World endurance championship 2016 – Kdo porazí Porsche?

V polovině dubna odstartovala nová sezóna mistrovství světa vytrvalostních závodů WEC. Mistrovské tituly obhajuje Porsche, ale konkurence v podobě Audi a Toyoty přes zimu nezahálela, a tak na svém voze museli zapracovat i ve Stuttgartu…

Technické předpisy pro hybridní prototypy vytvořené FIA a ACO dávají automobilkám v šampionátu WEC (World Endurance Championship) a jeho nejvýše postavené kategorii LMP1 mnohem větší volnost v tom, jak přistoupit k systémům rekuperace energie, jejímu ukládání a také množství. Od toho se pak odvíjí, do jaké kategorie vůz spadá a kolik paliva smí jeho spalovací motor použít. Vše je přitom vztaženo na jedno kolo okruhu La Sarthe, na němž se jede nejdůležitější závod celé sezóny, 24h Le Mans. Přesná čísla jsou uvedená v tabulce, platí však, že čím více energie je rekuperováno, tím méně paliva smí spalovací motor spotřebovat. Týmy mají na výběr, zda použijí zážehový, nebo vznětový motor, mají volnou ruku ve volbě zdvihového objemu a mohou si rovněž vybírat mezi atmosférickým plněním a přeplňováním. To dává inženýrům široké možnosti, jak k řešení hybridní pohonné jednotky přistoupit.

Musí například zvažovat fakt, že čím více energie rekuperují a ukládají, tím větší a těžší systém je. Ve srovnání s F1 je kategorie LMP1 pro automobilky mnohem zajímavější, v F1 je totiž přesně dáno, jak má vůz energii rekuperovat i jak a kam ji ukládat. Žádný prostor pro kreativitu. Jak jsou tedy jednotlivé automobily připraveny na letošní sezónu? Porsche loňskou sezónu zcela ovládlo, a to včetně závodu 24h Le Mans. Neusnulo ale na vavřínech a při vývoji a stavbě nového vozu se vydalo cestou pečlivé evoluce. Závodní prototyp 919 Hybrid tedy zůstává u přeplňovaného zážehového čtyřválce o objemu 2,0 litru, který má uspořádání do V a úhel rozevření řad válců 90°. Podobně jako u Porsche 911 Turbo je použito turbodmychadlo s variabilní geometrií lopatek. Motor je ale lehčí a také úspornější. Díky letošnímu omezení množství energie na jedno kolo v Le Mans o 10 MJ šel nepatrně dolů i výkon motoru, Porsche říká, že je těsně pod 365 kW (500 k), přičemž v loňské sezóně to bylo přes tuto hranici. Zatímco zážehový motor pohání zadní kola, ta přední dostávají sílu od elektromotoru. Porsche stejně jako loni rekuperuje energii na dvou místech, jednak při brzdění na předních kolech a jednak z výfukových plynů (proud výfukových plynů pohání kromě turbíny turbodmychadla ještě další turbínu, umístěnou za turbodmychadlem a napojenou na elektrogenerátor).

Elektrická energie se při napětí 800 V ukládá do nejnovější generace lithium-iontových akumulátorů, které si Porsche vyvinulo samo. Automobilka dále optimalizovala efektivitu svých systémů. V sezóně 2016 bude Porsche své vozy nasazovat v nejvyšší kategorii 8 MJ a celkový výkon pohonné jednotky je přibližně 662 kW (900 k). Porsche ovšem zapracovalo i v dalších oblastech vozu, prakticky každá součástka byla optimalizována z pohledu hmotnosti, což přineslo její snížení. Porsche také vůbec poprvé plně využívá technických předpisů WEC a vyvinulo tři alternativní řešení aerodynamiky, vhodná pro různé typy okruhů. Přitom tři pakety jsou maximum, jež regule povolují. Vylepšení aerodynamiky přitom přináší větší stabilitu vozu ve vysokých rychlostech, ale třeba i menší citlivost na poryvy bočního větru. Základem 919 Hybrid je monokok z kompozitů vyztužených uhlíkovými vlákny, pevně spojený s motorem a převodovkou, takže dohromady vytvářejí velice pevnou nosnou konstrukci vozu. Převodovka je sedmistupňová sekvenční, a byť je prakticky stejné konstrukce jako ta loňská, je lehčí. Hodně práce bylo rovněž odvedeno na přední nápravě, která nově nabízí větší rozsah možných nastavení a má být šetrnější k pneumatikám. Audi bylo v loňské sezóně jediným vážným soupeřem Porsche. Bylo ale poraženo a letos by tuto prohru svému koncernovému rivalovi rádo oplatilo. Přes stejné jméno R18 nemají loňský a letošní vůz téměř nic společného.

