Toyota TS030 Hybrid (2012) [aktualizacja]

Wczoraj odbyła się oficjalna prezentacja nowego prototypu Toyoty, który wystartuje w 24 Heures du Mans. Bolid otrzymał już oficjalną nazwę. Oto szczegóły.

Olgierd Lachowski

12 kwietnia 2012, 12:00

Wczoraj odbyła się oficjalna prezentacja nowego prototypu Toyoty, który wystartuje w 24 Heures du Mans. Bolid otrzymał już oficjalną nazwę. Oto szczegóły.

Trzy dni temu pisałem co nieco o rozwiązaniach technicznych i różnego rodzaju domysłach dotyczących Toyoty zwanej jeszcze wtedy LMP1. Dziś więcej informacji o tym wozie – większość z nich oficjalnych. No i wreszcie porządne zdjęcia.

Toyota nadała już nazwę swojemu nowemu autu. Japoński producent postanowił kontynuować nazewnictwo z poprzednich modeli startujących w Le Mans. Zatem po TS010 z początku lat 90. należącej do Grupy C oraz TS020 – zwanej popularnie GT-One – która zaliczana była to klasy GTP, jest teraz model TS030 Hybrid.

Oczywiście dopisku „Hybrid” nie dodano bez przyczyny – auto ma napęd złożony z silnika cieplnego i silników elektrycznych. Jak pisałem poprzednio, na razie bolid jest wyposażony w podwójny napęd elektryczny (THS-R – Toyota Hybrid System – Racing). Przednie koła są napędzane przez silnik Aisin AW (firma znana też z budowy skrzyń biegów), a z tyłu znajduje się silnik DENSO. Energia jest magazynowana w kondensatorze (a nie bateriach) Nisshinbo, który znajduje się w kabinie pasażerskiej.

Alex Wurz, który testował wcześniej Peugeota 908 HYbrid, ubolewał, że podczas hamowania można odzyskiwać tylko 0,5 MJ, ponieważ system Toyoty jest w stanie wyssać dwa razy więcej energii. Kierowca podkreślał, że całość jest wydajniejsza niż w Peugeocie (rzecz w tym, że Peugeota testował już jakiś czas temu i nie wie, jaki jest, a raczej był postęp francuskiej drużyny).

Oczywiście Toyota przed pierwszymi zawodami będzie musiała rozłączyć jeden z napędów elektrycznych. Jeśli jednak wierzyć informacjom producenta, że wóz waży teraz 900 kg, to po wyjęciu któregoś z elektrycznych napędów masa TS030 będzie mniejsza. To pozwoli z kolei na włożenie zamiast silnika elektrycznego ciężarków (zapewne wolframowych) w takich miejscach, które pozwolą na dogodne rozłożenie masy wozu.

Poza napędem elektrycznym Toyota ma całkiem konwencjonalny silnik spalinowy. Jest to benzynowa wolnossąca jednostka napędowa V8 o kącie rozwarcia rzędów cylindrów wynoszącym 90[sup]o[/sup]. To podobno zupełnie nowy silnik, a nie - jak przypuszczano wcześniej - konstrukcja o nazwie RV8K. Nowy agregat charakteryzuje się niższym położeniem wału korbowego w stosunku do RV8K. W układzie dolotowym znajduje się jedna zwężka o średnicy 43,3 mm. Maksymalna moc silnika nie jest znana i przynajmniej na początku będzie się spekulować na jej temat na podstawie czasów okrążeń.

Silnik pobiera benzynę z 73-litrowego zbiornika paliwa umieszczonego gdzieś za plecami kierowcy (dla porównania Audi R18H ma zbiornik 58-litrowy). Układ wydechowy do złudzenia przypomina ten zastosowany w Toyocie TF109 (Formuła 1). Przynajmniej na razie Toyota nie zdecydowała się dmuchać na dyfuzor (jak jest w Audi), ale być może korzyści z nisko położonej pokrywy silnika są nieco inne.

