Cosworth - firma tworząca silniki dla Astona, Bugatti i F1 od kulis

15

Cosworth właśnie teraz ma swój wielki moment. Dziesięć lat temu chyba nikt nie przewidywał, że wysokoobrotowe, pół-wyczynowe silniki wolnossące o dwucyfrowej liczbie cylindrów będą miały swój renesans, ani że rzeczona firma inżynieryjna z Northampton będzie tak chętnie wybierana przez koncerny do projektowania i produkowania dedykowanych silników do samochodów sportowych. A przecież właśnie tak jest. W ostatnich latach w tym miejscu powstało 4-litrowe V12 dla GMA T.50 i T.33, a w tej chwili kończy się proces rozwoju 8.3-litrowego V16 dla Bugatti Tourbillon i trwają prace nad kręcącym się do 15 tys. obrotów V10 dla hipersamochodu Adriana Neweya - RB17.

Najbardziej niesamowite nie są same parametry tych silników, ale fakt, że są one w pełni zgodne z obowiązującymi normami emisji - inaczej nie mogłyby trafiać do samochodów drogowych. To o tyle niezwykłe, że w innych częściach rynku byliśmy świadkami powszechnego przyjęcia turbodoładowania, albo wycofywania o wiele bardziej skromnych silników, ponieważ ich adaptacja do nowych norm byłaby nieopłacalna.

Za konstrukcją silników V12 dla Aston Martina oraz Gordon Murray Automotive stoi właśnie Cosworth.

Silnik, który rozpoczął całą tę transformację to oczywiście 6.5-litrowe V12 stworzone przez Coswortha dla Aston Martina Valkyrie. Dyrektor handlowy Coswortha, Chris Willoughby, tak wspomina etap przetargu: “Przeprowadziliśmy symulację i przekazaliśmy ludziom z Aston Martina, że zmieścimy się w normach. A to nie jest tak, że można te normy prawie spełnić. Jeśli się ich nie spełni, cały program kończy się fiaskiem. Niektóre bardziej mainstreamowe firmy konsultingowe stwierdziły, że silnik ten nie będzie w stanie osiągnąć pożądanej emisji spalin. Ponownie przeprowadziliśmy analizę i, cóż, pomyśleliśmy, że jest to do osiągnięcia.”

“Wszyscy w firmie musieli trzymać rękę na pulsie. Zmagaliśmy się z kilkoma problemami, ale udało się. Reakcja rynku na taki silnik i fakt, że było to wolnossące V12 o tak odmiennej ścieżce dźwiękowej, otworzyła nam drogę do innych tego typu zleceń. Nagle wszyscy zrozumieli, że potrafimy tworzyć jednostki spełniające wszystkie wymogi i dajemy na nie gwarancję na 80 000 km. Do kogo innego można pójść gdy chce się mieć taki silnik? Staliśmy się ‘domyślnym’ odbiorcą takich zleceń i odmieniło to naszą firmę.”

15

Willoughby’emu przypomina to inne, znacznie wcześniejsze sukcesy firmy: “Gdy spojrzymy na historię, są tylko dwa wydarzenia tak znaczące dla losów firmy, takie które odmieniły Coswortha na zawsze. Pierwszym było przystąpienie do prac nad silnikiem DFV (finansowany i firmowany przez Forda motor 3.0 V8 napędzający dominujące bolidy Formuły 1 od późnych lat 60. do wczesnych 80.), a drugim V12 dla Valkyrie. Jako firma próbowaliśmy wielu rzeczy. Niektóre z nich były mniej udane, jak aftermarketowe części tuningowe na rynek USA, inne całkiem niezłe - nasze silniki do dronów uważam za bardzo udane. Ale cały ten biznes wokół hipersamochodów to zupełnie inny poziom. Właściwie to trochę jak wyścigi. Wyprodukowaliśmy około 1000 jednostek DFV, a jeśli spojrzysz na silnik dla Gordona Murraya, prawdopodobnie będziemy w podobnym rzędzie wielkości. Osiągi DFV są nieco niższe niż te w GMA V12, ale ten drugi spełnia normy emisji spalin, ma gwarancję na 80 000 km i można jeździć z nim po mieście i tak dalej.”

