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Audi R18 e-tron quattro 2014

Der Name bleibt unverändert, doch die Technik ist komplett neu: Mit einem von Grund auf neu entwickelten Le-Mans-Prototyp peilt Audi in der Saison 2014 den Hattrick in der FIA-Langstrecken-Weltmeisterschaft WEC und einen weiteren Erfolg bei den 24 Stunden von Le Mans an.

Der Audi R18 e-tron quattro des Modelljahres 2014 ist der komplexeste Rennwagen, den Audi je gebaut hat. Auf den ersten Blick wirkt der neue Hybrid-Sportwagen wie eine kontinuierliche Weiterentwicklung des Weltmeisterautos und Le-Mans-Siegers der vergangenen beiden Jahre. Das neue LMP1-Reglement, das 2014 in Kraft tritt, sorgte jedoch dafür, dass Audi Sport faktisch jedes Bauteil neu entwickelt hat.

Die Konfiguration des neuen Audi R18 e-tron quattro wurde in den Grundzügen bereits 2012 festgelegt und Ende des vergangenen Jahres begann die Konstruktion aller Einzelteile. Sein Roll-out absolvierte der neue LMP1-Sportwagen im Herbst 2013, seitdem wird der jüngste R18 auf der Rennstrecke erprobt.

Im neuen Technischen Reglement wurden viele prinzipielle Definitionen, die den Antrieb, die Karosseriemaße, die Sicherheit und die Aerodynamik betreffen, grundlegend neu bestimmt. Audi Sport setzt beim neuen R18 auf ein ähnliches Konzept wie bisher – allerdings mit einigen innovativen Detaillösungen und einem zusätzlichen Hybrid-System. Die wichtigsten Eckdaten:

-Antrieb der Hinterräder durch einen weiterentwickelten V6-TDI-Mittelmotor
-Hybrid-System e-tron quattro an der Vorderachse (ERS-K – Energy Recovery System Kinetic, ein System zur Speicherung kinetisch gewonnener Energie)
-Optimierter Drehmassenspeicher zur Energiebevorratung
-Hybrid-System mit E-Turbolader im Verbrennungsantrieb (ERS-H – Energy Recovery System Heat, ein System zur Speicherung von Energie, die aus Hitze umgewandelt wurde)

Neue Wege bei Antrieb und Energiemanagement

Noch nie ist ein Rennwagen so komplex angetrieben worden wie der neue LMP1-Sportwagen von Audi. Ein bewährter und wichtiger Bestandteil des Gesamtkonzepts bleibt der TDI-Motor, der in Sachen Effizienz der Maßstab ist. Das weiterentwickelte V6-TDI-Aggregat des Audi R18 e-tron quattro leistet einen entscheidenden Anteil, die strikten Energievorgaben des Reglements einzuhalten. Der neue R18 muss mit bis zu 30 Prozent weniger Kraftstoff auskommen als sein direkter Vorgänger.

Neben dem Verbrennungsmotor sind erstmals zwei Hybrid-Systeme in das Antriebskonzept integriert. Wie schon zuvor wird beim Bremsen durch eine Motor-Generator-Unit (MGU) kinetische Energie an der Vorderachse zurückgewonnen, die in einen Drehmassenspeicher fließt. Erstmals ist der Turbolader des Verbrennungsmotors an eine E-Maschine gekoppelt. Durch sie lässt sich die Hitzeenergie des Abgasstroms in elektrische Energie verwandeln – beispielsweise beim Erreichen der Ladedruckgrenze. Auch diese Energie fließt in den Drehmassenspeicher. Je nach Betriebsstrategie kann die gespeicherte Energie beim Beschleunigen wieder an die MGU an der Vorderachse zurückfließen, aber auch an den neuartigen E-Turbolader.

Die gesamte Auslegung dieser Systeme und ihre direkte Auswirkung auf die Motor- und Antriebssteuerung erfordern hochkomplexe Abstimmungsarbeiten. Audi Sport hat dies zunächst theoretisch analysiert und simuliert und die Technik anschließend auf Prüfständen und seit Oktober auch auf der Rennstrecke erprobt. Die Optionen für die Fahrer und Techniker sind dabei umfangreicher als je zuvor.

Deutlich geänderte Bedingungen für die Aerodynamiker

Neue Freiheiten, zugleich größere Einschränkungen – diese wenigen Worte fassen die neuen Rahmenbedingungen für die Aerodynamik zusammen. Einige Beispiele: Die zehn Zentimeter schmalere Karosserie der neuen LMP1-Sportwagen bedeutet, dass die Stirnfläche des R18 mathematisch kleiner wird – ein Vorteil. Die Karosserie beherbergt schmalere Räder, was wiederum den Luftwiderstand verringert. Dem stehen andere Neuerungen gegenüber, die aerodynamisch keine Pluspunkte erbringen: Der Rennwagen muss mit 1.050 Millimetern nun 20 Millimeter höher sein als zuvor, ebenso sind größere Cockpitdimensionen vorgeschrieben. Mit der geringeren Gesamtbreite des Autos wird auch der Unterboden schmaler, zudem ist er im Bereich der Ausschnitte für die Vorderräder ganz anders geformt. Dadurch wird die Fläche kleiner, die Abtrieb erzeugen kann. Bei der Gestaltung des Vorderwagens genießen die Ingenieure neue Freiheiten. Statt eines Diffusors darf erstmals ein echter vorderer Flügel mit Flap zum Einsatz kommen. Das verspricht aerodynamische Vorteile und günstigere Kosten, denn diese Karosseriepartie lässt sich künftig leichter an die verschiedenen Strecken anpassen. Bisher mussten unterschiedliche Karosseriegruppen gefertigt werden.

