Nuova Audi R18 e-tron quattro: Tutti i Suoi Segreti

La Audi R18 e-tron quattro 2014 è la vettura da competizione più complessa mai prodotta da Audi. Fin dal primo sguardo, appare evidente che la nuova sportiva ibrida è frutto dell’evoluzione continua della vettura che negli ultimi due anni ha trionfato nel Campionato Mondiale e a Le Mans. Tuttavia, in considerazione del nuovo regolamento LMP1 che entrerà in vigore nel 2014, Audi Sport ha di fatto riprogettato ogni singolo componente.

Gli elementi fondamentali della nuova configurazione della Audi R18 e-tron quattro sono stati definiti nel 2012 e la progettazione di tutti i componenti è stata avviata alla fine dello stesso anno. La nuova sportiva LMP1 è stata ultimata nell’autunno 2013 e ha iniziato i test in circuito.

Il nuovo regolamento tecnico fornisce nuove definizioni di trasmissione, dimensioni della carrozzeria, sicurezza e aerodinamica. Con la nuova R18, Audi Sport ha adottato una filosofia simile al passato, seppure con soluzioni innovative e un sistema ibrido supplementare. I dettagli chiave:

• Motore centrale V6 TDI riprogettato che trasmette la potenza alle ruote posteriori
• Il sistema ibrido e-tron quattro sull’asse anteriore (ERS-K – Energy Recovery System
• Kinetic, sistema di recupero dell’energia cinetica)
• Sistema ottimizzato di recupero dell’energia a volano
• Sistema ibrido dotato di turbocompressore elettrico nel motore a combustione interna (ERS-H – Energy Recovery System Heat, sistema di recupero dell’energia termica)

Chris Reinke, Responsabile progetto LMP in Audi Sport, parla di una “rivoluzione del pensiero”. “L’approccio alle gare sarà del tutto nuovo. Anziché la potenza, saranno i consumi a essere limitati, in linea con lo spirito dei nostri tempi, lasciando notevole libertà di progettazione agli ingegneri. A Le Mans nel 2014 vedremo vetture molto diverse in griglia di partenza”.

“La prossima Audi R18 e-tron quattro appartiene a una generazione del tutto nuova di prototipi Le Mans” spiega Wolfgang Ullrich, Responsabile Audi Motorsport. “I principi del regolamento LMP1 sono stati radicalmente modificati. L’obiettivo è quello di ottenere gli stessi tempi sul giro usando molta meno energia. Ottenere di più con meno: un approccio orientato al futuro”.

Approccio innovativo alla tecnologia di propulsione e alla gestione dell’energia: Mai prima d’ora una vettura da competizione ha sfoggiato una tecnologia tanto raffinata quanto la nuova sportiva LMP1 Audi. Il motore TDI, un punto di riferimento in termini di efficienza, si conferma un fondamentale e collaudato elemento del progetto globale. Il rinnovato propulsore TDI V6 della Audi R18 e-tron quattro contribuisce in maniera fondamentale al rispetto del regolamento in tema di prestazioni energetiche. La nuova R18 consuma fino al 30% di carburante in meno rispetto al modello precedente.

Oltre al motore a combustione interna, il propulsore prevede per la prima volta l’integrazione di due sistemi ibridi. Come nel passato, un’unità motore-generatore (MGU) recupera l’energia cinetica in fase di frenata sull’asse anteriore, trasmettendola al sistema di accumulo dell’energia a volano. Per la prima volta, il turbocompressore del motore a combustione interna è collegato a un dispositivo elettrico che permette di convertire l’energia termica dei gas di scarico in energia elettrica, per esempio quando il limite di pressione viene raggiunto. L’energia passa anche al sistema di accumulo dell’energia a volano. In fase di accelerazione, l’energia accumulata può ritornare alla MGU sull’asse anteriore o all’innovativo turbocompressore elettrico, a seconda della strategia adottata.

La struttura generale dei due sistemi e il loro impatto sulla gestione del motore e della trasmissione richiede una coordinazione molto complessa e una taratura precisa. Audi Sport ha dapprima eseguito analisi teoriche e simulazioni, seguite dai test sui banchi di prova e, da ottobre, dai test su circuito. Le opzioni offerte dalla nuova tecnologia disponibili per piloti e ingegneri sono più ampie che mai.

