Audi R10 TDI: vârful motorului diesel în motorsport

În 2006, Audi a câștigat la Le Mans cu un prototip diesel. R10 TDI devenea un soi de apogeu al motoarelor diesel în motorsport, dar și o pagină de istorie.

Când Rudolf Diesel a inventat motorul care-i poartă numele (patentat în 1892, demonstrat printr-un prototip funcțional în 1897), a făcut-o în căutarea unuia mai eficient decât cele cu aburi.

În viziunea lui Diesel, un motor care putea aprinde combustibilul doar prin căldura generată de comprimarea rapidă și puternică a unui volum de aer, fără prezența unei scântei, echivala cu viitorul mobilității.

Rudolf Diesel. Foto: IMAGO

Privind în urmă la cei peste 100 de ani de motoare diesel în diverse forme, interpretări și aplicații, am putea foarte bine să-i dăm dreptate domnului Diesel.

Doar că există un aspect pe care inginerul german nu l-a luat în calcul, probabil din cauză că altele erau problemele vieții în cumpăna dintre secolele 19 și 20: compatibilitatea motorului diesel cu manifestarea numită motorsport. Sau curse de mașini, mai nepretențios.

O versiune experimentală a motorului dezvoltat de inginerul german Rudolf Diesel. Foto: IMAGO

Ei bine, de-a lungul istoriei au existat nebuni temerari care au crezut în motorul diesel ca formă de propulsie pentru mașini de curse – chiar dintre cele mai sofisticate, născute să alerge în stratosfera competițiilor mondiale. Și să le și câștige.

America dă tonul, Europa rafinează

Prima prezență a unui motor diesel pe o mașină de curse apare în 1931, la Indianapolis 500, intermediată de un anume domn, pe numele său Clessie Cummins. Da, acel Cummins.

Dornic să-și promoveze afacerea – care în acei ani implica exclusiv motoarele diesel – Cummins vine cu ideea unei mașini de curse diesel, care să participe la Indy 500.

Motor diesel pe un șasiu de autobuz. Foto: Dreamstime

Fără pretenții de victorie, Cummins convinge organizatorii să permită participarea unui monopost numit Cummins Diesel Special într-o clasă proprie, cu statutul de special engineering entry, în speranța că o prestație bună va demonstra lumii (și potențialilor clienți, evident) eficiența și durabilitatea motorului diesel.

Și așa au loc două mini-evenimente.

Primul: cu Dave Evans la volan, Cummins Diesel Special termină sesiunea de calificări cu o viteză medie de 97 de mile pe oră (cam 156 km/h).

Al doilea: cu același pilot la manete, monopostul devine primul automobil de curse participant la Indy 500 care termină cursa (pe un onorabil loc 13) după ce rulează non-stop, fără să oprească vreodată la boxe.

Un deceniu mai târziu, în Franța, doi frați au o idee similară, dar în alt decor: Le Mans. E greu de spus dacă isprava lui Cummins i-a inspirat pe Jean și Jacques Delettrez în tentativa de a câștiga Cursa de 24 de ore de la Le Mans cu un diesel. Cert e că ștafeta era dată mai departe, peste Ocean.

Frații Delettrez au avut două prezențe cu un diesel la Le Mans, în 1949 și în 1951.

Pentru ediția din 1949, cei doi au înscris un monopost cu șasiu și caroserie Delage, pus în mișcare de un motor diesel cu șase cilindri în linie, care oferea 70 de cai-putere dintr-o cilindree de 4,4 litri. După 1660 de kilometri parcurși în cursă, mașina a rămas fără combustibil. Știu, ironie care merge pe multe paliere.

Încercarea din 1951 a fost întreruptă și mai devreme decât cea din urmă cu doi ani, după doar 24 de ture, după ce supapele motorului au explodat. Și așa, dieselul a luat o pauză la Le Mans, până în 2004, când Taurus Sports Racing a înscris în cursă o Lola B2K/10 propulsată de un motor V10 diesel împrumutat de la un Volkswagen Touareg. Din păcate, cutia de viteze a rezistat eroic în fața cuplului imens doar 35 de ture, apoi a cedat.

Ca o paranteză, alte două mărci de tradiție au mai cochetat cu tehnologia diesel. E vorba de Mercedes-Benz și prototipul C 111-III cu motor diesel cu cinci cilindri, deținător a două recorduri pe circuitul Nardò (viteză medie de 314 km/h timp de 12 ore și viteză maximă de 325 km/h). Vorbim de finalul anilor ’70.

