Diffusor (Motorsport)
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Als Diffusor bezeichnet man im Motorsport ein Bauteil, das im Unterbodenbereich eines Rennwagens die Aerodynamik verbessert und eine Sogwirkung verursacht. Der Diffusor sorgt durch seine asymmetrische Form für eine Druckverteilung unter dem Unterboden und für Abtrieb.
Wirkungsweise
Messungen zeigen, dass am Übergang vom waagerechten Boden zum Diffusor während der Fahrt ein kleiner Bereich verminderten Luftdrucks entsteht.<ref name="Annual Reviews">Joseph Katz: Aerodynamics of Race Cars. In: Annual Review of Fluid Mechanics. Volume 38. Annual Reviews, Januar 2006, S. 27–63.</ref> Von beiden Seiten strömt Luft dort unter das Fahrzeug und bildet paarweise Wirbel, die in gegenläufiger Rotation durch den Diffusor strömen.<ref name="McGraw-Hill">Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name: [Internetquelle: archiv-url ungültig Race-car aerodynamics.] (PDF; 187 kB) McGraw-Hill, , S. 4–5, archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL; abgerufen am 16. Januar 2013 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung</ref>
Diffusoren sind die am wenigsten verstandenen Bereiche von Rennwagen und waren Gegenstand vieler Experimente der Aerodynamik, bis zumindest ihre Wirkungskette vermessen und erfasst wurde.<ref name="University of Southampton">Xin Zhang, Willem Toet, Jonathan Zerihan: Ground Effect Aerodynamics of Race Cars. In: Applied Mechanics Reviews. Volume 59. American Society of Mechanical Engineers, Januar 2006, S. 40–42 (Online [PDF; 1,3 MB; abgerufen am 16. Januar 2013]).</ref> Frühe Nachweise des Anpressdrucks erschienen um 1980, aber Details der Strömung wurden erst zwei Jahrzehnte später bekannt.<ref name="Annual Reviews" /> Die seitlich eintretende Luft und die von ihr ausgelöste Rotation ist maßgebliche Ursache der Wirkung.<ref name="Annual Reviews" /> Dies steht im Gegensatz zu anderen Konstruktionen mit Bodeneffekt, die auf den Lotus 78 zurückgehen und seitlichen Luftaustausch zu minimieren suchen. Ein Diffusor verliert unter solchen Bedingungen weitgehend die gewünschte Wirkung und gewinnt andererseits, wenn Leitwerke im vorderen Bereich des Fahrzeugs die Wirbel einleiten.<ref name="University of Southampton" /> Der maximale Steigungswinkel eines Diffusors beträgt etwa 15°, da sonst ein Strömungsabriss eintritt und seine Wirkung verhindert wird.<ref name="McGraw-Hill" /> Die optimale Diffusorlänge beträgt die Hälfte der Fahrzeuglänge.<ref name="University of Southampton" />
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Frontdiffusor
Beim Frontdiffusor, auch Splitter genannt, leiten Leitbleche unter dem Frontspoiler den Luftstrom seitlich hinter den vorderen Radkästen nach oben. Anwendungen finden sich bei Prototypen und Gruppe CN Fahrzeugen.
Heckdiffusor in der Formel 1
In der Formel 1 unterliegt der Einsatz eines Diffusors technischen Restriktionen der FIA. Durch den Diffusor können nachfolgende Fahrzeuge schlechter den Windschatten nutzen. Der Diffusor war bis zur Regeländerung 2009 mit bis zu 70 Prozent – bei einem Anteil von 10 Prozent am Gesamtluftwiderstand – am Gesamtabtrieb des Formel-1-Rennwagens beteiligt.<ref>Michael Trzesniowski: Rennwagentechnik. 2. Auflage. Vieweg+Teubner, Wiesbaden 2010, ISBN 978-3-8348-0857-8, S. 128.</ref> Nachfolgende Fahrzeuge geraten durch ihn in Luftverwirbelungen, welche den Anpressdruck verringern. Um die durch die Diffusoren entstehenden Turbulenzen hinter dem Auto zu verringern und so das Fahren im Windschatten und somit auch das Überholen zu erleichtern, passte die FIA zur Formel-1-Weltmeisterschaft 2009 die Vorgaben zum Unterboden an. Im Artikel 3.12.7 des offiziellen technischen Reglements heißt es nun: „Kein unter dem Auto sichtbares Karosserieelement, das bis zu 350 mm hinter der Hinterachslinie liegt, darf höher als 175 mm sein.“<ref>Offizielles technisches Reglement der FIA vom 17. März 2009 (englisch; PDF; 833 kB)</ref> Durch diese Änderung wurden die bisherigen Diffusoren in ihrer Bauform und damit ihrer Wirkung beschnitten, der Anteil am Gesamtabtrieb betrug danach noch etwa 40 Prozent.<ref>Michael Trzesniowski: Rennwagentechnik. 2. Auflage. S. 156.</ref>
Doppeldiffusor Skriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:Anker“ ist nicht vorhanden.
