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17.06.2015

Feature der Woche: Lift and Coast

Was ist „Lift and Coast“?

„Lift and Coast“ ist die effektivste Technik, um auf eine effiziente Art und Weise mit Vollgas zu fahren, sodass man seine Ziele für den Benzinverbrauch erreichen kann. Mit dieser Technik erzielt man eine schnellere Gesamtzeit im Rennen, als wenn man zusätzlichen Sprit im Auto hätte und vom Start bis ins Ziel mit Vollgas fahren würde. Aber fast genauso wichtig ist, was „Lift and Coast“ nicht bedeutet: nämlich weit unter dem theoretischen Performance-Limit in eine Kurve zu rollen.

Wie funktioniert es?

Sobald ein Auto bis zur Höchstgeschwindigkeit beschleunigt hat, ist es mit einer Benzindurchflussmenge von 100 kg/hr (das von den Regeln erlaubte Maximum) unterwegs. Dabei erzeugt der Motor die maximale Leistung während dieses Zeitraums. Der Fahrer geht dann vom Gaspedal und direkt in die Bremszone, fährt durch den Scheitelpunkt der Kurve und beschleunigt wieder heraus. So wird die theoretisch schnellste Rundenzeit erzielt. Mit Blick auf den Benzinverbrauch gibt es jedoch einen effizienteren Weg, um weniger Sprit auf der Geraden zu verbrauchen. Hierzu muss der Fahrer die Gerade so schnell wie möglich hinunterfahren und dann vom Gas gehen. An diesem Punkt sinkt der Benzinverbrauch auf praktisch null. Bei „Lift and Coast“ geht der Fahrer am Ende der Geraden vom Gaspedal, kurz vor dem normalen Bremspunkt. Während dieser Phase zwischen Vollgas und Bremsen verzögert das Auto ausschließlich durch Aerodynamik und den Rollwiderstand – und das auch noch verdammt schnell. Wenn ein Fahrzeug mit 300 km/h fährt, wirken extrem viele Kräfte darauf – eine Verzögerung von 0,9 g, ähnlich einer Notbremsung in einem normalen Straßenfahrzeug. Sobald der rollende Weg zurückgelegt ist, nimmt der Fahrer das ursprüngliche Bremsprofil auf. Hierbei geht es jedoch um mehr, als nur in eine Kurve hinein zu rollen, wie man vielleicht annehmen könnte...

Welche Auswirkung hat es auf die Rundenzeit?

Wenn ein Fahrer zum Beispiel „Lift and Coast“ für zusätzliche 50 Meter einsetzt, ist er in dieser Zeit komplett vom Gas herunter. Statt wie die vorangegangenen 50 Meter mit 100 kg/hr zurückzulegen, sind es jetzt 0 kg/hr. Wenn wir auf die Zeit blicken, die es benötigt, um 50 Meter mit 280 km/h anstelle von 300 km/h zurückzulegen, sehen wir, dass es sich hierbei um einen Unterschied von wenigen Hundertsteln handelt. Die gesparte Benzinmenge ist jedoch bedeutend – jedes Mal einige Gramm. Sobald der Fahrer wieder ins gewohnte Bremsmuster zurückkehrt, befindet er sich wieder im selben Kurvenverlauf wie sonst auch. Insgesamt ist die Auswirkung bei geringen Mengen nahezu null. Erst wenn man „Lift and Coast“ intensiver einsetzt, wie etwa am Ende des Großen Preises von Kanada, fällt es deutlicher ins Gewicht. Aber selbst in den extremsten Fällen wie in Montreal beträgt der maximale Verlust rund drei Zehntelsekunden pro Runde. Das ist ein relativ niedriger Wert. Im Allgemeinen verliert ein Fahrer, wenn er gebeten wird, „Lift and Coast“ einzusetzen, im Bereich von einem halben bis zu einem Zehntel. Es handelt sich um einen linearen Prozess. Demnach bringt doppelter Einsatz von „Lift and Coast“ auch die doppelte Ersparnis beim Benzinverbrauch.

Ist dies wirklich der schnellste Weg, um ein Rennen zu bestreiten?

