KERS 2014

Wer weiß es aus dem Stehgreif, ohne jetzt lange das technische Reglement wälzen zu müssen...? KERS heißt 2014 ja ERS, darf in jeder Runde erheblich länger eingesetzt werden, und dabei auch mehr Leistung freisetzen. Wie sind aber die Statuten bezüglich der Energiegewinnung? Bisher durfte ja nur an der Hinterachse eine maximale Leistung von 60kW abgezweigt werden. Durch die erhöhte Abgabeleistung wird natürlich auch eine erhöhte Leistungsaufnahme notwendig. Zu der also bisher gebräuchlichen Aufnahme durch die kinetische Energie beim Bremsen soll, wenn ich mmich recht erinnere, dann auch thermische Energie genutzt werden dürfen. Wer hat also Ideen, wie diese Systeme aussehen könnten, und welche möglichkeiten außer thermischer und kinetischer Energie noch zur Verfügung stünden um daraus Energie zu gewinnen?
Kleiner Nebeneffekt: durch die Umwandlung thermischer in elektrischer Energie, würde ja auch der Bedarf an Kühlung in Form der klassischen Kühler für den Motor schrumpfen, was die Aerodynamik auf Dauer erheblich verändern könnte...

Also thermische Energie heißt, dass man vor allem noch die Auspuffgase/Wärme benutzen darf.
Ein Techniker soll bereits gesagt haben, dass die Airboxen über den Fahrer eigentlich nicht mehr nötig sind, andererseits befindet sich darüber ja auch der Überrollbügel. Vllt. speckt man bei den Seitenkästen ab.

schaut mal bei f1technical im forum in dem thread:

Formula One 1.6l V6 turbo engine formula

da auf seite 167 (z.Z letzte)

die leistung ist dort in dem bericht mit 120kw angegeben.
auch von dort....
nur noch 100kg sprit!!

MichaelZ hat geschrieben:

Also thermische Energie heißt, dass man vor allem noch die Auspuffgase/Wärme benutzen darf.
Ein Techniker soll bereits gesagt haben, dass die Airboxen über den Fahrer eigentlich nicht mehr nötig sind, andererseits befindet sich darüber ja auch der Überrollbügel. Vllt. speckt man bei den Seitenkästen ab.

Ja, die Wärmeentwicklung soll wohl stark verringert sein.
Das man bei den Seitenkästen abspeckt glaube ich nicht, ich habe gelesen dass man die Airbox nicht mehr zur Kühlung verwendet, sondern "nur noch" für optische und sicherheritsrelevante Zwecke benutzt.
Am Ende wirds dort wahrscheinlich wieder technische Spielerchen geben, ich freu mich schon drauf.

Ich bin außerdem gespannt auf die Zuverlässigkeit. Besonders weil man KERS nur noch zusammen mit dem Motor wechseln darf. Grad Renault hatte damit ja so seine Probleme, wobei die ja auch meist die Hitze als Ursache nannten.

Wobei aus optischen Grüpnden sicher keiner was macht. Wenn man die Airbox wegen der Sicherheit eh lassen muss, wird man da nicht einfach nur die Löcher schließen, denn das ist aerodynamisch nicht sinnvoll. Dann lieber woanders abspecken, also bei den Seitenkästen. So zumindest reim ich mir das zusammen, wir werden sehen. Mich freuts jedenfalls, dass sich durch die neuen Regeln doch auch neue Optiken für die Rennwagen ergeben werden.

