Turbo-Vision

Teloché bij Le Mans, begin jaren 70. Hier bereidt het Porsche-team zich in een kleine garage voor op de 24-uursrace. Het is bijna donker als motoringenieur Valentin Schäffer, het toenmalige hoofd van de raceafdeling, Ferdinand Piëch, en het hoofd van de testafdeling, Helmuth Bott, ontmoet. “Ik herinner me het nog precies”, vertelt de nu 92-jarige Schäffer tijdens ons gesprek in het Porsche Museum. “Piëch vroeg me: ‘Wat vindt u van een turbo? U weet immers dat we aan de Can-Am-serie willen deelnemen.’”

In Le Mans en tijdens het wereldkampioenschap voor merken is Porsche in 1970 en 1971 zeer succesvol met de 917. Maar door het besluit van de regelgevers om alleen nog motoren met een cilinderinhoud van maximaal drie liter toe te laten, zou Porsche in het volgende seizoen niet meer met de 4,5-liter-motor van start mogen gaan. Daarom staat de overstap naar de Can-Am-serie (Canadian-American Challenge Cup) op stapel. De serie is voor de technici een luilekkerland. Daar worden hun fantasie en hun ingenieurskunsten nauwelijks een strobreed in de weg gelegd. Een deel van de coureurs rijdt er met 800 pk sterke 8-liter V8-motoren. Daarom heeft Porsche een alternatief nodig voor de beproefde 4,5-liter V12-motor van de 917. Experimenten met een veel zwaardere V16-motor lopen op niets uit, omdat de handling niet overtuigt. De oplossing zou een turbomotor kunnen zijn, maar daarmee heeft niemand bij Porsche ervaring.

Toch is de technologie niet nieuw, want het eerste octrooi stamt uit het jaar 1905. In de jaren 60 en 70 worden turboladers gebruikt bij dieselmotoren voor vrachtwagens, bij sommige personenauto’s en bij ovalracing. De techniek is nog niet geavanceerd.

Het principe van de turbolader is eenvoudig: het verbrande lucht-brandstofmengsel stroomt uit de cilinder naar het uitlaatsysteem en drijft op weg daarheen een turbine aan. Die is via een as verbonden met een compressorwiel aan de inlaatzijde. Het wiel perst verse lucht onder druk in de verbrandingskamer van de motor en maakt zo een efficiëntere verbranding mogelijk. Na de ontmoeting in Teloché vormen de verantwoordelijke motorenontwikkelaar Hans Mezger (1929–2020), Valentin Schäffer en andere ingenieurs dat wat we tegenwoordig een thinktank zouden noemen. De 4,5-liter zuigermotor van de 917 moet met twee turboladers worden uitgerust en tot wel 735 kW (1.000 pk) gaan leveren. Het team levert pionierswerk – en legt daarmee ook de basis voor de latere toepassing van de turbomotor in de serieproductie. Er geldt een strikte geheimhoudingsplicht.

De turboladers zijn afkomstig van een toeleverancier die ervaring heeft met motoren voor vrachtwagens. De eerste testen op de proefbank bij Porsche verlopen gedeeltelijk merkwaardig. Voor het meten van de laaddruk worden kwikkolommen gebruikt. “Toen we de motor voor de eerste keer startten en gas gaven, spoot alles uit de buizen en regende het boven onze hoofden”, herinnert Schäffer zich lachend. “Dat is nu niet meer voor te stellen.”

Op 30 juli 1971 rijdt fabrieksrijder Jo Siffert op de Hockenheimring de eerste kilometers in de open 917/10 met turbomotor. Een historische dag. “De testritten plaatsten ons voor nieuwe vraagstukken”, vertelt Schäffer. “De fabrieksrijders reden in de bochten rechtdoor of draaiden om hun as, omdat het vermogen tijdens het versnellen plotseling toenam.” Voor deze verrassingen zorgde het zogeheten turbogat – de kenmerkende vertraagde respons bij het gas geven. Het duurt altijd even totdat de druk aan de inlaatzijde is opgebouwd. Maar dan ontvouwt het vermogen zich met brute kracht. Op een ovaal circuit is dat geen probleem, omdat daarop bijna alleen maar op vol vermogen wordt gereden. Voor circuits met krappe bochten en veel lastwisselingen is het echter van belang om de turbo te temmen en de rijeigenschappen te verbeteren.