Potwierdziło się, że TS030 ma aluminiową obudowę skrzyni biegów i aluminiową ramę pomocniczą. Okazuje się, że silnik Toyoty jest na tyle lekki, że pozwala jeszcze na dość swobodne ustawienie balansu pojazdu. Dieslowskie jednostki Audi i Peugeota są znacznie cięższe, przez co żeby mieć możliwość zoptymalizowania rozkładu masy, obie firmy zmuszone były do zbudowania kompozytowych ram pomocniczych. Audi poszło jeszcze dalej i zbudowało również z kompozytów obudowę skrzyni biegów.

Co ciekawe, żeby skrócić cały zespół napędowy, skrzynię biegów ustawiono w poprzek. Jest to 6-biegowe, sekwencyjne urządzenie, prawdopodobnie z napędem pneumatycznym. Między silnikiem a skrzynką znajduje się wielopłytkowe węglowe sprzęgło. Napęd z konwencjonalnego silnika jest realizowany przez tylne koła, a mechanizm różnicowy ma wiskotyczną blokadę.

Jeśli wziąć pod uwagę tylko rozkład ciężarów w Audi, Peugeocie i Toyocie, można powiedzieć, że Toyota prowadziłaby się najbardziej przewidywalnie z całej trójki. Prawdopodobnie byłaby najbardziej podsterowna, ale najmniej nerwowo reagowała na ruchy kierownicą. Dlaczego? Bo dzięki bardziej równomiernemu rozkładowi masy wzdłuż podłużnej osi pojazdu moment bezwładności względem osi pionowej byłby większy niż w niemcu i francuzie.

Trzeba jednak pamiętać o tym, że te bolidy mają opony o zupełnie innej przyczepności niż zwykłe gumy, a główny wpływ na prowadzenie tych samochodów ma balans aerodynamiczny (przynajmniej przy większych prędkościach).

Hamowanie w TS030 gwarantują węglowe tarcze hamulcowe z aluminiowymi, jednoczęściowymi zaciskami. Zestaw dostarczyło włoskie Brembo. Hamulce ukryte są za magnezowymi felgami OZ o średnicy 18” (maksymalna dopuszczalna) i szerokości 14,5”. Przednie opony są o 1 cm węższe niż tylne i mają rozmiar 36/70-18 (tylne – 37/70-18).

Zawieszenie na pewno składa się z podwójnych wahaczy poprzecznych i… dalej nie wiadomo, co dokładnie kryje się pod poszyciem Toyoty. Można przypuszczać, że z przodu znajduje się układ push-rod ze względu na zastosowanie przedniego dyfuzora, a z tyłu możliwe jest zastosowanie zarówno tego pierwszego, jak i pull-rod.

Aha, jest też prawdopodobnie urządzenie, które ostatnio wzbudzało sporo kontrowersji w Formule 1. Chodzi o inerter (J-Damper), który po polsku chyba najlepiej nazwać bezwładnikiem[sup]1)[/sup]. Jest to rodzaj amortyzatora zapobiegającego nurkowaniu przodu przy hamowaniu pojazdu. Nikt poza konstruktorami Toyoty nie ma pojęcia, czy jest to urządzenie mechaniczne (patentu Penske na przykład), czy może opierające się na hydraulice (takie jak w Mercedesie lub Renault, och, pardon – Lotusie).

Płytę podłogową oraz nadwozie zaprojektowała TMG (Toyota Motorsport GmbH), która odpowiada za 85% kompozytowych części zastosowanych w tym bolidzie. Auto ma dokładnie takie same rozmiary zewnętrzne jak Audi R18 z 2011 roku.

Aerodynamika nadwozia została opracowana w tunelu aerodynamicznym Toyoty w Kolonii. Według Alexa Wurza wóz ma większy docisk niż Peugeot 908. To jeszcze mówi niewiele, bo po pierwsze nie wiadomo, jakie Toyota stawia opory, po drugie - Peugeot raczej nie brylował w zakresie aerodynamiki. To była jednak domena Audi.

Japoński producent stosował zaawansowane techniki badawcze aerodynamiki na torze, używając, podobnie jak to robią zespoły F1, specjalnego żelu fluorescencyjnego na badanych elementach.