ich schätze mal, dass die seitenkästen in etwa gleich bleiben werden. da die kühlung über die airbox nicht mehr nötig sein wird werden wir hier radikale lösungen sehen. vom freistehenden überrollbügel bis hin zur kompletten abdeckung wie heute. da ist sicherlich ganz viel spielraum wie man den überrollbügel und die zone dahinter aerodynamisch nutzen kann. vermutlich werden wir noch steiler abfallende airboxen sehen, damit diese nicht mehr im "wind" stehen. kann mir hier auch gitterartige konstruktionen als überrollbügel vorstellen. kann mir trotzdem noch überhaupt kein klares bild machen wie die F1 2014 aussehen werden... auch wegen der cockpithauben die evtl. bis dahin beschlossene sache sein könnten.
was die wärmegewinnung für ERS angeht werden die konstrukteure vermutlich auf kleine "turbinen" setzen die direkt an die abwärme am auspuff angeschlossen sind. zwar auf kosten von PS aber gewinnbringend für ERS. finde den eingeschlagenen weg sehr gut, da er sich auch in die autowelt sehr ummünzen lässt. kleinere tanks, kleinre motoren, mehr elektrische energie. wenn ich an die ca. 120kW denke die freigesetzt werden dürfen ist das schon enorm.

Also die Airbox dient eigentlich der Luftzufuhr des Motors, und nicht der Kühlung...
In den letzten Jahren sind lediglich am "Rücken" der Airbox zusätzliche Schächte aufgetaucht, mit denen die Getriebe gekühlt wurden.
Daß man diesen Punkt gewählt hat, um dort die Zuluft für den Motor abzuzweigen hat den Grund, daß der Luftstrom dort einfach am konstantesten, und mit den geringsten Verwirbelungen ist. Also wird die Airbox mehr oder weniger unverändert bleiben.
Wenn es zwecks der veränderten Thermik Änderungen gibt, dann wird man die am ehesten an den Seitenkästen sehen.
Was mich jetzt mehr interessieren würde, welche Systeme genutzt werden könnten, um die thermische Energie umzuwandeln. Auf Anhieb fallen mir da die Stirling-Pumpe, und das klassische Antreiben einer Turbine durch Dampf ein. Für einen F1 beides eher unbrauchbar...

ELGonzo hat geschrieben:

auch wegen der cockpithauben die evtl. bis dahin beschlossene sache sein könnten.
was die wärmegewinnung für ERS angeht werden die konstrukteure vermutlich auf kleine "turbinen" setzen die direkt an die abwärme am auspuff angeschlossen sind. zwar auf kosten von PS aber gewinnbringend für ERS. finde den eingeschlagenen weg sehr gut, da er sich auch in die autowelt sehr ummünzen lässt. kleinere tanks, kleinre motoren, mehr elektrische energie. wenn ich an die ca. 120kW denke die freigesetzt werden dürfen ist das schon enorm.

Also Cockpithauben wage ich fast auszuschließen, weil dadurch zu viel Unwägbarkeiten entstehen. Aber eine Form von Schutzbügeln/Käfigen halte ich für realistisch.

Wie meinst du das mit den Turbinen und der "Abwärme" des Auspuffs?
Wenn dann müßte man diese Turbinenräder in den Abgastrom stellen, wie den Turbolader an sich schon. Dadurch würde sehr viel Energie im Abgasstrom verloren gehen, die dann beim Anblasen des Diffusors fehlen würde. Das halte ich derzeit für einen riesen Nachteil.
Ich denke eher, daß die Wärmeenergie der Motorkühlung genutzt wird. Das macht für mich zumindest technisch mehr Sinn. Denn wie gesagt, könnte man dadurch die benötigte Fläche an Kühlern reduzieren, was zu kleineren Seitenkästen, und somit einem ausgeprägten, aerodynamischen Vorteil führen würde.

könnte mir vorstellen, dass diese zwischengeschalten werden oder seitlich an den auspuff inneralb der verkleidung angebracht werden. vielleicht eine kleine abführung des abgasstromes direkt am krümmer. dazu würde ja eine kleine zusatzöffnung am krümmer genügen. quasi eine teilung des abgasstroms. großteils natürlich in den auspuff und kleinstenteils in die elektrikumwandlung. aber ist nur so eine idee. bin gespannt was die inges sich so alles tatsächlich einfallen lassen.

