Rennwagentechnik

Frontmatter

A Einleitung Introduction

Zusammenfassung

Unter Motorsport werden alle mit motorgetriebenen Land- oder Wasserfahrzeugen betriebenen Sportarten (Automobil-,Motorrad-,Motorbootsport) verstanden. Zum Automobilsport u. a. Straßenrennsport (Racing), Rallye- und Tourenwagensport, Auto- und Rallyecross und Kfz-Veteranensport; zum Motorradsport gehören u. a. Straßenrennsport (Racing), Leistungsprüfungssport (Enduro), Speedway und Eisspeedway; zum Motorbootsport Motorbootrennsport (Regatten auf einem durch Wendebojen markierten Rundkurs von 1500 bis 2000 m Länge in mehreren Läufen) und Offshoresport, im weiteren Sinn auch der Wasserskisport. Im Folgenden sollen mehrspurige Wettbewerbsfahrzeuge im Mittelpunkt der Betrachtungen stehen, Abb. A.1.

Michael Trzesniowski

B Fahrzeugkonzept Vehicle Concept

Zusammenfassung

Mit dem Konzept werden die Weichen für die spätere Detailkonstruktion gestellt. Es geht um die grobe Anordnung der größten und schwersten Teile und um die grundlegende Charakteristik des Wagens. Die Konzeptarbeit darf nicht unterschätzt werden. Fehlentscheidungen am Anfang eines Projekts sind später oft nur schwer wieder zu korrigieren. Der Teufel, sagt man, steckt im Detail und meint damit etwa das Konzept sei nicht so entscheidend. Dem muss hinzugefügt werden, dass die Vorfahren des Teufels bereits im Konzept steckten.

Michael Trzesniowski

C Sicherheit Safety

Zusammenfassung

Mit Rennfahrzeugen wird versucht möglichst schnell eine bestimmte Strecke zu durchfahren. Die Grenzen geben dabei in erster Linie die Motorleistung, die Haftung der Reifen und das Können des Fahrers vor. Das oft zitierte Fahren im Grenzbereich ist eine Gratwanderung, bei der die Grenzmarken nicht oder nicht immer sichtbar sind. Möglichst schnell fahren kann daher auch bedeuten die Grenzen zu überschreiten. Weil dies oft bei hoher Geschwindigkeit passiert, kommt dem Schutz des Fahrers eine hohe Bedeutung zu.

Michael Trzesniowski

D Cockpit Cockpit

Zusammenfassung

Das Cockpit ist der Arbeitsplatz des Fahrers. In dem Bereich kommt neben der Technik ein menschlicher Einfluss ins Spiel. Ergonomie ist entscheidend, dass der Fahrer die möglichen Fahrleistungen eines Fahrzeugs auch tatsächlich umzusetzen vermag.

Michael Trzesniowski

E Aerodynamik Aerodynamics

Zusammenfassung

War es am Anfang der Rennfahrzeugentwicklung noch von vernachlässigter bzw. untergeordneter Bedeutung, welche Einflüsse die Luft auf ein Fahrzeug hat, so ist die Aerodynamik heute in den meisten Rennserien das bestimmende Entwicklungsinstrument, dem alles andere untergeordnet wird.

Michael Trzesniowski

F Außenhaut Bodywork

Zusammenfassung

Der Außenhaut kommen weit mehr Aufgaben zu als bloß die Innereien abzudecken. Sie beinhaltet viele Aerodynamikfunktionen und prägt wie keine andere Baugruppe die Gesamterscheinung des Wagens auf den Betrachter.

Michael Trzesniowski

G Reifen und Räder Tyres and Wheels

Zusammenfassung

Während Räder noch wegen ihrer ästhetischen Wirkung im allgemeinen Blickfeld stehen, wird den Reifen von den Zusehern an der Rennstrecke kaum Beachtung geschenkt. Auch bei Serienfahrzeugen sind die Verhältnisse nicht anders. Untersuchungen haben gezeigt, dass kaum ein Lenker den Fülldruck seiner Reifen regelmäßig kontrolliert. Dabei zählen beide Teile zu den ungefederten Massen, sind sicherheitsrelevant und der Reifen ist mit Abstand das wichtigste Einzelbauteil an einem Fahrzeug und besonders an einem Wettbewerbsfahrzeug. Die Reifen übertragen sämtliche Kräfte auf den Wagen, die seine gewünschte Lage zur Fahrbahn sicherstellen (die aerodynamischen Kräfte unterstützen ihn hierbei bloß bzw. wirken sogar störend in Fall eines Auftriebs an den Achsen oder bei Seitenwind), und sind somit das begrenzende Glied im Gesamtsystem Rennfahrzeug. Abgesehen davon sind die Reifen zugleich das am schwierigsten zu beherrschende Bauteil, weil es großen Deformationen unterworfen ist und zusätzlich seine Eigenschaften stark mit der Temperatur und mit dem Verschleißzustand, also bereits während eines Rennens, ändert.

Michael Trzesniowski

H Fahrwerk Suspension

Zusammenfassung

Das Fahrwerk ist neben den Reifen die wichtigste Baugruppe eines Fahrzeugs und insbesondere eines Wettbewerbsfahrzeugs. Seine Leistungsfähigkeit bestimmt wesentlich die Eigenschaften des gesamten Fahrzeugs.