Tatsächlich ist es selbst auf einer Strecke, auf der das Benzin kein entscheidender Faktor ist, oftmals schneller, im Verlauf der Renndistanz „Lift and Coast“ einzusetzen. Der grundlegende Gedanke dahinter ist dieser: mit weniger Benzin zu fahren spart Gewicht – ein leichteres Auto ist ein schnelleres Auto. Nehmen wir an, wir haben 100 kg Benzin, um das Rennen zu beenden. Wenn wir dann die Hälfte der Distanz mit „Lift and Coast“ fahren, können wir vielleicht 3 kg weniger nutzen. Wenn ein Fahrer mit 3 kg weniger startet und dann eine Zehntelsekunde pro Runde ohne „Lift and Coast“ schneller fahren kann, könnte sein Vorteil in Runde 30 drei Sekunden betragen. Damit könnte er bei den Boxenstopps einen Platz gutmachen, wertvolle Positionen gewinnen und zu einem späteren Zeitpunkt Benzin sparen, um dies auszugleichen. Die Teams setzen „Lift and Coast“ strategisch ein, um die beste Rennstrategie zu entwickeln.

Wie sehen die Alternativen aus und warum ist dies die beste Option?

Es gibt keinen effizienteren Weg, um in der aktuellen Formel Benzin zu sparen als „Lift and Coast“. Jede andere Methode, um den Verbrauch zu verringern, kostet mehr Rundenzeit. Der Versuch, Benzin zu sparen, indem man vorsichtiger auf das Gaspedal steigt (wie es viele Leute in ihrem Straßenauto machen, um den Verbrauch zu senken), führt dazu, dass das Auto viel länger zur Beschleunigung benötigt. Gleichzeitig führt eine Reduzierung der Benzindurchflussmenge des Motors dazu, dass das Auto mehr Zeit benötigt, um die Gerade zurückzulegen. In der Formel 1 geht es nicht nur um die gesparte Menge an Benzin, sondern auch um die dabei verlorene Zeit. Bei jeder dieser beiden Methoden wäre der Zeitverlust enorm.

Gibt es weitere Vorteile?

Ein weiterer Grund, warum „Lift and Coast“ in Montreal so prominent eingesetzt wurde, ist, dass es ebenfalls sehr gut geeignet ist, um die Bremsen zu schonen. Wenn man mit hohen Geschwindigkeiten unterwegs ist, steigt die Energie um ein Vierfaches der Geschwindigkeit an. Wenn man also seinen Speed verdoppelt, vervierfacht man die Energie. Wenn ein Fahrer lupft, anstatt auf die Bremse zu gehen, kann die Luft Teile dieser Energie als Luftwiderstand des Autos und der Reifen absorbieren. Dabei gelangt keinerlei Energie in die Bremsen. Die Energielevel sind in dieser Anfangsphase des Bremsvorgangs am höchsten, wenn das Auto auch die höchste Geschwindigkeit aufweist. „Lift and Coast“ ist zudem unglaublich effizient, um die Bremstemperaturen zu kontrollieren.

Abgesehen von den Rundenzeiten, was sind die Nachteile?

Mit Blick auf weiterführende Auswirkungen ist es richtig, dass eine geringe Menge beim Sammeln der Energie durch die MGUK verloren geht (der Prozess in dessen Verlauf die Batterie aufgeladen wird, weil der Motor als Generator genutzt wird). Denn das Auto rollt für einen gewissen Zeitraum während der maximalen Verzögerung. Das Lupfen anstelle des Bremsens bedeutet, dass etwas Ladung verloren geht. Aber der Nettoenergieverbrauch wird immer positiv sein. Die MGU-K besitzt eine gewisse Leistungskapazität. Sie sammelt Energie je nachdem wie lange diese Leistung beim Bremsen erzeugt wird. Es gibt nicht viele Strecken, auf denen ein Fahrer Schwierigkeiten bekommt, die vollen 2MJ pro Runde an Energie von der MGU-K zu sammeln.

Ist der Fahrer dadurch nicht Attacken von Hintermännern ausgesetzt?