Už samotný kompozitový monokok vozu je zcela nový. Audi se přes zimu hodně zaměřilo na aerodynamiku a proudění vzduchu kolem vozu, skrz něj i  pod ním, a právě to velmi poznamenalo celkovou stavbu prototypu R18. Kvůli přímému podélnému proudění uvnitř vozu byla kompletně přepracována přední náprava a její uchycení k monokoku. Nové řešení předního zavěšení rovněž více zohledňuje polohu poloos. Zároveň byla upravena kinematika zadního zavěšení. Zásadní změnou je u Audi systém ukládání rekuperované energie – setrvačník používaný v letech 2012 až 2015 nahrazují pro letošní rok lithium-iontové akumulátory. Podle tvrzení Audi je setrvačník výhodný při rekuperování menšího množství energie, ale vzhledem k tomu, že se Audi letos posunulo z kategorie 4 MJ do 6 MJ, potřebuje ukládat o 50 % větší množství energie a akumulátory jsou výhodnějším řešením. Audi jako jediné rekuperuje pouze na přední nápravě, o to víc pozornosti ale tomuto systému věnovalo. Ačkoli technické předpisy při závodě v Le Mans omezují výkon elektromotoru na 300 kW (408 k), nikde není dáno, kolik může motorgenerátor energie při brzdění získávat. Systém Audi je proto postaven na 350 kW (476 k).

Pro Audi je klíčové rekuperovat při brzdění co nejefektivněji a v co největší míře, protože i když prototypy LMP1 brzdí z vysokých rychlostí, samotné brzdění trvá jen 3 až 5 sekund. V minulosti německá automobilka koketovala s možností druhého zdroje energie, když chtěla získávat energii z výfukových plynů. Tento systém ale nikdy nebyl v závodě použit. Přechod do vyšší energetické kategorie pro Audi znamená menší množství paliva pro spalovací motor, a když se k tomu přidá ještě i letošní další omezení, museli v Ingolstadtu zapracovat na hospodárnosti spalovacího motoru. Audi již tradičně používá vznětový motor, už v roce 2014 byl jeho objem zvětšen z 3,7 na rovné 4,0 litry. Uspořádáním jde o vidlicový šestiválec s úhlem rozevření válců 120 stupňů a přeplňováním jedním turbodmychadlem umístěným mezi řadami válců. Pro letošní sezónu je použito lehčí turbodmychadlo a kvůli změněné aerodynamice a proudění vzduchu skrz vůz se měnila vnější podoba motoru i umístění jeho příslušenství. Zajímavé je, že z důvodu zvětšení využitelných otáček a úspory hmotnosti je prototyp R18 pro letošní sezónu osazen pouze šestistupňovou a nikoli sedmistupňovou převodovkou. Audi přímo neudává výkon motoru V6 TDI, ale pouze jeho točivý moment – přes 850 N.m, celkový výkon hybridní pohonné jednotky je ale prý přes 735 kW (1000 k). Po zisku titulu v roce 2014 byla pro Toyotu loňská sezóna obrovským zklamáním, na své soupeře vůbec nestačila. Proto pro letošek postavila zcela nový vůz TS050 Hybrid, který přináší několik nových řešení v oblasti pohonné jednotky a rekuperace energie. Až do loňského roku Toyota spoléhala na atmosféricky plněný zážehový motor V6 a ukládání energie do superkapacitoru.