Der sogenannte Doppeldiffusor, bei den Formel-1 Rennwagen von Brawn GP (Brawn BGP 001), Williams (Williams FW31) und Toyota (Toyota TF109) in der Saison 2009 zuerst angebracht, verstärkte den Anpressdruck durch eine zweite kürzere Platte über dem eigentlichen Diffusor. Der Doppeldiffusor des Brawn BGP 001 hatte darüber hinaus einen von unten nicht sichtbaren Zentralkanal, der gegenüber einfachen Diffusoren einen höheren Abtrieb und damit mehr Bodenhaftung erbrachte.<ref>formula1.com Brawn BGP001, Diffusor-Layout</ref>
Die Möglichkeit einer solchen Regelauslegung bestand bereits zuvor, brachte jedoch erst mit der Regeländerung 2009 zur Verkleinerung der Diffusoren einen realen Vorteil.<ref>Motorsport-Total – Internetseite: Der Insider: Diffusoren, KERS, Spionage und Co. Archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am 15. April 2009; abgerufen am 7. Dezember 2012.</ref> Als in den Wintertests vor der Saison 2009 die Vorteile der drei mit Doppeldiffusoren ausgerüsteten Teams deutlich wurde, begann die Diskussion um deren Legalität. Die Teams Ferrari, BMW Sauber, Renault und Red Bull legten vor dem ersten Rennen in Australien Protest gegen die verbauten Doppeldiffusoren ein. Die zuständigen Rennkommissare wiesen den Protest jedoch zurück und erklärten die Diffusoren für regelkonform.<ref>„Protest gegen Diffusoren abgewiesen!“ – motorsport-total.com am 26. März 2009</ref> Die protestierenden Teams gingen gegen diese Entscheidung in Berufung, doch das FIA-Berufungsgericht schloss sich den Rennkommissaren in seiner Entscheidung vom 15. April 2009 an und erklärte die Doppeldiffusoren in letzter Instanz für legal.<ref>„FIA entscheidet: Diffusoren sind legal!“ – motorsport-total.com am 15. April 2009</ref> Beim Grand Prix von China, wenige Tage nach der Entscheidung der FIA, gingen McLaren und Renault mit modifizierten Diffusoren an den Start, die restlichen Teams zogen mit neuen Entwicklungen nach. Bereits im März 2008 schlug Ross Brawn, damals Teamchef von Honda F1 vor, das Diffusor-Reglement einfacher und präziser zu gestalten.<ref>„Brawn: "Nun sind sie interessiert"“ – motorsport-total.com am 5. April 2009</ref> Zur Formel-1-Weltmeisterschaft 2011 wurde der Doppeldiffusor verboten.<ref>formula1.com vom 30. November 2010 Farewell to F-ducts and double diffusers</ref>
Dreifachdiffusor
Toyota entwickelte in der Saison 2009 aus dem Doppeldiffusor einen Dreifachdiffusor bei seinem Modell Toyota TF109.<ref>formula1.com Toyota TF109 - 'triple-deck' diffuser, abgerufen am 2. Februar 2011</ref>
Angeblasener Diffusor
Zur Formel-1-Weltmeisterschaft 2010 wurde von Red Bull Racing der „angeblasene Diffusor“ erfunden. Beim Rennwagen Red Bull RB6 wurden die heißen Auspuffabgase auf das Diffusordach geleitet.<ref>Auto Motor und Sport Extra: Ausgabe 26/2010. Technik Neuheiten 2010: Luftnummer. Seite 16 ff</ref><ref>formula1.com vom 13. März 2010 Red Bull RB6 - new exhaust positioning</ref>
Galerie
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Gesamtansicht eines Diffusors
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… eines Porsche 962
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Oberseite eines Diffusortunnels eines Porsche 956
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Weblinks
Einzelnachweise
<references />