Unter normalen Umständen ist dies ein relativ geringes Risiko. Jedes Lupfen kostet den Fahrer nur einige Hundertstelsekunden und am Ende der Geraden legt das Auto acht Meter in 0,1 Sekunden zurück. Allgemein gesagt, sind dies einige wenige Meter. Die Geschwindigkeit am Scheitelpunkt wird exakt die gleiche sein und der spätere Teil der Bremskurve ist ebenfalls identisch. Es gibt also keinen weiteren Verlust. Sofern ein Rennen nicht schlecht geplant ist oder der Fahrer Schwierigkeiten hat, wird er „Lift and Coast“ nicht in der Hitze eines Zweikampfs einsetzen, wenn ihm ein Gegner gegen Rennende direkt im Nacken sitzt. Die Fahrer und Teams setzen sich zusammen und besprechen, wo „Lift and Coast“ auf jeder Strecke eingesetzt werden kann. Normalerweise sind die Bereiche, in denen es am effizientesten ist, auch jene, wo sie überholen würden. Wenn sie jedoch jemanden direkt hinter sich haben, ist es möglich, es zum Beispiel mehr im Infield einzusetzen.

Ist „Lift and Coast“ eine neue Erfindung? Wenn nicht, warum wird dann erst heute so viel darüber gesprochen?

Das Benzinsparen war schon immer ein wichtiger Faktor im Rennsport. Aber „Lift and Coast“ hat sich in den letzten fünf Jahren in der Formel 1 verbreitet. Zunächst wurde es manchmal in den Anfangstagen der V8-Ära eingesetzt. Mit dem Verbot des Nachtankens während der Rennen ab 2011 wurde es immer beliebter. Damals begannen die Teams mit einer festgelegten Spritmenge für das gesamte Rennen zu fahren. Wenn man mit weniger Sprit fährt, ist das Auto von Beginn an schneller. Jetzt ist es gebräuchlicher, weil die Teams unter dem 100 kg Benzinlimit niemals ein Auto so betanken würden, dass es jede Runde Vollgas fahren kann. Das ist nicht der schnellste Weg, um ein Rennen zu bestreiten. Ein Team möchte stets mit einem leichteren Auto starten, Vollgas fahren und dann später Benzin sparen, wenn das Rennen sich nach den Boxenstopps sortiert hat. Das war weniger wichtig, als das Nachtanken noch erlaubt war. Damals fuhren wir nicht mit so einer großen Spritmenge für eine so lange Zeit. Aber jetzt haben wir Rennen, in denen wir am Start vielleicht sechs Kilo weniger Benzin an Bord haben, als wir potentiell verbrauchen können, und ganz sicher einige Kilo leichter sind, als wir ohne die strategischen Überlegungen wählen würden. Dadurch ist jedes Team dazu gezwungen.

Wie schwierig ist es für die Fahrer, „Lift and Coast“ zu perfektionieren?

Das ist nicht einfach und die Fahrer verbringen viel Zeit damit, um es richtig hinzubekommen. In den Nachwuchsklassen fahren sie Vollgas, bis sie sich entscheiden, zu bremsen. Sie springen direkt vom Gas- auf das Bremspedal. Wenn man ihnen sagt, „Lift and Coast” einzusetzen, wählen sie ihre Bremspunkte falsch. Wenn sie früher bremsen, erreichen sie die erste Bremsphase mit einer geringeren Geschwindigkeit und müssen ihre Erkennungspunkte entsprechend anpassen. Damit „Lift and Coast“ effizient funktioniert, ist es entscheidend, dass der Fahrer am richtigen Punkt an die ursprüngliche Bremskurve anschließt. Wem das gut gelingt, der kann deutlich mehr Benzin bei einem sehr geringen Zeitverlust sparen. Es ist eine echte Kunst und viel schwieriger als Vollgas zu fahren. Alle Fahrer möchten nun wissen, wie effizient sie sind. Denn das Spritsparen ist nun ein Teil des Wettbewerbs – besonders zwischen Teamkollegen. Wer am effizientesten Benzin spart und das Rennen mit dem leichtesten Auto beginnt, erhält einen Vorteil in der Anfangsphase und/oder hat mehr Reserven, um am Rennende anzugreifen.

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