Als die Formel 1 im Jahr 2021 ihre weitreichenden Regeländerungen durchlief, beinhalteten sie die Einführung einer Reihe von Spezifikationsteilen; Einige wurden von Teams erstellt, andere von nominierten Drittanbietern.
Im ausgedehnten Kuhhandel zwischen den Teams, der Formel 1 und der FIA war einer der Vorschläge, die es nicht in das endgültige Regelpaket geschafft haben, die Einführung eines Spezifikationsgetriebes, genauer gesagt einer Getriebepatrone. Diese Idee wurde in Umlauf gebracht, weil die Getriebeentwicklung ein Bereich ist, in dem die Teams beträchtliche Ressourcen für kleine Leistungssteigerungen investieren, der jedoch nichts zur "Show" für die Fans beiträgt. Letztendlich wurden Spec-Getriebe aus der Konserve genommen, aber Aston Martin hat das Thema für 2026 wieder in den Vordergrund gerückt.
Als die Idee zum ersten Mal vorgestellt wurde, ging die FIA sogar so weit, eine Ausschreibung zu veröffentlichen, wobei das in Großbritannien ansässige Unternehmen Ricardo eines der Unternehmen war, die einen Vorschlag einreichten. Was hätte es bedeutet, die Getriebeversorgung für das gesamte Formel-1-Starterfeld zu übernehmen, um einige der anspruchsvollsten Kunden im Motorsport zu bedienen? Anforderungen
skizzieren Die Ausschreibungsunterlagen der FIA gingen nicht auf das erforderliche Getriebedesign ein, sondern enthielten einen Überblick über die grundlegenden Spezifikationen, die später konkretisiert werden sollten.
Die wichtigste Überlegung war, dass das Getriebe leicht an das individuelle Chassis-Design jedes Teams angepasst werden kann, wobei es in der Ausschreibung heißt: "Das Ziel der Lieferung aus einer Hand ist es, das aktuelle Niveau der Formel-1-Schaltleistung für alle Autos zu deutlich reduzierten Kosten für die Wettbewerber beizubehalten und gleichzeitig die Notwendigkeit für die Teams zu beseitigen, ihre eigenen Getriebe zu entwerfen oder zu beschaffen.
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Das Gerät kann zwischen den Saisons übertragen werden, so dass keine kostspielige kontinuierliche Leistungsentwicklung erforderlich ist. Um die eigenen Freiheiten des Wettbewerbs bei der Aufhängung und bei den Aero-Oberflächen des Getriebes zu erhalten, bleibt das Außengehäuse teamspezifisch (vom Wettbewerber entworfen und produziert) mit der gemeinsamen, in sich geschlossenen Getriebekartusche im Inneren."
Die Verwendung eines Cartridge-Getriebes machte das Leben für die Teams und für diejenigen, die das Getriebe am Ende konstruierten, theoretisch einfach. Laut Tim Gee, Technischer Direktor bei Ricardo Performance Products, war das Cartridge-Design notwendig, um eine einfache Anpassung zwischen den Teams zu ermöglichen. "Der Ansatz würde nur mit einer kartuschenartigen Box funktionieren. Aber es war interessant für uns, später zu erfahren, dass es nur zwei Hersteller gab, die Patronen verwendeten. Es war eine kleine Überraschung, dass nicht jeder sie benutzte, denn für diejenigen, die sie nicht verwenden, wäre es ein ziemlicher Schritt." Zu den weiteren Besonderheiten der Ausschreibung gehörten die Notwendigkeit eines 7-Gang-Getriebes (eine Änderung gegenüber den derzeitigen 8-Gang-Einheiten) sowie eine Mindestmenge von acht Getrieben pro Saison und zwei Testeinheiten. Getriebe müssten auch den Herstellern von Aggregaten zur Verfügung gestellt werden.
Die FIA prognostizierte eine Leistungssteigerung gegenüber den heutigen Triebwerken und spezifizierte, dass die Getriebe eine um 15 % höhere Eingangsdrehzahl als derzeit bewältigen und auch eine Steigerung der MGU-K-Leistung um 30 kW (von 120 kW auf 150 kW) aufnehmen müssen. Interessanterweise würden die Übersetzungsverhältnisse über das gesamte Feld homologiert werden. Derzeit homologiert jedes Team seine Verhältnisse für das Jahr, so dass diese Änderung eine deutliche Einschränkung der Flexibilität für die Teams bedeuten würde.
Die Herausforderung Ricardo produziert derzeit eine große Anzahl von Getriebekomponenten für F1-Teams. Es werden jedoch keine ganzen Getriebe hergestellt – kein externer Zulieferer tut dies. Stattdessen ist der Großteil der Arbeit "Make to Print"; Die Teams entwerfen ihre eigenen Getriebe und lagern die Herstellung dann an spezialisierte Unternehmen wie Ricardo aus.
Ricardo konstruiert und baut ganze Getriebebaugruppen für andere Anwendungen: Seine Getriebe haben zum Beispiel mehrere 24-Stunden-Rennen von Le Mans gewonnen. Um jedoch den Auftrag zu erfüllen, ein (nach F1-Standards) hochmodernes Produkt zu liefern, hätte es externen Input benötigt.