Wie meinst du das mit den Turbinen und der "Abwärme" des Auspuffs

ich hatte oben schon auf enien artikel verwiesen.
es gibt bis jetzt eben 2 varianten. beide verknüpft mit dem auspuffsstrom.
1 direkt an den turbo gekoppelt
2 direkt im auspuffstrom
..wird ständig ein generator betrieben, der kers bedient, aber auch (sic) den turbolader antreiben ... kann. das würde es einfacher machen drehmomente besser zu steuern.
soviel aus dem artikel..

ich weiss das du in richtung "kühlung umwandeln in energie" forcierst, aber da sehe ich (bis jetzt) noch keine ideen.
zu aufwendig zu schwer...

apropo airbox, schaut mal in den artikel, alles wie gehabt..

dazu würde ja eine kleine zusatzöffnung am krümmer genügen. quasi eine teilung des abgasstroms. großteils natürlich in den auspuff und kleinstenteils in die elektrikumwandlung. aber ist nur so eine idee. bin gespannt was die inges sich so alles tatsächlich einfallen lassen.

das gegenteil ist anscheinend der fall, alle krümmer führen direkt in den turbo bzw generator.
(6in1) entgegen der langen einzelnen führung der abgase zur zeit(und dem 6in2), werden die abgase anscheinend so kurz wie möglich bis in den turbo/generator geführt.

Also zuerstmal wird es zumindest bei Renault wohl auch keine 6 in 1 Auspuffanlage geben. Auf der geposteten Zeichnung sind 2 x 3 in 1 abgebildet, die von zwei Seiten auf das Turbinenrad blasen.
Zum anderen ist in dem Artikel davon die Rede, daß der Turbo an sich genutzt werden kann, ERS zu laden, oder eben die Leistung direkt an den E-Motor abzugeben, aber auch davon daß die WÄRME des Auspuffsytems zum Erzeugen von Energie genutzt werden wird. Wie das dann umgesetzt wird, darauf wird nicht eingegangen. Fakt ist, den Auspuffstrom zu nutzen, ist etwas anderes, als die thermische Energie darin umzuwandeln. Und in den Regeln ist beides erlaubt, und es wird scheinbar auch beides umgesetzt.

Also zuerstmal wird es zumindest bei Renault wohl auch keine 6 in 1 Auspuffanlage geben.

sorry, das ist natürlich der vorgestellte mercedes motor.

Fakt ist, den Auspuffstrom zu nutzen, ist etwas anderes, als die thermische Energie darin umzuwandeln.

deswegen schrieb ich ja:

ich weiss das du in richtung "kühlung umwandeln in energie" forcierst, aber da sehe ich (bis jetzt) noch keine ideen.
zu aufwendig zu schwer

thermische energie in leistung umzusetzen sind unter den gegebenen umständen einfach zu aufwendig, und ich sehe keine möglichkeit das umzusetzen.
turbosteamer und peletierelemente sind aus ihrer bauart heraus, einfach sehr unwahrscheinlich.
auch in dem thread (f1technical) sehe ich keine ansätze, soetwas zu tun.

aber, schaun mer mal.

Die thermische Energie (also Auspuffgase) sollen durch eine Turbine im Auspuffrohr in Leistung umgewandelt werden

MichaelZ hat geschrieben:

Die thermische Energie (also Auspuffgase) sollen durch eine Turbine im Auspuffrohr in Leistung umgewandelt werden

Moing Micha!

Genau das diskutieren wir ja gerade...
Eine Turbine in den Auspuff basteln ist nunmal nicht die thermische Energie nutzen.
Das ist die kinetische Energie des Abgasstrahls...
Und mit dem Turbo sitzt bereits eine Turbine im Abgasstrahl, der dafür genutzt wird.
Die thermische Energie zu nutzen würde aber bedeuten beispielsweise Wasser zum kochen zu bringen, und darüber dann mit einer Turbine Strom zu erzeugen.
Und genau das ist ja meine Frage, mit welchen Systemen die Teams diese Form der Energiegewinnung bewerkstelligen könnten.
Das Reglement läßt diese Möglichkeit jedenfalls offen.
Und im Gegensatz zur Energiegewinnung durch Anzapfen des Turboladers, würde durch Umwandlung thermischer Energie keine Motorleistung flöten gehen. Und wie oben bereits erwähnt könnte man, je nach Energiemenge die aus der Hitze gezogen werden könnte, auch mit einem verkleinerten Kühlsystem auskommen, was dann obendrauf aerodynamische Vorteile schaffen würde.
Dazu bedarf es halt nur Technologien, die klein und leicht genug sind, um in einem F1 verbaut zu werden.
Auf f1technical wird in einem Artikel zwar angedeutet, daß die thermische Energie genutzt werden soll, aber nicht erwähnt wie.
Das wird wohl vor der ersten technischen Abnahme der Fahrzeuge auch ein wohlgehütetes Geheimnis der Teams bleiben...