Eingeschränkt wiederum wurden die aerodynamischen Freiheiten an der Heckpartie: Die Nutzung des Abgases im Bereich des hinteren Diffusors wie beim Audi R18 e-tron quattro des Modelljahres 2013 ist künftig verboten.

Sicherheit weiter verbessert

Bereits bisher galten LMP1-Sportwagen mit ihrer geschlossenen Cockpitstruktur aus CFK als eine der sichersten Rennwagen-Klassen überhaupt. Zwei schwere Unfälle des R18 in Le Mans 2011 gingen für die Piloten von Audi gut aus. Doch das ist kein Grund für Stillstand. Die Reglement-Verantwortlichen verbessern die Sicherheit der jüngsten Rennwagen-Generation durch viele einzelne Maßgaben weiter.

Das Monocoque muss künftig höheren Lasten standhalten. Zugleich ist es in bestimmten Bereichen mit zusätzlichen Gewebelagen verstärkt, die nur schwer stoßweise durchdrungen werden können. Dies verringert die Gefahr, dass bei Unfällen spitze Gegenstände eindringen.

Erstmals sind Radhalteseile vorgeschrieben, welche die äußeren Baugruppen der vorderen Radaufhängungen mit dem Monocoque und die der hinteren mit der Chassisstruktur verbinden. Jedes der beiden vorgeschriebenen Seile pro Rad kann Kräfte von 90 KN aushalten – das entspricht einer Gewichtskraft von neun Tonnen. Neu ist auch eine Struktur aus CFK hinter dem Getriebe – der sogenannte „Crasher“, der bei einem Unfall Energie absorbiert.

Auch hier wird den Audi-Ingenieuren einiges abverlangt: All diese Neuerungen erhöhen das Gewicht, hinzu kommt das zweite Hybrid-System. Der bisherige Le-Mans-Prototyp von Audi wog 915 Kilogramm. Künftig aber darf das Gewicht auf 870 Kilogramm abgesenkt werden – die ultra-Leichtbau-Technologie von Audi erreicht damit eine neue Dimension.

Fahrzeugtyp
Le Mans Prototyp (LMP1)

Monocoque
Verbundfaser-Konstruktion aus Carbonfasern mit Aluminium-Wabenkern und Zylon-Seitenpanels, getestet nach den strengen FIA-Crash- und Sicherheitsstandards, Heckcrasher aus CFK

Batterie
Lithium-Ionen-Batterie

Motor
Audi TDI, V6-Motor mit Turboaufladung, 120-Grad-Zylinderwinkel, 4 Ventile pro Zylinder, 1 Garrett-VTG-Turbolader, Diesel-Direkteinspritzung TDI, Aluminium-Zylinder-Kurbelgehäuse voll tragend

Hubraum
4.000 ccm

Leistung
über 395 kW (537 PS)

Drehmoment
über 800 Nm

Hybrid-System
Speicherart
Elektrischer Schwungrad-Speicher WHP, nutzbare Speicherkapazität über 600 KJ

Motor-Generator-Einheit (MGU)
Eine MGU an der Vorderachse, wassergekühlt mit integrierter Leistungselektronik, über 170 kW

Antrieb / Kraftübertragung
Antriebsart
Heckantrieb, Traktionskontrolle (ASR), Allradantrieb e-tron quattro im Hybrid-Betrieb

Kupplung
CFK-Kupplung

Getriebe
Sequenzielles, elektrisch betätigtes 7-Gang-Renngetriebe

Differenzial
Sperrdifferenzial hinten

Getriebegehäuse
CFK mit Titan-Inserts

Fahrwerk / Lenkung / Bremse
Lenkung
Elektrounterstützte Zahnstangen-Lenkung

Fahrwerk
Vorne und hinten Einzelrad-Aufhängung an Doppel-Querlenkern, Pushrod-System an VA und Pullrod-System an HA mit einstellbaren Stoßdämpfern, zwei Rad-Halteseile pro Rad

Bremsen
Hydraulische Zweikreis-Bremsanlage, Monoblock-Leichtmetall-Bremssättel, belüftete Kohlefaser-Bremsscheiben vorne und hinten

Felgen
O.Z.-Schmiedefelgen aus Magnesium

Reifen
Michelin Radial, vorne: 31/71-18, hinten: 31/71-18

Gewichte / Abmessungen
Länge
4.650 mm

Breite
1.900 mm

Höhe
1.050 mm

Mindestgewicht
870 kg

Tankinhalt
54,3 Liter