Tuulilasi

Vertailussa superhybridit: Ferrari LaFerrari, McLaren P1 ja Porsche 918 Spyder

Vertailussa superhybridit: Ferrari LaFerrari, McLaren P1 ja Porsche 918 Spyder

Tulossa on ennennäkemätön autojen kolmiottelu nopeuden, kierrosaikojen ja kulutuksen suhteen: Ferrari LaFerrari, McLaren P1 ja Porsche 918 Spyder vievät hybriditekniikan aivan uusiin ulottuvuuksiin.
Teksti Alexander Bloch, AMS
Kuvat AMS
Mainos

Kuka sanoikaan tämän lauseen: ”Sähkömoottorin yhdistäminen polttomoottoriin on mielestäni mahdottoman hauskaa”?

Greenpeacen teknikko? Väärin. Toyotan insinööri? Vielä enemmän pieleen.

Lause on Ferrarin pääinsinöörin Roberto Fidelin suusta.

Maailma on muuttunut hyvin nopeasti, koska superautojen valmistajat ovat löytäneet hybridivoimanlähteet. Se johtuu kahdesta syystä.

Ilmeinen syy on kulutuksen pienentäminen tai rehellisesti sanottuna ekoimagon parantaminen.

Toinen syy on se tärkeämpi, eli niiden avulla saadaan lisää vauhtia. Monien bensapäiden mielestä sähkömoottori on edelleen hajuton ja mauton voimanlähde vailla tunteita ja sielua, mutta tulevaisuuden huipputehokkaille moottoreille se on ihanteellinen apuri – ainakin, kun on kyse Ferrarista, McLarenista ja Porschesta.

Porsche 918 Spyder

Porsche oli ensimmäinen valmistaja, joka suhtautui tosissaan superautojen osa-aikaiseen sähköistämiseen. Kun 918 Spyder esiteltiin vuonna 2010 Geneven autonäyttelyssä, se oli sensaatio ennen kaikkea alle neljän litran kulutuksensa ansiosta sadalla kilometrillä.

Nykyään Porschen insinöörit tietävät vielä tarkemmin, mitä heidän superhybridilempilapsensa hiilikuitukorin alla on. Projektipäällikkö Frank-Steffen Walliserin mukaan autossa on sähkön tuottaman 180 kilowatin (245 hv) voiman lisäksi korkeampi ominaisteho kuin missään muussa Euro 5 -saasteluokituksen läpäisevässä vaparikoneessa. Se tarkoittaa 4,6 litran iskutilavuudella vähintään 590 heppaa ja yli 800 hevosvoiman kokonaistehoa.

Myös tämän pistorasiasta ladattavan Carrera GT:n seuraajan sähköisen toimintasäteen pitäisi olla nykyään 35 kilometrin luokkaa. Siitä huolehtii auton istuinten takana oleva 138 kiloa painava ja 6,8 kWh:n kapasiteetilla oleva litiumioniakku. Pelkästään auton kahden sähkömoottorin pitäisi kiihdyttää 918 nollasta sataan alle kahdeksassa sekunnissa.

Porschen suorituskyky muuttuu brutaaliksi, kun kaikki komponentit toimivat yhdessä veekasin infernaalisen karjunnan säestyksellä (pakoputket ovat takaluukun päällä). Sähkömoottorit tuottavat silloin tehoa, kun polttomoottori on alakierroksilla eikä ole päässyt vielä täyteen vauhtiinsa.

RS Spyderista peräisin oleva moottori on täysin hihnaton, koska sen kaikki apulaitteet toimivat sähköisesti. Niinpä moottori on 140 kilon painoisena kevyempi kuin monet turboneloset.

918:n tämänhetkiset tavoitteet ovat nämä: kolmen litran kulutus 100 kilometrillä ja Nürburgringin Nordschleifen kierros alle 7.14 minuutissa. Se on vähintään 18 sekuntia nopeampi kuin Carrera GT:n aika. Mutta se on silti hitaampi kuin juttumme seuraavan auton tavoiteaika.

Ferrari LaFerrari

Auton 1365 kilon kuivapainon ilman nesteitä pitäisi siivittää 963-heppainen Ferrari alle seitsemässä minuutissa Eifel-vuoriston legendaarisen radan läpi. Ferrari olisi siis Porscheen (1545 kg) ja McLareniin (1395 kg) verrattuna superhybridikolmikon kevyin ja tehokkain auto.

Se on näistä autoista ainoa rinnakkaishybridi, ja siinä ei ole ulkoista latausmahdollisuutta. Autolla voi myös ajaa ainoastaan 5 km/h:n nopeutta pelkällä sähköllä. Sähkömoottorin tuottama 120 kW:n teho (163 hv) ei toimi vain piristysruiskeena 6,3-litraiselle, erittäin korkealla 13,5:1-puristussuhteella olevalle 800-heppaiselle V12:lle, vaan se optimoi koko voimantuoton. 9000 kierrokseen asti kiertävä ja täysin mukautuvalla imusarjalla varustettu V12 on säädetty niin, että se tuottaa maksimivääntönsä vasta 6750 kierroksen kohdalla. Tällä tavalla syntyvä alakierrosten voimanpuute kompensoidaan salamannopeasti reagoivalla sähkömoottorilla. Se muuntelee vain virtaa ja taajuutta, joten hidasta mekaniikkaa ei ole sotkemassa asioita. Sähkömoottorin maksimitehoa rajoittaa 250-ampeeristen litiumioniakkujen virrantuottokyky.