"Wenn wir mit dem Prozess begonnen hätten, hätten wir uns mit einigen Partnerteams abstimmen müssen. Natürlich können wir ein Getriebe konstruieren, aber wie nah wäre das am aktuellen Stand der Technik? Um dies zu gewährleisten, wollten wir mit einem Team zusammenarbeiten", sagt Business Development Director James Sundler. Selbst ein Unternehmen wie Ricardo, das sich stark mit der Herstellung von Getrieben für Teams beschäftigt, bekommt selten das Gesamtkonzept zu sehen, in das die von ihm produzierten Teile passen. In der Tat, so Gee, gab das Ausschreibungsverfahren einen guten Einblick in das, was tatsächlich den Stand der Technik ausmachte, von dem aus es die Grundlage für die Ausschreibungsgestaltung bilden konnte.
"Wir konnten dann in die Richtung gehen, die am besten geeignet war, sei es, bestimmte Teile schwerer und leichter zu machen, eine längere Lebensdauer zu erreichen: was auch immer die Leute wollten. Aber es war die Etablierung dieses Einstiegsniveaus, das der Schlüssel war. Wenn Sie einfach mit einem leeren Blatt Papier anfangen würden, würden Sie wahrscheinlich weit daneben liegen."
Layout Das endgültige Getriebedesign, wenn es angenommen worden wäre, müsste in beträchtlichen Mengen und auch mit einem starken Auge auf den Preis produziert werden. Schließlich war der Hauptzweck der Umstellung auf eine Spezifikationsübertragung die Kostenkontrolle. Vor diesem Hintergrund entschied sich Ricardo für einen dünnwandigen Aluminiumguss für das Hauptgehäuse, der alle Befestigungspunkte enthält, die für die Montage des Autos jedes Teams erforderlich sind, und die beste Balance zwischen Kosten und Leistung bietet.
In Bezug auf das Gehäusedesign weist Gee darauf hin, dass es ein gewisses Maß an Standardisierung bei der Befestigung der Patrone in ihren eigenen Gehäusen hätte geben müssen, da sonst das Äußere ein Durcheinander verschiedener Montagedome gewesen wäre.
Zudem müssten die unterschiedlichen Eigenschaften der verschiedenen Aggregate berücksichtigt werden. Obwohl sie nach ähnlichen Spezifikationen gebaut werden, hat jedes seine eigene Leistungskurve und, was noch wichtiger ist, eine einzigartige Schwingungssignatur, die bei der Getriebekonstruktion berücksichtigt werden muss. Im ersten Fall, indem sichergestellt wurde, dass die Zahnräder, Wellen und Lager so dimensioniert waren, dass sie dem Worst-Case-Szenario aus Drehmomentsicht gerecht wurden. Für Letzteres schlug die FIA vor, die Länge der Eingangswelle von Installation zu Installation zu variieren, um eine Anpassung an die verschiedenen Oberschwingungen zu ermöglichen. Wenn das Design verwirklicht worden wäre, sagt Sundler, "gab es ein umfangreiches Validierungsprogramm als Teil unserer Ausschreibungsantwort, das sowohl Tests auf dem Prüfstand umfasste als auch, wenn möglich, den Betrieb der Getriebe mit vollen PUs und die Identifizierung potenzieller Integrationsprobleme."
Der ursprüngliche Ausgangspunkt für das Projekt war, wenn die FIA das Konzept weiterentwickelt hätte, Anfang 2019, und Gee gibt zu, dass dies ein enger Zeitplan gewesen wäre. "Von außen könnte man sagen, dass die F1-Teams ihre in sechs bis neun Monaten herstellen, aber sie produzieren nur zwei davon und verlassen sich auf eine sehr vielfältige Lieferkette."
Es hätte eine beträchtliche Investition in neue Fähigkeiten für Ricardo erfordert, wie Sundler erklärt. "Wir wollten dafür eine eigene Produktionsstätte einrichten. Aber selbst dann wäre die Belastung dieser Anlage in den ersten sechs Monaten erheblich gewesen."
Letztendlich entschied sich die FIA unter dem Druck der Teams gegen eine Standardübertragung und erklärte damals: "Die Entscheidung des Rates basierte auf der Berücksichtigung sowohl technischer als auch finanzieller Informationen, die von Teams und Lieferanten zur Verfügung gestellt wurden. Die technischen Daten zeigten, dass sich die Getriebetechnologie in der Formel 1 weitgehend angenähert hat und es daher derzeit kaum Leistungsdifferenzierungen gibt. Es wurde auch festgestellt, dass Getriebe aufgrund der Komplexität der Komponenten ein sensibles Thema in Bezug auf die Zuverlässigkeit bleiben, und dies wurde in die Bewertungen der technischen Abteilung der FIA einbezogen."
Lawrence befasst sich seit 2007 mit ingenieurwissenschaftlichen Themen – mit Schwerpunkt auf Motorsporttechnologie – und hat eine Vielzahl von internationalen Titeln herausgegeben und dazu beigetragen. Derzeit leitet er als Redakteur die Zeitschriften Automotive Powertrain Technology und Professional Motorsport World.