Ovšem už před loňskou sezónou se spekulovalo o tom, že Toyota zvažovala přechod na lithium-iontové akumulátory, a v jejím průběhu, kdy se jí v šampionátu hrubě nedařilo, že urychluje vývoj přeplňovaného motoru. Všechny tyto dohady Toyota potvrdila při představení vozu před oficiálním testováním WEC v Le Castellet. Prototyp TS050 Hybrid tak nově pohání zbrusu nový V6 o objemu 2,4 litru, přeplňovaný dvěma turbodmychadly. Přeplňovaný motor je méně náchylný na změny teploty nebo vlhkosti nasávaného vzduchu a také se více hodí k plnění restrikcí v množství paliva. V kombinaci se změnou ukládání rekuperované energie to Toyotě dovolilo povýšit z kategorie 6 MJ do výkonnější 8 MJ. Obě změny si ovšem vyžádaly modifikaci chlazení a zástavby agregátů do karoserie vozu. Upravena musela být také převodovka, jež je nyní vystavena mnohem většímu točivému momentu. Podobně jako Porsche používá Toyota dvě místa k rekuperaci energie – přední a zadní brzdy. To ovšem znamená, že si elektřinou následně pomáhá rovněž na obou nápravách, předu je elektromotor Aisin AW, vzadu Denso. Výkon spalovacího motoru Toyota udává 368 kW (500 k), celkový výkon pohonné jednotky pak 735 kW (1000 k). Toyota pozměnila i aerodynamiku, kvůli níž změnila polohu předního elektromotoru, aby zlepšila proudění vzduchu pod vozem.

Změnami prošlo zavěšení předních i zadních kol, jež má upravenou kinematiku. Prakticky nic nezůstalo na svém místě, vše bylo optimalizováno a Toyota věří, že ji to vrátí do hry. Během příprav na letošní sezónu ujel prototyp TS050 22 tisíc kilometrů s velice uspokojivými výsledky. Poprvé se vozy pro letošní sezónu na jednom místě představily při oficiálním testování na okruhu Paula Ricarda ve francouzském Le Castellet 25. a 26. března. Nejrychlejší čas si připsalo Porsche, ale otázkou bylo, jak moc vypovídající tento údaj byl. Toyota například byla ve všech sektorech rychlejší než Porsche, ale nikdy rychlé kolo nedokončila tak, aby se dostala na čelo výsledkové listiny. Jak na tom jednotlivé značky opravdu jsou, ukázal až první závod sezóny na Silverstonu. V kvalifikaci, jež se jela na mokré trati, všem vypálilo rybník Audi, které obsadilo první řadu před oběma Porsche. Toyotě patřilo sice 5. a 6. místo, ale díky problémům s nastavením hybridní pohonné jednotky její vozy na nejrychlejší Audi ztratily 4,996, resp. 6,905 sekundy. Samotný šestihodinový závod se nejprve odvíjel pod taktovkou Porsche, jemuž patřila první dvě místa. Ale po dvou hodinách jízdy Brendon Hartley s vozem #1 kolidoval s Porsche 911 třídy GTE Am a bylo po nadějích. Audi #8 zase vyřadily problémy se systémem rekuperace energie. V samotném závěru se tak rozhodovalo mezi Porsche #2 a Audi #7, kde situaci hodně ovlivnily nečekané zastávky v boxech kvůli poslednímu tankování a výměně pneumatik. Cílem jako první projelo Audi a stalo se tak poprvé od loňského závodu ve Spa-Francorchamps. Technická kontrola po závodě ovšem objevila jisté nesrovnalosti s bočnicemi R18 a posádka byla diskvalifikována. Tým Jöest se proti diskvalifikaci odvolal a výsledky jsou tedy zatím neoficiální. I tak první závod naznačil, že by letošní sezóna mohla být velice zajímavá. Snad se po vyřešení problémů s novým vozem do hry o vítězství zapojí také Toyota.

Převzato z časopisu

Fotogalerie