Silniki Audi w Le Mans pokrewne z jednostkami produkowanymi seryjnie
Pozostał zaledwie tydzień do jubileuszu dziewięćdziesięciolecia 24-godzinnego wyścigu w Le Mans. Od 15 lat postęp w rozwoju nowych silników wywiera istotny wpływ na osiągnięcia Audi w sportach motorowych. Permanentnie rozwijając i udoskonalając jednostki napędowe, inżynierowie Audi radzą sobie z obostrzeniami regulaminowymi w wyścigach i stale zwiększają efektywność.
Ulrich Baretzky, kierownik działu rozwoju silników, dzieli historię startów czterech ringów w Le Mans na dwie epoki. Do 2005 w samochodach wyścigowych LMP Audi montowało silniki benzynowe, a od roku 2006 – silniki diesla. Ten umowny podział, był dla Audi punktem wyjścia do wprowadzania wielu innowacji.
- W pierwszych bolidach Audi biorących udział w wyścigach w Le Mans, montowano silnik benzynowy o pojemności 3,6 litra i mocy 400 kW (544 KM). Już rok później zastąpiła go jednostka o mocy ponad 449 kW (610 KM). Dużym postępem było zastosowanie bezpośredniego wtrysku TFSI - po raz pierwszy w 2001 roku. W ten sposób znacznie obniżono zużycie paliwa, poprawiając jednocześnie właściwości jezdne i reakcje pojazdów. Czas startu z pit – stopu skrócił się o 1,3 sekundy, ponieważ bezpośrednio wtryskiwane paliwo spalało się od razu i dawało natychmiastową moc. Rozwiązanie wypróbowane w sporcie motorowym Audi przeniosło do produkcji seryjnej i w ten sposób pojawiły się pierwsze modele z silnikami FSI i TFSI, które cechowały się o 15 procent niższym zużyciem paliwa.
- Zaledwie pięć lat później, marka z Ingolstadt odniosła w Le Mans zwycięstwo dzięki silnikowi TDI. W 1989 roku Audi, wynalazca techniki TDI, wprowadziło na rynek pierwszy model seryjny wyposażony w tę jednostkę. W roku 2006 bolid Audi, również z silnikiem TDI pod maską, zwyciężył w Le Mans. Jednostka napędowa V12, w którą wyposażono model R10 TDI, miała pojemność 5,5 litra, dzięki której moc samochodu sięgnęła ponad 478 kW (650 KM). Szczególnie godny podziwu był jego moment obrotowy – 1100 Nm. Warto również zaznaczyć, że był to pierwszy silnik Audi z aluminiowym blokiem.
- Prowadzone przez inżynierów z Ingolstadt i Neckarsulm prace rozwojowe nad silnikami wysokoprężnymi czerpią bezpośrednio z rozwiązań technicznych sprawdzonych w Le Mans. Doświadczenia zebrane podczas prac przygotowawczych do wyścigu, wcielono w życie np. do rozwiązań związanych z wtryskiem paliwa. System wtrysku z dwiema pompami wysokiego ciśnienia i wtryskiwaczami piezoelektrycznymi udoskonalono tak, by podczas zmagań sportowych miały jak najwyższą moc i były najbardziej efektywne. Ciśnienie wtrysku jest nieustannie zwiększane . Dzięki temu, można zoptymalizować spalanie i wykorzystanie mocy, a korzyści z nowych rozwiązań odnoszą również samochody seryjne. Obecnie silniki stosowane w wyścigach mają ciśnienie wtrysku rzędu 2800 barów, a w pojazdach produkcji seryjnej – 2000 barów.
- Zmienną geometrię łopatek turbiny (VTG), będącą od dawna rozwiązaniem standardowym w pojazdach seryjnych, po kilku latach prac konstrukcyjnych i rozwojowych, w roku 2009 zastosowano po raz pierwszy w silniku wyścigowego bolidu V10 TDI. Największe wyzwanie stanowiły wysokie, ponad 1000 stopni Celsjusza, temperatury. Technika VTG znacznie poprawia reakcje pojazdów. W 2010 roku, Audi ze swoim R15 TDI, nie tylko cieszyło się ze zwycięstwa w Le Mans, ale ustanowiło również nowy rekord czasu, w jakim pojazd z Ingolstadt pokonał 397 okrążeń toru, czyli 5410 km. Poprzedni, niepobity wcześniej rekord obowiązywał całe 39 lat.
- Największa zmiana w przepisach wyścigów, a równocześnie prezentacja szczytowych możliwości technicznych inżynierów Audi, miała miejsce w 2011 roku. Nowy regulamin zmusił konstruktorów do zmniejszenia pojemności silników diesla do 3,7 litra, czyli aż o 1800 centymetrów sześciennych. W odpowiedzi na te obostrzenia, cztery ringi zaprezentowały jednostkę napędową V6 TDI, w której zastosowano szereg innowacyjnych rozwiązań. Część wydechowa silnika została umieszczona w wewnętrznym kącie pomiędzy rzędami cylindrów, którego rozpiętość wynosi 120 stopni (zasada „ciepła strona od wewnątrz“). Dwuprzepływową pojedynczą turbosprężarkę z dodatkowym kompresorem, zasilają spaliny z obu rzędów cylindrów.
- Na kolejne ograniczenia regulaminowe inżynierowie Audi reagują wprowadzając dodatkowe ulepszenia w silnikach. Przykładowo, średnica ograniczników masy powietrza w jednostkach wysokoprężnych, od roku 2006 zmniejszyła się o 34 procent. Ciśnienie ładowania zmalało o 4,7 procent, pojemność skokowa – prawie o 33 procent. Moc obniżyła się z 478 kW (650 KM) do dzisiejszej wartości 360 kW (490 KM), czyli o ok. 24 procent. Tym bardziej warto docenić wzrost mocy jednostkowej. Moc z litra pojemność wzrosła z 87 kW (118 KM) w 2006 roku do 107 kW (146 KM) w 2011 roku, czyli także o ok. 24 procent. Jej gęstość, tzn. miara mocy generowanej przez każdy cylinder z osobna, wzrosła w tym okresie aż o 40 kW (54 KM) i sięga dziś nawet 66 kW (90 KM), o 65 procent więcej. Jeszcze większy podziw budzi redukcja zużycia paliwa. Spalanie w jednostkach obecnej generacji (na jedno okrążenie toru Le Mans), przy równoczesnym zwiększeniu mocy z litra, obniżono w porównaniu z pierwszą generacją silników diesla o ponad 20 procent.