Michael Trzesniowski

I Bremsanlage Braking System

Zusammenfassung

Rennfahrzeuge sollen möglichst stark beschleunigen können, hohe Geschwindigkeiten erreichen und auch rasche Richtungswechsel durchführen können. Man denkt dabei in erster Linie an die Antriebskraft des Motors, an geringe Massen und Widerstände und an die Haftung der Reifen. Aber auch das Bremsen ist eine Beschleunigung, wenn auch eine negative, und mindestens genauso wichtig für geringe (Runden-)Zeiten wie positive Beschleunigung.

Michael Trzesniowski

J Lenkung Steering

Zusammenfassung

Der Fahrer eines mehrspurigen Fahrzeugs hat eigentlich nur wenige Stellhebel zur Verfügung um das Verhalten des Wagens in gewünschter Weise zu beeinflussen. Ein wichtiges System dahingehend ist die Lenkung.

Michael Trzesniowski

K Getriebeauslegung Transmission Calculation

Zusammenfassung

Ein starker Motor ist für ein Rennfahrzeug ebenso wichtig wie ein zuverlässiger Antriebstrang. Noch wichtiger ist allerdings, dass die Leistung des Motors auch effizient auf die Fahrbahn gebracht wird, damit das Fahrzeug die gewünscht hohen Fahrleistungen zeigen kann. Dafür ist das abgestimmte Zusammenspielen von Motor und Antriebstrang entscheidend. Der Motor arbeitet nur einem bestimmten – bei hochgezüchteten Triebwerken meist äußerst schmalen – Drehzahlband. Die Antriebsräder müssen aber in einem großen Drehzahlbereich für den Vortrieb sorgen. Das Getriebe ist die Baugruppe, die zwischen Motor und Fahrbahn vermittelt. Damit es das möglichst wirkungsvoll schafft, müssen die zu überwindenden Fahrwiderstände und die zur Verfügung stehende Motorleistung aufeinander abgestimmt werden.

Michael Trzesniowski

L Rennmotoren Competition Engines

Zusammenfassung

Der Motor macht ein Fahrzeug erst zum AUTOmobil, also fähig zum selbsttätigen Vorwärtskommen. Darüber hinaus strahlt der Motor eine große, wenn nicht die größte Faszination von allen einzelnen Baugruppen aus und ist Sinnbild für die Leistung. Bei Rennfahrzeugen wird neben seiner Leistungsfähigkeit auch seinem akustischen Auftritt große Beachtung geschenkt.

Michael Trzesniowski

M Antriebsstrang Drive Line

Zusammenfassung

Der Antriebsstrang stellt die Kräfte an den Rädern zum Überwinden der Fahrwiderstände bereit. Zum Antriebsstrang gehört damit auch der Motor. Diesem ist jedoch ein eigenes Kapitel gewidmet und deshalb soll der Antriebsstrang für die folgenden Betrachtungen erst beim Motorausgang beginnen.

Michael Trzesniowski

N Kraftstoffsystem Fuel System

Zusammenfassung

Die Energie zum Vortrieb gibt der viel beachtete Motor auf die Räder ab. Aber auch er kann nur Energie umwandeln und nicht erzeugen. Das Kraftstoffsystem speichert Energie und liefert dem Motor die Grundlage seiner Funktion.

Michael Trzesniowski

O Rahmen Chassis

Zusammenfassung

Der Rahmen oder das Chassis bildet sprichwörtlich das Rückgrat eines Rennfahrzeugs. Bei Straßenfahrzeugen mit ihrer selbsttragenden Karosserie ist dies nicht (mehr) der Fall. Bei Rennfahrzeugen ist die Bauweise, dass maßgebende Baugruppen möglichst direkt miteinander verbunden werden, wesentlich ausgeprägter, muss ja auch kein Platz für Gepäck, Lasten oder Passagiere vorgesehen werden.

Michael Trzesniowski

P Elektrik Electrical System

Zusammenfassung

Das elektrische System eines Rennwagens war einmal auf einen Generator, gegebenenfalls einen Starter und das Zündsystem samt einigen Kabeln beschränkt. Mit der Zunahme elektronischer Hilfen und Messwerterfassung hat auch die Elektrik so stark an Bedeutung gewonnen, dass ihre Konstruktion und Funktionsabsicherung genauso einen Raum in der Entwicklung einnimmt wie die anderer Baugruppen.

Michael Trzesniowski

Q Abstimmung und Entwicklung Set-up and Development

Zusammenfassung

Die Abstimmung – das Set-Up – ist zwar nicht Aufgabe des Konstrukteurs, ein kurzer Abriss dieser Tätigkeit eines Rennteams soll jedoch zumindest eine Vorstellung liefern, was wie oft an einem Fahrzeug geändert wird und wie entscheidend für ein Rennfahrzeug die leichte sowie schnelle und gezielte Einstellbarkeit von bestimmten Größen ist. Für diese wichtige Änderbarkeit muss eben der Konstrukteur durch entsprechende Gestaltung und Anordnung der Teile sorgen. Fahrzeugingenieure und Mechaniker können „nur“ noch an den vorgesehenen Stellschrauben drehen oder Komponenten, wie Stabilisatoren oder Feder-Dämpfersysteme, tauschen.

Michael Trzesniowski

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