RENNTECHNIK FÜR DIE SERIE
Renault Technik aus dem Motorsport hat bereits vielfach den Eingang in die Serie gefunden. Insbesondere die neue Generation der ENERGY Motoren profitiert vom Know-how der Spezialisten aus der Formel 1. Der Wettbewerb auf der Rennstrecke sowie das hohe Entwicklungstempo in der Königsklasse des Motorsports ermöglichen es dem Unternehmen, technische Lösungen unter extremen Bedingungen zu erproben. Außerdem erhält Renault einen Zugriff auf wegweisende Technologien, der für einen Volumenhersteller einmalig ist. Ebenso profitieren die Renningenieure von den Erfahrungen ihrer Kollegen aus der Serienentwicklung. Dieser Ansatz ermöglicht es dem französischen Automobilhersteller, die Energieeffizienz sowohl seiner Serienmotoren als auch seiner Renntriebwerke kontinuierlich zu steigern.
Nahezu alle aktuellen Serien-Pkw von Renault sind mit Technikinnovationen aus der Formel 1 unterwegs. Der Techniktransfer zwischen dem Kompetenzzentrum für Rennmotoren in Viry-Châtillon und dem Technocentre in Guyancourt, wo die Serienfahrzeuge und Serientriebwerke entwickelt werden, betrifft insbesondere die Gebiete
- Turboaufladung und Downsizing
- Direkteinspritzung
- Verringerung der innermotorischen Reibung
Zusätzliches Potenzial für die Serie bieten
- Elektrische Steuersysteme
- Compound-Antriebe
- Elektrische Antriebssysteme
TURBOAUFLADUNG
Die Turboaufladung ermöglicht für Motoren mit geringerem Hubraum eine höhere Leistung trotz geringerer Drehzahlen. Energie, die ansonsten als Hitze mit den Abgasen verloren ging, wird eingesetzt, um den Turbolader anzutreiben. Dieser verdichtet die Ansaugluft und sorgt so für mehr Druck in den Brennräumen.
Motoren mit wenig Hubraum und reduzierter Zylinderzahl produzieren außerdem geringere Reibungsverluste, was zu einem günstigeren Wirkungsgrad führt. Das Ergebnis sind niedriger Kraftstoffverbrauch und geringere CO2-Emissionen. Beim Downsizing kommen statt konventioneller Saugmotoren deshalb kleinere, aber leistungsgleiche Motoren mit Turboaufladung zum Einsatz.
Renault ist Pionier in Sachen Turboaufladung und Downsizing in der Formel 1. Mit dem R.S.01 führte das Unternehmen 1977 das erste Turboaggregat in der Formel 1 ein. Schritt für Schritt machte der Automobilhersteller die Technik in den 1980er-Jahren auch in Serienmodellen verfügbar, darunter R5 Turbo, R18 Turbo, R11 Turbo und R21 Turbo.
Heute verfügen sämtliche Triebwerke der ENERGY Familie von Renault über Turboaufladung mit dem Ziel, vorbildlich niedrige Verbrauchs- und Emissionswerte bei großem Fahrspaß und hoher Agilität zu realisieren. Auch der R.E.16 im neuen Formel Renault 1-Boliden ist ein aufgeladener V6, der bei weitem mehr Leistung mobilisiert als sein Hubraum von 1,6 Litern normalerweise erlaubt.
DIREKTEINSPRITZUNG
Die Direkteinspritzung erlaubt es, das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Brennraum gezielt um die Zündkerze zu schichten. Folge ist ein besserer Wirkungsgrad, da Wärmeverluste an der Brennraumwand durch die isolierende Luft vermieden werden. Die Direkteinspritzung in den ENERGY Motoren ist ein Ergebnis des direkten Dialogs zwischen Viry-Châtillon und Guyancourt. Im R.E.16 trug sie maßgeblich dazu bei, den Kraftstoffverbrauch um 40 Prozent zu senken, während die Downsizing-Aggregate der ENERGY Baureihe „nur” bis zu 25 Prozent weniger Treibstoff benötigen als ihre konventionellen Pendants mit gleicher Leistung.