La 20 de ani distanță, BMW câștiga Cursa de 24 de ore de la Nürburgring în 1998 cu un Seria 3 diesel, mai exact un 320d, modificat corespunzător pentru cerințele competiției, evident.

Apoi a venit Audi.

Nimeni, nimic

Avea Audi nevoie de un prototip de Le Mans diesel? Deloc. De fapt, germanii au avut victorii aproape pe linie în Cursa de 24 de ore de la Le Mans între 2000 și 2005 cu prototipul R8 LMP (îmbunătățit de la an la an). Excepția a fost în 2003, când coroana a mers la Bentley Speed 8 – care era tot un R8 la bază. În rest, Audi și R8 au fost regi în 2000, 2001, 2002, 2004 și 2005.

Și atunci, de ce a venit schimbarea radicală de macaz și trecerea la diesel? În fond, cele din urmă sunt mai mari și mai grele decât cele pe benzină, corect?

Motorul V12 TDI al prototipului R10. Foto: Audi

Principalul motiv pentru care Audi s-a gândit la un prototip diesel pregătit pentru curse de anduranță avea legătură cu numărul de opriri la boxe pentru alimentare.

La Le Mans, un prototip din clasele superioare oprește, în medie, o dată la 45 de minute pentru realimentare, adică poate ajunge la 30 de opriri în situația în care nu există probleme și termină cursa. Un motor diesel, mai economic prin natură, ar fi redus numărul de opriri, în viziunea celor de la Audi, un avantaj neprețuit în fața concurenței.

Un posibil argument invocat prin ședințele mai-marilor Audi, în favoarea unui prototip diesel, avea rădăcini în marketing. Ne place sau nu, fiecare producător caută să genereze profit prin toate pârghiile pe care le are la dispoziție.

Audi R10 TDI și echipele de piloți: Allan McNish și Dindo Capello lângă protoipul cu numărul 1, Marco Werner și Emanuele Pirro lângă prototipul cu numărul 2. Foto: Audi

Ca idee, la jumătatea anilor 2000, 50% din mașinile vândute de Audi era echipate cu motoare diesel. Un procent mai mult decât decent, dar era loc de mai bine și mai mult. Așa că un diesel câștigător la Le Mans putea aduce atât faimă cât și bani, pe principiul win on Sunday, sell on Monday.

De la Martin Winterkorn, CEO Audi la acea vreme, citire:

Prin A8 4.2 TDI quattro, Audi are deja una dintre cele mai puternice mașini diesel din lume. Proiectul Le Mans le va permite specialiștilor noștri să fructifice și mai bine posibilitățile oferite de tehnologia TDI. În această perioadă, unul din două modele vândute de Audi este echipat cu motor diesel. Ne așteptăm ca procentajul să crească semnificativ în viitor.

Martin Winterkorn

Apropo de faimă, avem și declarația lui Wolfgang Ullrich, la acea vreme șeful Audi Motorsport:

Proiectul R10 este cea mai mare provocare primită vreodată de divizia Audi Sport. Tehnologia TDI nu a fost încă împinsă către limitele sale în motorsport. Suntem primii care încercăm acest lucru. Cerințele unui astfel de proiect sunt deosebit de mari. De aceea, partenerii pe termen lung, precum Bosch, Michelin sau Shell ne sprijină în proiectul nostru. Împreună avem oportunitatea de a scrie noi capitole în cărțile de istorie ale motorsportului și ale tehnologiei diesel.

Wolfgang Ullrich

TDI… R10 TDI

Cu undă verde pe proiect, inginerii Audi au trecut la treabă. Cea mai importantă ecuație care trebuia rezolvată corect era, clar ca lumina zilei, motorul. S-a ales opțiunea dezvoltării de la zero, chiar dacă în gama civilă existau potențiale puncte de plecare. Inclusiv acel V8 TDI de 4,2 litri menționat de domnul Winterkorn mai sus.

