Wizja turbo

Teloché niedaleko Le Mans, początek lat siedemdziesiątych ubiegłego wieku. Zespół Porsche przygotowuje się tu w małym warsztacie do 24-godzinnego wyścigu. Jest już prawie ciemno, gdy inżynier ds. silników Valentin Schäffer spotyka się z ówczesnym szefem działu wyścigowego, Ferdinandem Piëchem, i szefem działu badań, Helmuthem Bottem. „Doskonale to pamiętam”, opowiada dziś 92-letni Schäffer podczas naszego spotkania w muzeum Porsche. „Piech zapytał mnie: »Co sądzi Pan o turbosprężarce? Wie Pan przecież, że chcemy wziąć udział w serii Can-Am«”.

Wyścig Le Mans i Mistrzostwa Świata Samochodów Sportowych w 1970 i 1971 r. są dla Porsche 917 niezwykle udane. Jednak decyzja sędziów, by do zawodów dopuszczać tylko silniki o maksymalnej pojemności 3 litrów, uniemożliwia firmie wykorzystanie 4,5-litrowego silnika w kolejnym sezonie. To właśnie jest powodem przejścia na serię Can-Am (Canadian-American Challenge Cup). Daje ona technikom ogromne pole do popisu. Wyobraźnia i sztuka inżynierska nie mają tu niemal żadnych granic. Ponieważ część konkurentów korzysta z 8-litrowych silników V8 o mocy 800 KM, Porsche potrzebuje alternatywy dla sprawdzonego 4,5-litrowego silnika wolnossącego V12 z modelu 917. Eksperymenty ze znacznie cięższą jednostką V16 kończą się fiaskiem, gdyż prowadzenie samochodu jest niezadowalające. Rozwiązaniem mógłby być silnik turbo, ale nikt w Porsche nie ma z nim praktycznego doświadczenia.

Technologia nie jest nowa, pierwszy patent pochodzi z 1905 r. W latach sześćdziesiątych i siedemdziesiątych ubiegłego wieku turbosprężarki stosuje się w silnikach wysokoprężnych w ciężarówkach, a czasem w samochodach osobowych i w wyścigach na torze owalnym. Nie jest to jednak zaawansowana technologia.

Zasada działania turbosprężarki jest prosta: spalona mieszanka paliwowo-powietrzna płynie z cylindra do układu wydechowego, napędzając po drodze turbinę. Ta z kolei jest połączona za pomocą wału z wirnikiem sprężarki po stronie wlotowej. Wirnik wtłacza świeże powietrze pod ciśnieniem do komory spalania silnika, poprawiając wydajność spalania. Po spotkaniu w Teloché konstruktor silników Hans Mezger (1929–2020), Valentin Schäffer i inni inżynierowie tworzą zespół, który dzisiaj określilibyśmy jako think tank. 4,5-litrowy silnik wolnossący Porsche 917 ma posiadać dwie turbosprężarki spalinowe i osiągać moc do 735 kW (1000 KM). Zespół wykonuje pionierską pracę, tworząc podstawy do późniejszego stosowania silnika turbo w modelach seryjnych. Najwyższym priorytetem jest zachowanie wszystkiego w tajemnicy.

Turbosprężarki pochodzą od dostawcy, który ma doświadczenie z silnikami do samochodów ciężarowych. Pierwsze próby na stanowisku testowym w Porsche przebiegają częściowo kuriozalnie. Do pomiaru ciśnienia doładowania służą słupki rtęci. „Gdy po raz pierwszy uruchomiliśmy silnik i dodaliśmy gazu, wszystko wytrysnęło z rur i spadło nam na głowy”, przypomina sobie ze śmiechem Schäffer. „Dzisiaj trudno to sobie już wyobrazić”.

30 lipca 1971 r. kierowca fabryczny Jo Siffert przejeżdża pierwsze kilometry otwartym 917/10 z silnikiem turbo na torze Hockenheimring. To historyczny dzień. „Jazdy testowe postawiły przed nami nowe zadania”, wyjaśnia Schäffer. „Na zakrętach niektórzy kierowcy jechali prosto lub obracali się, ponieważ podczas przyspieszania nieoczekiwanie zwiększała się moc”. Za takie niespodzianki odpowiedzialna jest tak zwana turbodziura – charakterystyczna opóźniona reakcja podczas dodawania gazu. Wytworzenie ciśnienia po stronie wlotowej zawsze chwilę trwa. Ale potem następuje gwałtowne zwiększenie mocy. Na torze owalnym nie stanowi to problemu, ponieważ tam prawie cały czas jedzie się z pełną mocą. Jednak w przypadku pokonywania węższych zakrętów i częstych zmian mocy należy okiełznać silnik turbo, aby poprawić właściwości jezdne.

