Motorsport Engineering Zufallsfunde im Kraftstoff ermöglichen Serientransfer

Rennkraftstoffe aus der Formel 1 werden für extreme Motorenentwicklungsstufen entwickelt. Die Erkenntnisse vom Saug- zum Turbomotor nutzt Shell für seine Straßenkraftstoffe.

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Wenn im Rennsport die Motoren dröhnen und die Fahrzeuge auf die erste Kurve zurasen, spielt der Kraftstoff im Kampf um Sekunden und Plätze eine wichtige Rolle. Von ihm hängt die optimale Leistungsentfaltung des Motors ab. Eine Zauberküche für die Entwicklung von Kraftstoffen ist beispielsweise das Shell Technology Centre in Hamburg. Hier entwerfen die Techniker laufend neue Kraftstoffformulationen für den Motorsport und die Straße.

Kraftstoff für spezielle Betriebsbedingungen

Während der Straßenkraftstoff eine breite Palette unterschiedlicher Motoren bedient, wird in den Top-Motorsportserien der Formel 1 oder der Moto GP spezieller Kraftstoff für eine neue Motorenentwicklungsstufe mit geänderter Brennraumform oder einem Motoren-Mapping für spezielle Betriebsbedingungen formuliert. „Man nimmt sich also aus dem breiten Fenster ein ganz schmales heraus“, erklärt Dr. Wolfgang Warnecke, Chief Scientist for Mobility bei Shell in Hamburg. Basis für die Formulationsarbeit ist das jeweilige Kraftstoffreglement, das die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Kraftstoffs vorgibt. Aus ihm werden dann mehrere Rezepturen aus den grundsätzlich gleichen Komponenten entwickelt, die auch in Straßenkraftstoffen zum Einsatz kommen. Dort werden die Konzentrationsverhältnisse variiert, woraus sich wiederum unterschiedliche Wirkungsweisen im Motor ergeben.

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Formel 1 benötigt extreme Formulationen

Zu unterscheiden sind drei Sorten Rennkraftstoffe: Am Anfang steht ein standardisierter Premiumkraftstoff aus einer lokalen Produktion, wie er auch an Tankstellen angeboten wird. Ihn nutzt beispielsweise die Deutsche Tourenwagen Masters (DTM). Die zweite Option ist bereits reiner Rennkraftstoff, der in der Langstrecken-Weltmeisterschaft WEC von Shell als Shell V-Power LM24 oder Shell V-Power Diesel LM24 an die Rennserie ausgegeben wird. Die extreme Variante finden wir in der Formel 1: Dort wird ein spezieller Kraftstoff für eine spezielle Evolutionsstufe eines Motors einer Marke produziert, im Fall von Shell für Ferrari. Ändern die Ingenieure nur ein wenig am F1-Motor ab, entwickelt Shell bereits eine neue Kraftstoffformulation.

Unterschiedliche Klopffestigkeiten

„Es würde uns eine Menge Geld sparen, wenn wir einen Labortest hätten, der uns die Ergebnisse liefert, die wir mit dem Prüfstand und der Rennstrecke erarbeiten“, sagt Landschof. Das Testfeld Motorsport liefert jeden Tag Zufallsfunde, wie sie alleine über das Labor nicht abzubilden wären. Hinzu kommt: Die kurzen Entwicklungszyklen der Formel 1 sind für einen Technologietransfer prädestiniert. Wie schaut dieser genau aus? Warnecke stellt gleich mehrere Beispiele vor. Beispiel 1: In der Formel 1 waren lange Jahre hochdrehende Saugmotoren üblich. „Bei 20.000 Umdrehungen pro Minute gibt es kein Zeitfenster für das Klopfen, also eine unkontrollierte Vorzündung des Motors. Die Klopffestigkeit ist bei solchen Motoren von sekundärer Bedeutung“, meint Warnecke. Sobald die Zündkerze die Verbrennung startet, muss sich die Flamme extrem schnell ausbreiten. Insofern ist die Flammengeschwindigkeit bei Hochdrehzahlkonzepten ein ganz wichtiger Parameter.

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