Uhr.

3. Der dynamische Prüfstand

Jene Versionen des RS24, die eine akzeptable Leistungsausbeute geliefert haben, kommen zum Dank in die Folterkammer – den dynamischen Prüfstand. Renault F1 arbeitet in Viry-Châtillon derzeit mit zwei Exemplaren: Auf dem ersten wird das Triebwerk komplett mit Getriebe getestet (volldynamischer Prüfstand), auf dem zweiten läuft der Motor in der traditionellen Konfiguration allein. "Jetzt geht es darum, die Zuverlässigkeit der Aggregate zu prüfen", erklärt Stéphane Rodriguez. "Dazu steigern wir kontinuierlich die Last, um die Maschinen richtig ranzunehmen." Als Maßstab verwenden die Motorentechniker eine Simulation der jeweils härtesten Grand Prix-Strecke des Jahres. Beschleunigung, Höchstgeschwindigkeitspassagen, Schaltvorgänge, Steigungen und Luftwiderstand werden anhand der Telemetriedaten des Grand Prix bis ins kleinste Detail simuliert. Dann muss der V10 volle 700 Kilometer in Qualifying-Manier überstehen. "Nun entsteht ein permanenter Austausch zwischen den thermischen Prüfständen, wo nach Leistung gesucht wird, und den dynamischen, wo wir die Power standfest machen. Es ist schwierig, hier die optimale Balance zu finden", schließt Stéphane Rodriguez. "Bei der Entwicklung der Triebwerke bewegen wir uns ständig auf einem schmalen Grat zwischen Performance und Zuverlässigkeit."