hmmm... in wie weit gibt es denn ggf. die möglichkeit durch abwärme magnetische felder zu erzeugen die wiederum in elektrische energie umgewandelt werden können? prof. dr. gonzo der keine ahnung von physik hat stellt sich gerade eine art hitzebetriebenen magnetgenerator vor

mal angenommen man nehme eine art magneten der durch abwärme in eine ...."drehbewegung" versetzt wird welche zur energiegewinnung genutzt werden könnte. muss ja keine turbine sein die den abgasstrom verwendet und ggf. die leistung beeinträchtigt.

somit wärme in kinetische energie umwandeln und dadurch energie gewinnen und ggf. mit weiteren magneten verstärken die sich gegenseitig in diese "drehbewegung" anschubsen.

Ferraristo hat geschrieben:

MichaelZ hat geschrieben:

Die thermische Energie (also Auspuffgase) sollen durch eine Turbine im Auspuffrohr in Leistung umgewandelt werden

Moing Micha!

Genau das diskutieren wir ja gerade...
Eine Turbine in den Auspuff basteln ist nunmal nicht die thermische Energie nutzen.
Das ist die kinetische Energie des Abgasstrahls...
Und mit dem Turbo sitzt bereits eine Turbine im Abgasstrahl, der dafür genutzt wird.
Die thermische Energie zu nutzen würde aber bedeuten beispielsweise Wasser zum kochen zu bringen, und darüber dann mit einer Turbine Strom zu erzeugen.
Und genau das ist ja meine Frage, mit welchen Systemen die Teams diese Form der Energiegewinnung bewerkstelligen könnten.
Das Reglement läßt diese Möglichkeit jedenfalls offen.
Und im Gegensatz zur Energiegewinnung durch Anzapfen des Turboladers, würde durch Umwandlung thermischer Energie keine Motorleistung flöten gehen. Und wie oben bereits erwähnt könnte man, je nach Energiemenge die aus der Hitze gezogen werden könnte, auch mit einem verkleinerten Kühlsystem auskommen, was dann obendrauf aerodynamische Vorteile schaffen würde.
Dazu bedarf es halt nur Technologien, die klein und leicht genug sind, um in einem F1 verbaut zu werden.
Auf f1technical wird in einem Artikel zwar angedeutet, daß die thermische Energie genutzt werden soll, aber nicht erwähnt wie.
Das wird wohl vor der ersten technischen Abnahme der Fahrzeuge auch ein wohlgehütetes Geheimnis der Teams bleiben...

vor einer turbine sind die gase immer heißer und mit höherem druck als dahinter
da wird also durchaus auch wärme in kinetische energie verwandelt
was jetzt neu ist
die kinetische energie geht nicht direkt in ein gebläse/kompressor der den motor aufbläst
sondern über einen generator der gleichzeitig motor ist
cmos leistungselektronik macht es möglich in die energieverteilung
vom turbo zum kompressor und zu einer akkuaufladung sehr frei zu verfügen
auch wieder vom akku zum kompressor is kein problem
die ganzen turbolochprobleme usw sind damit gelöst

wenn ein turbo nachteilig wäre für die effizienz eines motors hätte man nie einen gebaut
geht also insgesamt keine Motorleistung flöten

die abwärme vom motor zu nutzen is vermutlich nicht ergiebig genug für den aufwand der betrieben werden müsste

die turbo kompressor und generator motor teile sind ja ohnedies schon bestandteile des motors

spannender is da schon die frage ob elektronisch gesteuerte generator/motor teil gleichzeitig auch als schwungmasse genutzt wird sodass kein akkku nötig ist