Met een bypassklep – ook wel wastegate genoemd – vinden de Porsche-ingenieurs een werkbare oplossing. De klep gaat open bij een hoge laaddruk en voert de uitlaatgassen langs de turbolader. Enerzijds wordt daardoor de motor gespaard, anderzijds kan het turbogat er beter mee worden gereguleerd. Daardoor kun je turboladers gebruiken die bij een laag toerental voldoende laaddruk genereren. In 1972 durft Porsche als enige producent tijdens de Can-Am-serie te experimenteren met de turbo. Coureur en ingenieur Mark Donohue speelt bij de ontwikkelingsritten een doorslaggevende rol. Bij de racepremière in de 917/10 Spyder op 11 juni in het Canadese Mosport verbetert de Amerikaan het ronderecord direct met vier seconden. In de racesport is dat een wereld van verschil.

Na 19 ronden rijdt Donohue met een defect de pit in. Schäffer onderkent meteen het probleem. “Door een dichtgeklapte trekveer was een klep blijven hangen. Ik sloeg met een hamer tegen de as, waardoor de veer weer opensprong”, aldus de voormalige Porsche-ingenieur. Donohue haalt de twee ronden achterstand weer in en wordt uiteindelijk nog tweede. Vanwege een blessure moet hij bij de volgende races verstek laten gaan. Reservecoureur George Follmer wint bij zijn debuut op de Road Atlanta. In totaal zes overwinningen en de titel in de Can-Am-serie komen in 1972 op naam van de 917/10 Spyder te staan.

Het jaar daarop schrijft de 917/30 verder aan het succesverhaal. De doorontwikkelde luchtgekoelde twaalfcilinder met 5,4 liter cilinderinhoud levert een vermogen van meer dan 800 kW (circa 1.100 pk). Via een wieltje in de cockpit kan de coureur de laaddruk van de turbo regelen. Aan de start wordt omhoog gedraaid, tijdens de race omlaag. Dat ontziet de motor en bespaart brandstof. “Het vermogen was bij de turbo nooit het probleem, wel moesten we de temperatuur van alle onderdelen in de gaten houden”, zegt Schäffer. Donohue wint in 1973 zes van de acht races van de Can-Am-serie en bemachtigt de kampioenstitel. Het jaar daarna verschijnt Porsche nog maar bij één race aan de start, want de regelgevers hebben een verbruikslimiet ingesteld. Sowieso komt er na dit seizoen een abrupt einde aan de serie. Als gevolg van de oliecrisis en een recessie in Noord-Amerika trekken de sponsors zich terug.

Vanaf 1972 verschijnen particuliere raceteams aan de start met de 917 bij de Interserie – de Europese tegenhanger van de Can-Am-serie. In 1975 start de 917 alleen nog in de Interserie. In de bloedstollende finale ligt voor de racewagen dat jaar een wereldrecord in het verschiet. Voor het eerst zijn er intercoolers gemonteerd. Ze koelen de sterk verhitte aangezogen lucht af. Door de hogere dichtheid van de koudere lucht stijgt de vullingsgraad in de cilinder, waardoor het vermogen toeneemt. Op de 4,28 kilometer lange Oval Talladega Superspeedway in de Amerikaanse staat Alabama haalt Donohue een gemiddelde snelheid van 355,84 km/h, de topsnelheid ligt op 382 km/h. Het record blijft tien jaar lang onaangetast.

Porsche concentreert zich ondertussen weer op de 911. De turbolader doet nu ook zijn intrede in de 911 Carrera RSR Turbo 2.1. “We konden de kennis van de 917 verder gaan toepassen”, aldus Schäffer. De eerste testritten met de circa 368 kW (500 pk) krachtige ‘Elfer’ vinden in november 1973 plaats op het Zuid-Franse circuit Paul Ricard. Bij de 24 uur van Le Mans in 1974 zorgt de Carrera RSR als eerste model met turbomotor in het merken-WK voor een sensatie: in de sportwagenklasse weten Gijs van Lennep en Herbert Müller zich staande te houden tegenover de favoriete, aanmerkelijk krachtigere prototypen en worden ze tweede in het algemeen klassement. “Dat was ongelofelijk. Dat was nog nooit gebeurd”, vertelt Schäffer enthousiast.

De revolutionaire turbotechnologie die Mezger en Schäffer in de racesport ontwikkelen, vormt vervolgens ook de basis voor de Porsche 911 Turbo die in 1974 in Parijs wordt gepresenteerd. Hans Mezger vat de fascinatie van de in die tijd krachtigste seriesportwagen van het merk samen: “Waar andere motoren ophouden, begint de turbo pas.”