Brytyjski Cosworth jest twórcą najbardziej utytułowanego silnika Formuły 1: Ford DFV V8.

Dr Florian Kamelger, który latem został mianowany dyrektorem generalnym Cosworth, ma doświadczenie w sprzedaży hipersamochodów. Mówi, że istnieje wiele luksusowych marek, których klienci chcą V12 lub czegoś podobnego. „Ostatecznie w tym środowisku chodzi o to, czego chce klient końcowy. Ludzie kupujący hipersamochody powiedzą ci, że chcą jak najmniejszej elektryfikacji: „Jeżdżę moim Taycanem do klubu golfowego, ale w weekend musi być dźwięk, musi być spalanie, musi być hałas, muszą być wysokie obroty, wszystkie tego typu rzeczy”.

"Doświadczenie firmy Cosworth w opracowywaniu silników wyścigowych daje jej podejście can-do" mówi. „Było wielu ekspertów, którzy wątpili w fakt, że Valkyrie V12 spełnia normy emisji spalin. Myślę jednak, że tutejsze talenty pomyślały nieszablonowo i znalazły sposób, aby to zrobić. To samo zrobiliśmy z silnikiem V12 dla Gordona Murraya, a także z Bugatti V16”.

15

“Tworzenie wysokoobrotowych silników zmusza do rozwiązywania problemów w stylu ‘małych projektów naukowych’" mówi Willoughby. Cosworth jest w końcowej fazie rozwoju i wdrożenia do produkcji silników Bugatti 8.3 V16. Są to jednostki tak monumentalne jak wskazują na to ich liczby. Każda głowica wygląda jakby miała z metr długości, ale silnik ten będzie wkręcał się do 9000 obrotów równie dobrze jak czterocylindrowy VTEC Hondy, albo, co ważniejsze, jak V12 w nowym Ferrari 12Cilindri.

Willoughby bierze do rąk wałek rozrządu z Tourbillona i pokazuje nam tłumik drgań wbudowany w koło napędowe wałka, opracowany z myślą o złagodzeniu niepożądanych wibracji. Kolejną innowacją jest wieloramienny “pająk” rozpryskujący olej od spodu na denko tłoka w celu jego chłodzenia, co po części wyjaśnia dlaczego przepływ oleju w tym V16 wynosi 2 litry na sekundę. Na innym regale znajdują się tłoki i korbowody do GMA V12. Silnik ten kręci się do 12 100 obrotów na minutę i posiada tłoki z metalową matrycą w stylu Formuły 1, uformowane z lekkiego i wytrzymałego kompozytu wzmocnionego węglikiem krzemu i lotniczych stopów aluminium.

Willoughby wspomina, że kiedy projektowali V16 dla Bugatti, Grupa VW przysłała swoich inżynierów zajmujących się układami napędowymi: „Wysłuchali co mamy do powiedzenia, przeanalizowali dane i powiedzieli: ‘Ci faceci wiedzą, co robią’.”

Najnowszym zleceniem Coswortha jest wolnossące 8.3 V16 dla Bugatti Tourbillon.

„Naprawdę trudny w cyklu emisji jest pierwszy etap, gdy silnik jest zimny” - mówi. „Robimy wiele rzeczy, aby upewnić się, że po wstrzyknięciu pierwszej porcji paliwa spali się ono naprawdę dobrze. Jeśli posłuchasz, jak silnik Valkyrie lub GMA pracuje na biegu jałowym, obroty silnika są dość wysokie. Chcemy przygotować silnik do tego, aby pierwszy zapłon był naprawdę dobry i nie przerywał od pierwszych momentów po rozruchu. Uruchamiamy silnik w warunkach, które dostarczają bardzo dużo ciepła do katalizatorów. Zasadniczo jest to bardzo opóźniony zapłon. W przypadku wielu silników spowoduje to wypadanie zapłonu, ale nasze silniki po prostu wytwarzają mnóstwo ciepła wydechowego, które rozgrzewa katalizator, co oznacza niską emisję”.