Das stimmt schon, daß die Abgase vor dem Turbinenrad heißer sind, als danach. Die Frage ist halt, wie viel von der Wärme wird tatsächlich umgewandelt, und wieviel geht einfach nur verloren...
Daß die Einheit am Turbo, mit der Strom erzeugt wird, auch genutzt werden kann um den Turbo anzutreiben, um ein Turboloch zu kompensieren hab ich so noch garnicht bedacht... Klingt aber logisch.
Wobei ich mir auch da die Frage stelle, inwieweit davon Gebrauch gemacht werden wird. Denn ich denke, daß es effizienter ist die Energie über den Elektromotor an die Räder abzugeben.
Schließlich würde eine zusätzliche Aufladung über den Turbo mit einem erhöhten Benzinverbrauch in den jeweiligen Phasen einhergehen. Bei nur 100kg erlaubter Spritmenge ein nicht unwesentlicher Faktor.
Es wird wohl ein Kompromiß aus beidem werden, und das Team, das den effizientesten Dreh am schnellsten rausfindet, wird da anfangs auch einen Vorteil haben. Das ganze bietet schon ein wesentlich größeres Spielfeld an Möglichkeiten, als dies bisher der Fall war. Aus Sicht der Ingenieure eine sehr reizvolle Aufgabe.
Ich habe in der MSA gelesen, daß Renault das größte Problem in der Kühlung des Turbo's sieht.
Da scheint also noch eine ganze Menge an Energie flöten zu gehen...

Ferraristo hat geschrieben:

Das stimmt schon, daß die Abgase vor dem Turbinenrad heißer sind, als danach. Die Frage ist halt, wie viel von der Wärme wird tatsächlich umgewandelt, und wieviel geht einfach nur verloren...
Daß die Einheit am Turbo, mit der Strom erzeugt wird, auch genutzt werden kann um den Turbo anzutreiben, um ein Turboloch zu kompensieren hab ich so noch garnicht bedacht... Klingt aber logisch.
Wobei ich mir auch da die Frage stelle, inwieweit davon Gebrauch gemacht werden wird. Denn ich denke, daß es effizienter ist die Energie über den Elektromotor an die Räder abzugeben.
Schließlich würde eine zusätzliche Aufladung über den Turbo mit einem erhöhten Benzinverbrauch in den jeweiligen Phasen einhergehen. Bei nur 100kg erlaubter Spritmenge ein nicht unwesentlicher Faktor.
Es wird wohl ein Kompromiß aus beidem werden, und das Team, das den effizientesten Dreh am schnellsten rausfindet, wird da anfangs auch einen Vorteil haben. Das ganze bietet schon ein wesentlich größeres Spielfeld an Möglichkeiten, als dies bisher der Fall war. Aus Sicht der Ingenieure eine sehr reizvolle Aufgabe.
Ich habe in der MSA gelesen, daß Renault das größte Problem in der Kühlung des Turbo's sieht.
Da scheint also noch eine ganze Menge an Energie flöten zu gehen...

ein turbo muss nicht unbedingt den benzinverbrauch steigern
die einspritzung is ja völlig unabhängig davon
mit einen elektrisch betriebenen kompressor hat man die möglichkeit die luftmenge jederzeit genau zu regeln
den kann man auch bremsen / ladeluft kühlen / motor kühlen / bremsen kühlen / akku laden / ...
da tut sich ein sehr weites feld auf

snaut hat geschrieben:

Ferraristo hat geschrieben:

Das stimmt schon, daß die Abgase vor dem Turbinenrad heißer sind, als danach. Die Frage ist halt, wie viel von der Wärme wird tatsächlich umgewandelt, und wieviel geht einfach nur verloren...
Daß die Einheit am Turbo, mit der Strom erzeugt wird, auch genutzt werden kann um den Turbo anzutreiben, um ein Turboloch zu kompensieren hab ich so noch garnicht bedacht... Klingt aber logisch.
Wobei ich mir auch da die Frage stelle, inwieweit davon Gebrauch gemacht werden wird. Denn ich denke, daß es effizienter ist die Energie über den Elektromotor an die Räder abzugeben.
Schließlich würde eine zusätzliche Aufladung über den Turbo mit einem erhöhten Benzinverbrauch in den jeweiligen Phasen einhergehen. Bei nur 100kg erlaubter Spritmenge ein nicht unwesentlicher Faktor.
Es wird wohl ein Kompromiß aus beidem werden, und das Team, das den effizientesten Dreh am schnellsten rausfindet, wird da anfangs auch einen Vorteil haben. Das ganze bietet schon ein wesentlich größeres Spielfeld an Möglichkeiten, als dies bisher der Fall war. Aus Sicht der Ingenieure eine sehr reizvolle Aufgabe.
Ich habe in der MSA gelesen, daß Renault das größte Problem in der Kühlung des Turbo's sieht.
Da scheint also noch eine ganze Menge an Energie flöten zu gehen...

ein turbo muss nicht unbedingt den benzinverbrauch steigern
die einspritzung is ja völlig unabhängig davon
mit einen elektrisch betriebenen kompressor hat man die möglichkeit die luftmenge jederzeit genau zu regeln
den kann man auch bremsen / ladeluft kühlen / motor kühlen / bremsen kühlen / akku laden / ...
da tut sich ein sehr weites feld auf

Also grundsätzlich steigert die Aufladung eines Motors schon den bezinverbrauch. Denn wenn man mehr Luft in den Motor pumpt, muß auch mehr Sprit rein, weil das Gemisch sonst nicht mehr stimmt. Daß man durch das zuführen von ladeluft im schleppbetrieb den Motor kühlen kann, sehe ich auch so, auch wenn das für die motorbremse nicht unbedingt von Vorteil ist. Akku laden ja logischerweise auch. Wie das ding aber ladeluft, und bremsen kühlen soll, ist mir ein Rätsel. Zumal das ding ja selbst erheblich Wärme erzeugen soll...

Laut der Konkurrenzseite soll es ein paar Zwischenfälle mit KERS gegeben haben, was die Einführung der V6-Motoren gefährden könnte:

http://www.motorsport-total.com/f1/news ... 21113.html

Also grundsätzlich steigert die Aufladung eines Motors schon den bezinverbrauch.

nein, ein sauger mit gleicher leistung wird mehr verbrauchen.
siehe auch die turbo ära der 80er in der formel1.

Laut der Konkurrenzseite soll es ein paar Zwischenfälle mit KERS gegeben haben, was die Einführung der V6-Motoren gefährden könnte:

bis heute werden meines wissens gar keine lipo sonder fepo akkus, in der formel1 verwendet.
und das hat auch seine gründe, da lipolymer akkus heftig mit sauerstoff reagieren.
wenn die "aufgehen" brennts buchstäblich.
http://www.youtube.com/watch?v=XsLMRYZaZbY

ahead hat geschrieben:

Also grundsätzlich steigert die Aufladung eines Motors schon den bezinverbrauch.

nein, ein sauger mit gleicher leistung wird mehr verbrauchen.
siehe auch die turbo ära der 80er in der formel1.

Aber ein Sauger mit gleicher Leistung hat auch mehr Hubraum / Drehzahl... was auch immer.

1,6 l Turbo mit 2 bar Ladedruck wird mehr Sprit brauchen als einer mit 1 bar
Er gibt auch mehr Leistung ab, aber das wurde glaub ich auch nicht abgestritten...

1,6 l Turbo mit 2 bar Ladedruck wird mehr Sprit brauchen als einer mit 1 bar

ja genau das meinte ich mit gleicher leistung )

(sarkasmuss aus)
ein turbo spart sprit...


ach ja, induktionsbremsen sind die eigentlich erlaubt?
oder wollem die wirklich die wärme der bremsen anzapfen??