VERRINGERUNG DER INNERMOTORISCHEN REIBUNG
Die ENERGY Motoren profitieren auch bei der Reduzierung der innermotorischen Reibung vom Know-how der Formel 1-Entwickler. So verfügen sie wie die Rennmotoren von Renault über:
Grafitbeschichtete Kolbenschäfte und Nocken mit so genannter Diamond-Like-Carbon-Beschichtung (DLC). Hierbei erhalten mechanische Teile eine Oberfläche aus diamantartigem Kohlenstoff.
reibungsarme Ölabstreifringe in UFLEX-Technologie. Ihre U-förmige Geometrie ist sehr flexibel und ermöglicht es dem Ring, sich den minimalen Verzerrungen der Bohrung anzupassen, die sich unter dem Einfluss von Temperatur und Druck ergeben. So wird der beste Kompromiss zwischen Effizienz (Abstreifen des Öls auf der Zylinderlaufbuchse zur Senkung des Verbrauchs) und Reibung erreicht.
Kolbenringe mit PVD-Beschichtung (Pressure Vapour Deposit)
ELEKTRONISCHE STEUERUNGSSYSTEME
Eine wichtige Rolle bei der Effizienzsteigerung von Serienmotoren spielen elektronische Motorsteuerungssysteme. Hier kann die Serie ebenfalls von den Entwicklungen im Motorsport profitieren: Formel 1-Aggregate werden mit hochentwickelten Steuereinheiten ausgestattet, die eine Datenmenge von fünf Gigabyte verarbeiten können, um den Kraftstoffverbrauch, den Einsatz der Motor-Generator-Einheiten und die hydraulischen Systeme zu kontrollieren.
COMPOUND-MOTOREN
Der R.E.16 arbeitet nach dem Prinzip eines sogenannten Turbo-Compound-Motors. Hierbei wird die Energie der Abgase zusätzlich zur Turbine noch durch ein weiteres System genutzt. Dies kann eine nachgeschaltete Turbine sein, im Falle des Formel 1-Aggregats von Renault ist dies die MGU-H. Das Kürzel steht für „Motor Generator Unit – Heat” und damit für einen Generator, der aus der Abwärme elektrische Energie gewinnt.
Der so erzeugte Strom lässt sich situationsabhängig nutzen, beispielsweise indem er beim Beschleunigen aus niedrigen Drehzahlen – wieder zur MGU-H geleitet wird, die jetzt nicht mehr als Generator, sondern als Elektromotor arbeitet und die Turboladerwelle antreibt. Vorteil: Die Ansprechzeit des Turboladers verkürzt sich. Es steht sofort genug Ladedruck zur Verfügung, und das gefürchtete „Turboloch” bis zum Einsetzen des vollen Drehmoments wird überwunden. Außerdem steigt die Effizienz.
ELEKTRISCHE ANTRIEBSSYSTEME
Renault sammelt in der Formel 1 wertvolle Erfahrung für die Elektrifizierung des Antriebsstrangs. So verfügt die Power-Unit über leistungsfähige Elektromotoren, die auch als Generator funktionieren und die kinetische Energie, die beim Bremsen in Form von Reibungswärme entsteht, sowie die Abwärme des Turboladers in elektrische Energie umwandeln können. Diese Energie wird in einer Batterie mit hoher Energiedichte gespeichert und bei Bedarf für einen zusätzlichen Elektro-Boost eingesetzt. Ebenso demonstriert das Engagement von Renault in der Formel E das Bekenntnis des Unternehmens zu lokal emissionsfreien „Zero Emission”-Fahrzeugen mit Elektroantrieb.
Sowohl das rein batterieelektrische Antriebssystem aus der Formel E als auch die Hybridisierung des Antriebsstrangs in der Formel 1 werden dazu beitragen, die Leistung von Elektromotoren und Batteriesystemen in der Serie weiter zu steigern.