Prima versiune a motorului V12 TDI dezvoltat pentru prototipul Audi R10. Foto: Audi

Versiunea finală pentru Audi R10 TDI a fost un V12 de 5,5 litri (5499 cc) cu poziționarea cilindrilor la 90 de grade, twin-turbo (câte o turbină Garrett pentru fiecare latură de cilindri), fabricat dintr-un aliaj special de aluminiu și silicon – o premieră pentru motoarele diesel de la Audi. Chiar și așa, noul motor era în continuare mai greu decât unul alimentat cu benzină, dar nu atât de greu ca un diesel tradițional.

Combustibilul ajungea în cilindri printr-un sistem de injecție directă fabricat de Bosch, care „lucra” la o presiune de 2000 de bari. Motorul a fost testat în laborator pe o distanță simulată la 16.000 de kilometri, până ca setările finale să-l calibreze la 650 de cai-putere.

Ca idee, propulsorul în forma sa finală producea atât de mult cuplu încât Audi Sport a trebuit să-și recalibreze toată aparatura de testare, inclusiv transmisiile de pe instalația de verificat puterea și cuplul.

Audi R10 TDI alături de Audi R8, în timpul unei campanii publicitare pe care Audi a derulat-o în New York. Foto: Audi

Că tot l-am pomenit, cuplul maxim atingea 1100 Nm și putea fi accesat în intervalul 3000-5000 rpm (80% din resurse erau disponibile de la 2000 de rpm), extrem de jos pentru un automobil de competiție, dar cu un avantaj pentru piloți și implicit pentru prestația din timpul cursei: cel care pilota prototipul urma să schimbe treptele mult mai rar decât în cazul prototipului R8, care se baza pe un V8 de 3,6 litri, tot twin-turbo, tot cu injecție directă, unde resursele maxime erau accesate în intervalul 5000-7000 rpm.

Problema masei a mai fost abordată și în cazul șasiului ultra-ușor, dezvoltat în parteneriat cu Dallara, dar și la nivel de amplasare a motorului central, pe care inginerii Audi l-au împins pe cât posibil în fața punții spate, imediat în spatele pilotului, dar și în jos, pentru coborârea centrului de greutate.

De aproape: motorul V12 TDI dezvoltat de Audi pentru prototipul R10. Foto: Audi

Una dintre figurile marcante din dezvoltarea prototipului R10 și a seriei de victorii la Le Mans a fost Ulrich Baretzky. Baretzky are statut legendar la Audi, nu doar fiindcă a petrecut mai bine de 30 de ani în companie sau pentru că e un specialist fin al motoarelor diesel cu injecție directă.

Baretzky a condus dezvoltarea motorului diesel folosit de R10, dar și pe cea a altor prototipuri, ca R15 sau R18, sau a mașinilor de curse pe care Audi le-a construit pentru DTM. Și tot el este cunoscut la Audi drept inginerul căruia nu i s-a stricat niciun motor în timpul vreunei curse.

Ulrich Baretzky, cu titlul oficial de Head of Engine Technology, tatăl motorului V12 diesel dezvoltat special pentru Audi R10 TDI. Foto: Audi

O provocare foarte mare, fiindcă nu aveam nicio experiență trecută din care să învățăm, niciun motor comparabil cu cel de care aveam nevoie pe R10, nimic care să ne dea un punct de referință. […] Așa că am pornit de la o foaie albă și tot ceea ce știam era că ceea ce urma avea să fie extrem de complicat și de dificil.

Ulrich Baretzky

Tot el a intermediat primele discuții cu ACO (Automobile Club de L’Ouest), entitatea care a inventat și organizează cursa de 24 de ore de la Le Mans, despre regulamentul de echivalare care trebuia creat de la zero pentru ca un prototip diesel să poată fi înscris în competiție.

Așa cum o fac mai toți constructorii de anvergură, Audi și-a înscris mai întâi prototipurile R10 TDI în cursa de 12 ore de la Sebring. Cursa de pe circuitul din Florida e cunoscută pentru faptul că oferă o platformă de testare în condiții dure înaintea examenului final de la Le Mans.

La Sebring 2006, Audi R10 a câștigat cursa. Apoi a venit Le Mans, câteva luni mai târziu.

Audi R10 TDI în acțiune. Foto: Audi

De la bun început, motorul diesel și-a arătat avantajele: R10 TDI era rapid și în viraje și pe secțiunile în linie dreaptă. Dar mai avea un as în mânecă: eficiența.