Inżynierowie Porsche znajdują praktyczne rozwiązanie: zawór obejściowy, zwany też wastegate. Gdy ciśnienie doładowania jest zbyt wysokie, zawór otwiera się i spaliny omijają turbosprężarkę. Pomaga to z jednej strony chronić silnik, a z drugiej lepiej regulować turbodziurę. Można więc stosować turbosprężarki, które w niskim zakresie obrotów wytwarzają wystarczające ciśnienie. W 1972 r. Porsche jako jedyny producent odważa się wykorzystać eksperyment z turbo w serii Can-Am. Znaczący udział w pracach rozwojowych ma kierowca wyścigowy i inżynier Mark Donohue. 11 czerwca w premierowym wyścigu za kierownicą 917/10 Spyder na kanadyjskim torze Mosport Amerykanin od razu bije rekord okrążenia o cztery sekundy. W świecie wyścigów to ogromna różnica.

Po przejechaniu 19 okrążeń Donohue z usterką kieruje się do boksu. Schäffer szybko identyfikuje problem. „Z powodu zablokowanej sprężyny naciągowej zahaczyła się klapa. Gdy uderzyłem młotkiem w oś, sprężyna ponownie odskoczyła”, opowiada były inżynier Porsche. Donohue nadrabia dwa okrążenia i ostatecznie zajmuje drugie miejsce. Ze względu na kontuzję musi jednak zrobić sobie przerwę i zrezygnować z dalszych wyścigów. Zastępuje go debiutujący George Follmer, który wygrywa na torze Road Atlanta. W sumie sześć zwycięstw i tytuł w serii Can-Am – oto dorobek Porsche 917/10 Spyder w 1972 r.

W kolejnym roku historię sukcesów kontynuuje 917/30. Udoskonalony, chłodzony powietrzem 12-cylindrowy silnik o pojemności 5,4 litra rozwija moc ponad 800 kW (około 1100 KM). Kierowca może regulować ciśnienie doładowania za pomocą kontrolera w kokpicie. Podczas startu jest ono maksymalnie zwiększane, a w trakcie wyścigu zmniejszane. Odciąża to silnik i oszczędza paliwo. „Moc nigdy nie stanowiła problemu w przypadku turbosprężarki, musieliśmy jednak kontrolować temperaturę wszystkich podzespołów”, wyjaśnia Schäffer. Donohue wygrywa w 1973 r. sześć z ośmiu wyścigów serii Can-Am i zdobywa tytuł mistrza. Rok później Porsche bierze udział tylko w jednym wyścigu, ponieważ sędziowie wprowadzili limit zużycia paliwa. Tak czy inaczej po tym sezonie seria raptownie się kończy. Wskutek kryzysu naftowego oraz recesji w Ameryce Północnej wycofali się sponsorzy.

Od 1972 r. startują prywatne zespoły wyścigowe za kierownicą 917 w Interserie będącej europejskim odpowiednikiem serii Can-Am. W 1975 r. także Porsche startuje już tylko w serii wyścigowej Interserie. W porywającym finale 917 ustanawia rekord świata. Po raz pierwszy samochód jest wyposażony w chłodnice powietrza doładowującego, które schładzają mocno nagrzane powietrze wlotowe. Dzięki wyższej gęstości chłodniejszego powietrza zwiększa się stopień napełnienia cylindra i wzrasta moc. Na owalnym torze Talladega Superspeedway o długości 4,28 km w amerykańskim stanie Alabama średnia prędkość, jaką osiąga Donohue, to 355,84 km/h, a prędkość maksymalna 382 km/h. Rekord pozostaje niepobity przez dziesięć lat.

Tymczasem Porsche koncentruje się znów na 911. Turbodoładowanie spalinami pojawia się także w 911 Carrera RSR Turbo 2.1. „Udało nam się wykorzystać wiele doświadczeń z 917”, mówi Schäffer. Pierwsze jazdy testowe 911 o mocy około 368 kW (500 KM) mają miejsce w listopadzie 1973 r. na torze Circuit Paul Ricard w południowej Francji. W 24-godzinnym wyścigu Le Mans w 1974 r. Carrera RSR wzbudza sensację jako pierwszy model z silnikiem turbo w Mistrzostwa Świata Samochodów Sportowych: rywalizujący w klasie samochodów sportowych Gijs van Lennep i Herbert Müller pokonują faworytów ze znacznie mocniejszymi prototypami, zajmując drugie miejsce w klasyfikacji generalnej. „Coś niesamowitego. To się nigdy wcześniej nie zdarzyło”, zachwyca się Schäffer.

Rewolucyjna technologia turbo, którą Mezger i Schäffer wprowadzili do wyścigów, stanowi również podstawę Porsche 911 Turbo, zaprezentowanego w 1974 r. w Paryżu. Wyjaśniając fascynację najmocniejszym wówczas seryjnym samochodem sportowym marki, Hans Mezger trafia w sedno: „Tam, gdzie inne silniki kończą, turbo dopiero zaczyna”.