Condizioni completamente nuove per gli esperti di aerodinamica: Nuovi spazi di libertà ma anche limiti maggiori, ecco in sintesi le nuove condizioni relative all’aerodinamica. Alcuni esempi: la carrozzeria più stretta di 10 centimetri della nuova sportiva LMP1 permette all’anteriore della R18 di avere dimensioni inferiori, con vantaggi evidenti. Anche le ruote sono più sottili, riducendo la resistenza aerodinamica. Tale effetto è compensato da altre innovazioni che non forniscono alcun vantaggio in termini di aerodinamica.

La sportiva è stata elevata di 20 mm, raggiungendo i 1.050 mm, e anche l’abitacolo è stato ampliato secondo quanto prescritto dal regolamento, a discapito delle qualità aerodinamiche. La riduzione della larghezza totale della vettura comporta un pianale più sottile, che presenta inoltre una forma completamente diversa in corrispondenza delle aperture per le ruote anteriori. Di conseguenza, l’area che incide sulla portanza è inferiore. Per la progettazione del frontale, gli ingegneri possono godere di nuove possibilità. Al posto di un diffusore, per la prima volta è stato possibile optare per un alettone anteriore con flap, che permette di migliorare le qualità aerodinamiche e ridurre i costi poiché questa parte della carrozzeria sarà facilmente modificabile in base alle caratteristiche dei diversi percorsi di gara. Nel passato era invece necessario produrre diverse strutture della carrozzeria.

Dall’altra parte, sono stati imposti limiti rigorosi alla libertà di progettazione aerodinamica del posteriore. L’impiego del gas di scarico nell’area del diffusore posteriore, come nel caso della generazione 2013 di Audi R18 e-tron quattro, è ora proibito.

Sicurezza ancora maggiore: Da sempre le sportive LMP1 con la monoscocca a struttura chiusa rinforzata con fibra di carbonio sono considerate tra le categorie più sicure. Due gravi incidenti a Le Mans nel 2011 che hanno coinvolto la R18 non hanno avuto conseguenze sui piloti. Ma ciò non ha fermato la ricerca. I regolamenti richiedono una sicurezza sempre maggiore per le vetture da gara di ultima generazione e sono stati introdotti requisiti ancora più rigorosi.

La nuova monoscocca deve resistere a carichi più elevati. Al contempo, la struttura è stata rinforzata con degli strati di tessuto aggiuntivi, praticamente impenetrabili in caso di forte impatto. Ciò riduce il rischio che oggetti appuntiti possano entrare nella vettura. Per la prima volta viene introdotto l’obbligo di cavi di ritenzione delle ruote che collegano la struttura esterna delle sospensioni anteriori con la monoscocca e quella delle sospensioni posteriori con la struttura del telaio. Ciascuno dei due cavi necessari per ogni ruota può resistere a una forza di 90 KN, pari a un peso di nove tonnellate. Un’altra nuova dotazione è la struttura rinforzata con fibra di carbonio dietro alla trasmissione, il cosiddetto “crasher”, in grado di assorbire l’energia in caso di collisione.

Si è trattato di una nuova sfida per gli ingegneri Audi perché tutte queste innovazioni, oltre che il sistema ibrido secondario, aumentano il peso della vettura. Il precedente prototipo Le Mans Audi pesava 915 kg. Ma nel futuro il peso della vettura potrebbe essere ridotto a 870 kg, portando la tecnologia di progettazione ultra-leggera Audi in una dimensione completamente nuova.

Numerose altre innovazioni, che riguardano ad esempio la visuale e l’ergonomia degli interni, caratterizzano la nuova Audi R18 e-tron quattro che debutterà in pista alla 6 ore di Silverstone (Gran Bretagna) il 20 aprile 2014. L’evento principale del campionato mondiale endurance FIA (WEC) sarà la 24 Ore di Le Mans del 14/15 giugno 2014. L’obiettivo è chiaro: Audi vuole mantenere la propria leadership nelle competizioni sportive conquistata nel 2000 e continuare a dimostrare di essere “All’avanguardia della tecnica” a Le Mans.

Partner internazionali a bordo: La nuova Audi R18 e-tron quattro scenderà in pista insieme a partner straordinari nella stagione 2014. Per la prima volta saranno presenti l’azienda brasiliana Aethra Sistemas Automotivos e la svizzera Oris per aiutare la difesa del titolo. I due nuovi partner completano il ventaglio internazionale di Audi Sport nel programma sportivo, che comprende Akrapovič, Alpinestars, Bosch, Castrol, ITK Engineering, Mahle, Michelin e OZ.