În condițiile în care prototipurile LMP parcurgeau la Le Mans 12 sau 13 tururi de circuit până să realimenteze, Audi R10 TDI putea rămâne pe pistă timp de 14-15 tururi, cu un rezervor plin (90 de litri). Unul din piloți, Tom Kristensen, a reușit chiar 16 tururi, în ultima parte a cursei.

Atipic pentru un automobil de competiție cu motor termic, R10 TDI mai avea un atribut: era silențios față de celelalte prototipuri. Inginerii Audi estimau că zgomotul produs de R10 nu depășește pragul de 105 decibeli, deși nu l-au măsurat niciodată, fiindcă regulamentul nu cerea asta.

Motor V12 diesel, desfăcut până la ultima piesă. Foto: Audi

O explicație pentru liniștea (a se citi cu ghilimele de rigoare) din jurul prototipului este faptul că turbinele erau extrem de eficiente și foloseau aproape la maxim energia gazelor venite din motor. Allan McNish, unul din piloții care au concurat cu R10 TDI, a recunoscut într-un interviu că de la 160 km/h în sus, sunetul aerului care trece peste casca pilotului e mai puternic decât cel produs de motor.

Afirmația lui McNish a fost completată de Tom Kristensen, care a descris experiența cu R10 TDI drept una complet nouă pentru el. Tot legat de latura sonoră a prototipului, conform pilotului danez, după 100 km/h, motorul devenea mai silențios decât transmisia, anvelopele și fluxul de aer care trece peste caroserie. Adică exact invers decât în mod normal.

Fundal: Audi R10 #8, prim plan: Audi R10 #7. Foto: Audi

Mașina câștigătoare, cea cu numărul 8 de concurs, a fost pilotată de Marco Werner, Frank Biela și Emanuele Pirro. Era pentru prima dată când un diesel termina victorios cursa de la Le Mans.

În celălalt R10, cu numărul 7 de concurs, s-au aflat, pe rând, Tom Kristensen, Rinaldo Capello și Allan McNish. R10 #7 avea să termine cursa pe locul al treilea, după un Pescarolo Courage C60 Hybrid condus, printre alții, de Sébastien Loeb.

Audi R10 TDI #8, prototip condus de Frank Biela, Emanuele Pirro și Marco Werner. Foto: Audi

Câteva statistici din timpul cursei, cel puțin interesante:

  • 380 de ture a parcurs prototipul Audi R10 #8 în cele 24 de ore de cursă, echivalentul a 5187 de kilometri
  • cu tot cu sesiunile de calificări și încălzire, numărul total de ture se ridică la 469, echivalentul a 6402 kilometri
  • viteza medie a prototipului câștigător a fost de 215,409 km/h
  • consumul mediu pe toată durata cursei a fost de 41 l/100 km – prototipul a rulat cu combustibil Shell (V-Power Diesel)
  • 27 de opriri la boxe i-au fost necesare prototipului R10 cu numărul 8, dintre care două au fost neprogramate: una pentru un schimb de piese la cutia de viteze, cealaltă pentru un pneu perforat

În anul următor, Audi avea să revină la Le Mans. De data asta, cu un rival direct pe listă: Peugeot.

Inspirați de germani, francezii au dezvoltat propriul prototip diesel: 908 HDI. Doar că nu au putut împiedica ceea ce avea să devină o regulă: Audi câștiga (a doua oară) la Le Mans cu un diesel, în vreme ce una dintre mașinile francezilor termina pe locul al doilea.

Anul 2008 avea să aducă a treia victorie la rând pentru R10 TDI la Le Mans. Dar nu și ultima pentru Audi.

Legende. Foto: Audi

Pentru sezonul 2009, R10 a fost tras pe dreapta și înlocuit cu R15 TDI. Victoria din acel an le-a revenit francezilor de la Peugeot. Totuși, nemții revin în frunte în 2010 și 2011.

Audi a continuat să câștige la Le Mans (2012, 2013, 2014), însă nu cu diesel. De-a lungul anilor, regulamentele ACO au micșorat rezervoarele de combustibil permise în cazul prototipurilor diesel, ceea ce reducea avantajul eficienței.

Frank Biela, Emanuele Pirro și Marco Werner, câștigători în 2006 la Le Mans cu Audi R10 TDI. Foto: Audi

Și așa, motoarele diesel au dispărut din peisajul de la Le Mans. Nu înainte să scrie una, două, trei sau poate chiar mai multe file de istorie în motorsport.