Le Mans 2013: Audi R18 e-tron quattro vs Toyota TS030 Hybrid

Le Mans - È tutto pronto per dare inizio alla tanto attesa 24 Ore di Le Mans, tappa più celebre del Mondiale Endurance (WEC – World Endurance Championship), che quest’anno andrà in scena il 22 e 23 giugno. Anche quest’anno gli occhi sono puntati sulle vetture della categoria regina della celebre gara francese, ovvero la LMP1, dove si sfidano prototipi a ruote coperte che rappresentano dei veri e propri concentrati di tecnologia lanciati a 300 km/h sulle curve del Circuit de la Sarthe.

Nella classe LMP1 è la Casa dei Quattro Anelli a farla da padrona da diversi anni, prima con le vetture alimentate a gasolio e ora con le avanzatissime Audi R18 e-tron quattro, vetture ibride che combinano un motore termico turbo diesel a un motore elettrico collegato all’asse anteriore. Da quando Peugeot, che partecipava alla 24 Ore di Le Mans con la vittoriosa 908, ha abbandonato definitivamente il mondiale endurance l’unico costruttore che è rimasto a tener testa alla Casa di Ingolstadt è senza dubbio quello con base a Nagoya, che scende in pista con le Toyota TS030 Hybrid. Anche in questo caso si tratta di prototipi ibridi, con la differenza che il motore termico però viene alimentato a benzina.

Quest’anno si ripropone quindi la sfida Audi-Toyota, ma in che cosa si differenziano veramente le auto che propongono i due costruttori? Cerchiamo di capirlo analizzando la scheda tecnica delle rispettive vetture.

Audi R18 e-tron quattro

Nel 2012 l'Audi R18 e-tron quattro è stata la prima ibrida a ottenere il successo a Le Mans. Il principio alla base dell'Audi R18 e-tron quattro è senza eguali nella propria categoria e il suo impiego è una novità assoluta. Nella prima fase di sviluppo gli ingegneri di Audi Sport e i loro partner hanno vagliato le soluzioni più diverse. Tra queste anche un ibrido parallelo in cui i due motori sono collegati al retrotreno. Cercando di far quadrare trazione, dinamicità, compattezza ed equilibrio dei pesi hanno infine deciso di separare i motori per asse: il motore a combustione, un 3.7 litri V6 TDI, aziona in modo permanente le ruote posteriori, il motore elettrico aziona temporaneamente le ruote anteriori.

Seguendo i nuovi regolamenti, Audi ha dovuto modificare il motore a combustione, rispetto all’anno scorso. L’air restrictor, con diametro obbligatorio di 45,1 millimetri (0,7 millimetri in meno rispetto alla scorsa stagione) limita la potenza a circa 490 CV (360 kW), mentre è stato possibile mantenere la coppia massima a circa 850 Nm.

Dal 2006 a oggi, il diametro della flangia all’aspirazione è stato ridotto del 34%, la pressione di sovralimentazione del 4,7% e la cilindrata del 33%. La potenza è così scesa da 650 CV a circa 490 CV (-24%). Ciò nonostante, a testimonianza dei progressi nel campo dell’efficienza complessiva, la potenza per litro è passata da 118 CV a 146 CV, con un incremento di circa il 24% e allo stesso tempo il consumo si è ridotto del 20% circa.

Nel nuovo 3,7 TDI, una configurazione speciale permette di avere percorsi di uscita dei gas di scarico brevi: il lato di scarico si trova nella V tra le bancate, che con il suo angolo di 120 gradi assicura un baricentro basso. Il grande turbocompressore, che ha una pressione di alimentazione limitata a 2,8 bar, coadiuva lo sviluppo spontaneo della coppia con la sua geometria variabile. La capacità del serbatoio rimande di 58 litri, come nel modello dell’anno precedente.

Un cambio sequenziale a sei marce, dalla struttura autoportante come il motore, invia la coppia alle ruote posteriori attraverso un differenziale autobloccante. La scatola è in materiale plastico ultraleggero rinforzato con fibre di carbonio (CFRP) con inserti in titanio. Come la monoscocca, realizzata in un unico pezzo da una matrice in CFRP con struttura a nido d’ape in alluminio, contribuisce a mantenere basso il peso dell’auto.

Nella R18 e-tron quattro una parte dell’energia di frenata va al gruppo motore- generatore (Motor Generator Unit, MGU), posizionato sull’avantreno. Mediante un sistema elettronico di potenza, i suoi due motori elettrici sincroni a eccitazione permanente trasformano l’energia recuperata in corrente continua. Questa aziona una batteria a volano posizionata nella parte sinistra del cockpit, anch’essa in una posizione molto vantaggiosa per il baricentro.