W poprzednim wpisie na temat tego wozu wskazywałem jeden z elementów (tam oznaczony na rysunku numerem 3) jako część, która może zwiększać wydajność przedniego dyfuzora. Jednak Toyota ma (tradycyjną) malutką listewkę w bocznej sekcji pojazdu, zaburzającą strugę powietrza wydostającego się z przedniego dyfuzora. Zatem większy element znajdujący się za tą listewką musi pełnić inną funkcję.

Tył samochodu wygląda na razie dość prosto, ale do pierwszych wyścigów jeszcze daleko i z pewnością sporo się zmieni.

Do środka wchodzi się regulaminowo, czyli przez drzwi, a raczej przez okno z… lewej strony. To ciekawe. Większość bolidów LMP1 ma siedzenie kierowcy po prawej stronie, co daje lepszy rozkład sił na łukach większości torów. Dlaczego w Toyocie jest odwrotnie?

Nad deską rozdzielczą widać przewody nadmuchujące powietrze na kierowcę. Wylot gorącego powietrza z kabiny kierowcy znajduje się tuż za drzwiami.

A na koniec próbka dźwięku pod TYM linkiem.

[sup]1) [/sup]Jeśli ktoś zna lepszą nazwę albo może taką, której powinno się używać, to chętnie się dowiem :)

[aktualizacja 12 kwietnia 2012]

Podczas intensywnych testów we Francji jeden z kierowców rozbił Toyotę TS030 Hybrid. Zawodnikowi nic się nie stało, ale wóz nie nadaje się do naprawy (poważnie uszkodzono monocoque bolidu). Dlaczego o tym piszę? Bo jest, a właściwie był to jedyny wóz Toyoty. Oznacza to, że debiut TS030 nastąpi najwcześniej podczas 24 Heures du Mans - Toyota opuści drugą eliminację WEC na początku maja.

Co ciekawe, Japończycy uzasadniają wycofanie się z wyścigu w Spa niemożnością przygotowania drugiego wozu. To bardzo dziwne, że tak wielka firma nie daje sobie rady ze zbudowaniem auta zapasowego, stawiając cały program testów pod znakiem zapytania. No, chyba że chodzi o przepływ decyzji między zarządem firmy a zespołem konstruktorskim w Niemczech.

Nie jest bowiem tajemnicą, że bolidy F1, mimo ogromnego budżetu, jakim dysponowała Toyota, były ciągle zacofane w stosunku do czołówki ze względu na opóźnione decyzje. Toyota przyjęła taką zasadę, że zbudowanie choćby jednego nowego spojlera musi być poparte zgodą centrali w Japonii, co oczywiście trwało, i gdy bolid dostawał wreszcie nowe skrzydło, rywale byli już o krok dalej.

Może to też chęć oszczędzenia pieniędzy, ale w ten sposób producent strzela sobie w stopę. Owszem, przygotowanie nowej struktury bezpieczeństwa jest dość drogie, ale to niewielki tylko procent w stosunku do ceny form, materiałów i różnych maszyn, które Toyota już ma, bo zbudowała przecież pierwszy egzemplarz.

Pojawiły się też spekulacje, że Japończycy odkryli poważne niedociągnięcia przy okazji testów i wypadku i chcą to wszystko poprawić na Le Mans. Pytanie tylko, czy brak czasu na testy nie przeszkodzi w rozwoju konstrukcji. Przecież jazda po torze daje dużo więcej informacji niż najlepsze symulacje komputerowe.

Z samych informacji dotyczących konstrukcji auta warto wspomnieć zmianę świateł ze starych żarówek na zespół lamp wyładowczych wspomaganych kilkoma diodami LED. Toyota najprawdopodobniej postawi też na napęd hybrydowy, w którym silnik elektryczny napędza tylną oś. Właśnie w takiej konfiguracji auto jeździło na Le Castellet. To rozwiązanie też zmniejsza ryzyko uszkodzenia napędu elektrycznego przy kolizji.