Koska polttomoottori vastaa kaasuun ahnaimmin yläkierroksilla, auton Hy-Kers-järjestelmä pitää sen siellä niin usein kuin mahdollista. Ferrarin jippo on se, että bensakoneen ylimääräistä virtaa tallennetaan generaattorin kautta jälleen sähkövirraksi.

Lisäksi täsmäohjatut sähkövirran purkaukset optimoivat seitsemänvaihteisen kaksoiskytkinlaatikon vaihtokohtia, ja Boschin uudenlaisen ABS-järjestelmän pitäisi 918:n tavoin ottaa energiaa talteen myös erittäin terävissä jarrutuksissa. Ainoastaan kulutuksen suhteen ilman pistokeakkua oleva V12-tykki ei pysty tavoittelemaan huippulukemia. Ferrarin mukaan auton pitäisi kuluttaa 14,1 litraa 100 kilometrillä.

McLaren P1

McLaren P1 alittaa tuon lukeman 8,6 litran normikulutuksellaan. Tässä suhteessa auton etuna on sen ulkoinen latausmahdollisuus ja yli 10 kilometrin sähköinen toimintamatka. Niinpä ECE-normi R101:n mukaan laskettu kulutus laskee kaikkien pistokehybridiautojen tavoin dramaattisesti ainakin teoriassa. Autolla pitäisi päästä pelkällä sähköllä 160 km/h:n vauhtia, mikä on 10 km/h enemmän kuin 918:n huippunopeus sähköllä.

Myös P1 käyttää 132 kW:n (179 hv) tehoista IPAS-sähkömoottoriaan (IPAS tarkoittaa Instant Power Assistia) jatkojalostamaan äärimmäisen kireäksi viritetyn polttomoottorin toimintaa. Auton lähes käsittämätön 194 hevosvoiman litrateho saadaan 3,8-litraisesta veekasista ulos 2,4 baarin ahtopaineen avulla. Tässä syntyvää turboviivettä ja hidastunutta kaasuun vastaamista kompensoivat sähkömoottorin salamannopeat voimanpurkaukset. Se on hybridikolmikon kaikkien sähkömoottoreiden tavoin monimutkaisesti jäähdytetty, koska kuuma sähkömoottori menettäisi muuten tehoaan sekunneissa (sisäinen vastus kasvaa lämmön myötä).

Seitsemänvaihteinen kaksoiskytkinlaatikko huolehtii sopivista välityksistä 900 newtonin ja 916 hepan valtavalle teholle. Tavoiteaika Nordschleifelle on alle seitsemän minuuttia, mikä olisi muita autoja nopeampi saavutus.

Hiilikuitua ja aerodynamiikkaa

Kaikkia kolmea autoa kehitettäessä on jouduttu painimaan sähkömoottorikomponenttien valtavan painon kanssa. Tässä tilanteessa on jouduttu kompensoimaan useiden satojen kilojen lisäpainoa, ja superhybrideihin on siksi laitettu monen autokuormallisen verran hiilikuituosia.

Omien sanojensa mukaan Porsche on ollut tässä suhteessa johdonmukaisin. 918:n 380 kilon painoisessa hiilikuiturakenteessa on tavallaan käytetty kaikkia mahdollisia hiilikuidun valmistamisen muotoja yksinkertaisempiin osiin soveltuvasta hiilikuidun leikkaamisesta esipainekyllästettyjen hiilikuitulevyjen kautta käsin laminoituihin kuituihin. McLaren P1:ssä ainoastaan korirakenteen keskimmäinen 90 kilon painoinen osa on tehty hiilikuidusta. Etu- ja takarungot on valmistettu alumiinista, ja niihin on kiinnitetty auton monimutkainen aktiivinen alusta, jonka hydraulisia jousia voi jäykistää 300 prosentilla.

Ferrarin mukaan LaFerrari ei jää juuri 918:n jälkeen hiilikuidun käytössä. Italialaiset ilmoittavat jopa korirakenteensa keskiosan painoksi ainoastaan 70 kiloa. Auton pieni akku on 60 kilon painoisena yli puolet kevyempi kuin 918:n akku.

Paino ei ole kuitenkaan urheiluautoissa aina huono asia, koska sen avulla saadaan enemmän pitoa, kun auton tasapaino ja aerodynamiikka ovat kunnossa. Kaikki kolme hybridisporttia panostavat viime mainittuun täysillä, ja autojen takaspoilerit nousevat automaattisesti ylös. McLaren menee tässä suhteessa pisimmälle: sen spoileri nousee radalla 30 sentin korkeuteen, ja suorilla se laskeutuu formula ykkösten DRS:n (Drag Reduction System) tavoin piiloon suuremman huippunopeuden vuoksi.

Hybridikolmikossa on lisäksi tasaiset pohjat ja aktiiviset aerodynaamiset läpät. Porschessa on jopa aktiiviset jäähdyttimen lamellit, jotta kulutusta saadaan laskettua vielä vähän. Se on hyvin varmasti kolmikon taloudellisin auto. Mutta se jää nähtäväksi, onko se hitain auto näistä kolmesta. 7.14 minuutin Nordschleifen kierrosajan myötä 918:n prototyyppi on jo antanut myrskyvaroituksen.

Seuraa Tuulilasin tallin ja automaailman tapahtumia Facebookissa

Julkaistu: 16.11.2013