La corrente pone in rapida rotazione un volano in CFRP che può girare fino a quasi 45.000 giri al minuto. La rotazione avviene con un attrito estremamente basso all’interno di una camera ad alto vuoto, creato da due pompe. Il volano, che ha alloggiamento in alluminio, coniuga un’elevata densità energetica con una grande potenza di carica.

Quando la velocità supera i 120 km/h viene richiamata energia dall’accumulatore. Una volta trasformata in corrente continua da un sistema elettronico di potenza, l’energia arriva ai due motori elettrici dalla potenza complessiva di oltre 160 kW che insieme azionano le ruote anteriori mediante riduttori epicicloidali monostadio; la centralina generale gestisce il numero di giri e la coppia in modo che si adattino alle condizioni delle ruote posteriori. In questo modo, temporaneamente, l’auto da corsa viaggia a quattro ruote motrici.

Il pilota della R18 e-tron quattro può regolare con un interruttore il recupero e il boost in più livelli che riguardano sia l’intensità, sia la reattività di freno e acceleratore. Sono diversi i fattori da considerare, tra cui la tattica e la strategia di gara, le condizioni dei freni e degli pneumatici e il grip dell’asfalto.

Toyota TS030 Hybrid

Le modifiche apportate al motopropulsore e all’aerodinamica, oltre alle 7 sessioni di test, inclusa quella ufficiale svoltasi a Le Mans lo scorso weekend, hanno dimostrato secondo il costruttore giapponese che la nuova Toyota TS030 Hybrid è decisamente più affidabile e veloce rispetto a quella del 2012.

La nuova TS030 Hybrid presenta diverse modifiche al telaio e alla trasmissione, realizzate per garantire migliori prestazioni, maggiore affidabilità e funzionalità. Il nuovo pacchetto aerodinamico, monoscocca compresa, è stato studiato per garantire performance ulteriormente migliorate riducendo al tempo stesso l’impatto derivante dall’aumento di 15 kg del peso minimo delle macchine LMP1, così come previsto dal nuovo regolamento 2013.

Il sistema Toyota Hybrid System Racing utilizzerà l’esclusivo super-accumulatore studiato per offrire una spinta aggiuntiva di 300 CV ai 530 già erogati dal motore 3.4 litri V8 benzina, che vengono scaricati sulle ruote posteriori. In vista dei cambiamenti radicali previsti per il 2014 dal nuovo regolamento, la Motor Sport Division Toyota di Higashifuji ha lavorato per migliorare e perfezionare la trasmissione esistente in maniera tale da garantire alle componenti maggiori prestazioni, efficienza e affidabilità. Grazie all’introduzione dei nuovi regolamenti, la TS030 Hybrid quest’anno potrà contare su un serbatoio di benzina più capiente, capace di contenere 76 litri di benzina.

Le differenze decisive per la gara

Ci sono differenze che rendono la vettura Audi completamente diversa a quella della Toyota da un punto di vista squisitamente tecnico. La prima, evidente, è che mentre la R18 e-tron quattro può disporre, almeno temporaneamente della trazione integrale, grazie al motore elettrico alimentato dal volano collegato all’asse anteriore, la TS030 scarica la potenza al suolo esclusivamente attraverso le ruote posteriori, con il sistema ibrido che genera si potenza aggiuntiva, ma che viene comunque inviate al retrotreno.

Questa caratteristica già di per sé rende le due vetture profondamente diverse nel comportamento in pista. La R18 infatti si dimostra senza dubbio più agile e veloce in entrata e uscita di curva, dove può sfruttare tutti i vantaggi di una trazione integrale. La Toyota però risponde con un serbatoio di benzina molto più capiente (76 litri contro i 58 dell’Audi). Questo si traduce in un enorme vantaggio in gara in termini di autonomia, che si traduce in un minor numero di soste ai box.

Come ha dichiarato Wolfgang Ullrich infatti, grande capo delle attività sportive Audi, «Con 3 litri supplementari di carburante le Toyota possono essere in grado di fare un giro in più, equivalente a tre fermate di meno in una corsa di 24 ore. Questo ci impone di alzare il passo di mezzo secondo rispetto alla situazione precedente.»

Come dire insomma che la 24 Ore di Le Mans 2013 sarà amministrazione di chi saprà meglio gestire la gara, nei consumi in particolare. Quest’anno, grazie alle modifiche del regolamento in materia di capacità dei serbatoi quindi, i giochi per l’Audi potrebbero essere più difficili del previsto e l’esito della gara potrebbe risultare tutt’altro che scontato.