15

Kamelger twierdzi, że obecnie Cosworth jest w optymalnej kondycji. Produkcja oscyluje wokół 600-700 silników rocznie, ale wciąż jest potencjał na wzrost, może nawet do nieco powyżej tysiąca jednostek rocznie. Zaprojektowanie i wyprodukowanie silnika od zera to proces trwający 4 lata, więc każdy projekt startujący w tej chwili będzie już musiał spełniać przyszłe normy emisji Euro 7. “W tej normie jest coś co nazywa się lambda-1, według czego silniki nie będą mogły podawać zbyt dużej dawki paliwa.” wyjaśnia Willoughby. “Większość silników podaje zbyt duże dawki przy maksymalnej mocy, dla pewności że elementy takie jak głowice czy katalizatory nie są zbyt gorące. Według nowych przepisów nie będzie to dozwolone. Mamy więc tutaj silnik-muła, na którym testujemy różne nowe technologie prowadzące nas do spełnienia również norm Euro 7. Nie chcemy jednak zmniejszać mocy. Stanowi to sprzeczność z naszą naturą, więc opracowujemy sposoby na obniżenie temperatury spalin bez obniżania mocy. Teraz przeprowadziliśmy testowe cykle emisji według Euro 7, więc jesteśmy całkowicie pewni, że poradzimy sobie także z następną generacją silników w świetle nowych norm emisji.”

Nie sztuką jest zaprojektować ogromny, mocny silnik V12. Sztuką jest sprawić, aby spełniał on współczesne normy emisji.

“U producentów mainstremowych często dochodzi do rozmycia zakładanych celów. My nigdy tego nie robimy. Przeprowadzamy studium koncepcyjne i na jego podstawie opracowujemy krzywą mocy, po czym nie obniżamy jej nawet o 10 koni w celu ułatwienia sobie życia. Bardzo staramy się, aby osiągnąć zakładane liczby. Z drugiej strony, na przykładzie Valkyrie, myślę, że 950 KM było naszym celem, ale po sprawdzeniu testowej jednostki na hamowni zauważyliśmy, że możemy pójść dalej, więc ostatecznie uzyskaliśmy 1000 KM.”

15

Podczas naszej wizyty na tej samej hamowni zamontowana jest wyczynowa wersja silnika Valkyrie V12, z parametrami obniżonymi w celu spełnienia regulaminu technicznego klasy LMDh. „Docelowe osiągi są znacznie niższe niż w przypadku silnika drogowego”, mówi Willoughby, ”więc ponownie optymalizujemy go pod kątem różnych rzeczy - oszczędności paliwa i tym podobnych. To nietypowy kierunek rozwoju, brać coś, co ma tak wysoką wydajność w pełni certyfikowany sposób, a następnie przenosić to na tor wyścigowy i obniżać osiągi”.

Następny silnik Coswortha na pewno nie będzie miał żadnych kompromisów - mowa o kręcącym się do 15 000 obrotów, 90-stopniowym V10 dla hipersamochodu RB17. W osiągnięciu celów ma mu pomóc zastosowanie pneumatycznego napędu rozrządu podobnego jak w silnikach V10 Formuły 1 z wczesnych lat 2000. Jednym z nich był 3-litrowy Cosworth, który trafiał między innymi do pierwszego bolidu Red Bulla. Od kiedy zapowiedziano RB17, Lanzante mające na koncie montaż płaskiego silnika F1 TAG z lat 80. do starego 911 odgraża się, że stworzy wersję tego hipercara z homologacją drogową. Pewnie zastanawiacie się kogo poproszą, aby V10 spełniało wszystkie potrzebne normy?