Der neue Porsche 919 Hybrid feiert seine Weltpremiere

Der neue 919 Hybrid zeichnet sich vor allem durch eine weiterentwickelte Technik aus: Der Antrieb ist noch effizienter, die Aerodynamik noch mehr auf alle Strecken abgestimmt und das Gewicht einzelner Bauteile noch weiter reduziert. „Der mehr als 900 PS starke Le Mans-Prototyp ist also bereit für die Titelverteidigung“, sagt LMP1-Leiter Fritz Enzinger
Auch am Farbdesign der dritten Generation des 919 Hybrid hat sich etwas verändert: Im Debütjahr 2014 war der 919 weiß und trug den Schriftzug „Porsche Intelligent Performance“. Die ersten Buchstaben des Schriftzuges prägten auch die drei 2015er Rennwagen in den Grundfarben weiß, rot und schwarz. 2016 verschmelzen alle drei Farben zu einem neuen Design.
Neu sind auch die Startnummern: 2015 gelang beim 24-Stunden-Rennen in Le Mans ein Doppelsieg. Porsche gewann den WM-Titel für Hersteller. Timo Bernhard (DE), Brendon Hartley (NZ) und Mark Webber (AU) wurden Fahrer-Weltmeister, sie starten nun mit der Nummer 1. Das Schwesterauto von Romain Dumas (FR), Neel Jani (CH) und Marc Lieb (DE) tritt mit der Startnummer 2 an. Das WEC-Programm umfasst in diesem Jahr neun WM-Läufe mit den 24 Stunden von Le Mans als Saisonhöhepunkt.
Die wichtigsten Merkmale des neuen 919 Hybrid im Überblick: Erstmals nutzt das Porsche Team das WEC-Reglement vollständig aus und setzt auf drei unterschiedliche Aerodynamikpakete. Zudem konnten das Gewicht des Vierzylinder-Turbomotors und sein Verbrauch verringert werden. Außerdem arbeiten die beiden Energie-Rückgewinnungssysteme des Hybrid-Antriebs effizienter.
Für 2016 wurden auch die Komponenten des elektrischen Antriebs überholt. Die optimierte E-Maschine an der Vorderachse sowie die Leistungselektronik und die neue Generation der Lithium-Ionen-Zellen in der Batterie arbeiten nun effizienter. Eine neue Vorderachse erlaubt mehr Einstellmöglichkeiten, die ausgedehnte Reifenentwicklung mit Partner Michelin unterstützt eine verfeinerte Gesamtabstimmung des neuen 919 Hybrid.

Die Struktur des Porsche 919-Chassis bleibt für 2016 ebenso erhalten wie das hybride Antriebskonzept aus dem Zweiliter-Vierzylinder-Turbo-Benziner und den beiden Rückgewinnungssystemen. Porsche hatte schon 2014 auf dieses Konzept gesetzt.
Das LMP1-Reglement verpflichtet Hersteller zur Hybridisierung und knüpft die Leistungsfähigkeit der Prototypen direkt an ihre Energieeffizienz. Das bedeutet: Es darf grundsätzlich eine hohe Energiemenge aus Rückgewinnungssystemen eingesetzt werden, negativ proportional dazu reduziert sich aber die erlaubte Kraftstoffmenge. Abgerechnet wird auf jeder Runde.
In der Wahl des hybridisierten Antriebskonzepts bietet die WEC große Freiheiten. Diesel oder Benziner, Sauger oder Turbo, Hubraumgröße, ein oder zwei Rückgewinnungssysteme – alles ist freigestellt. So rücken Innovationen mit höchster Relevanz für zukünftige Seriensportwagen ins Zentrum.

Vierzylinder-Turbo mit Direkteinspritzung

Die Verbrennungseffizienz und Gemischaufbereitung des Zweiliter-Vierzylinder-Turbo-Benziners, der die Hinterachse antreibt, konnte noch einmal gesteigert werden. Auch das Gewicht des V-Motors mit 90 Grad Bankwinkel wurde weiter reduziert. Im Vorjahr betrug die Leistung des Verbrennungsmotors klar über 500 PS. Für 2016 erlaubt das Reglement jedoch nur noch eine geringere Energiemenge aus Kraftstoff pro Runde und reduziert die maximale Kraftstoff-Durchflussmenge.
So verhindert das Regelwerk, dass die LMP1 endlos schneller werden und befeuert gleichzeitig den Eifer der Ingenieure, immer mehr Leistung aus immer weniger Kraftstoff zu generieren. Im Fall des 919 bedeutet dies rund acht Prozent weniger Benzin und Leistung. Anders ausgedrückt: ein Defizit von zehn Megajoule Energie pro Runde aus dem Kraftstoff. Das kostet etwa vier Sekunden auf der 13,629 Kilometer langen Runde.

Zwei Energierückgewinnungssysteme

An der Vorderachse wird beim Bremsen kinetische Energie in elektrische umgewandelt. Das zweite Rückgewinnungssystem sitzt im Abgastrakt. Der Abgasstrom treibt – praktisch parallel zum Leistungs-Turbolader – eine zweite Turbine an. Sie nutzt überschüssige Energie aus dem Abgasdruck, die sonst einfach in die Umwelt entweichen würde. Die hier angewandte VTG-Technik, also die variable Anpassung der Turbinengeometrie an die Höhe des Abgasdrucks, erlaubt es, auch bei geringen Motordrehzahlen und entsprechend geringem Druck die Turbinenschaufeln anzutreiben.
Die Zusatzturbine ist direkt an einen elektrischen Generator gekoppelt. Der so erzeugte Strom wird ebenso wie jener vom Vorderachs-KERS in Lithium-Ionen-Batteriezellen zwischengespeichert. Wenn der Fahrer den vollen Boost abruft, presst ihn eine Zusatzkraft in der Größenordnung von über 400 PS in den Sitz. Diese Leistung treibt über einen Elektromotor die Vorderachse an und verwandelt den Porsche 919 Hybrid in einen temporären Allradler mit einer Systemleistung von dann ca. 900 PS.
Bei der Wahl der Speichermedien sind die Ingenieure in der WEC grundsätzlich frei. Die Konkurrenz bot zunächst Schwungräder und Ultracaps (elektrochemische Superkondensatoren) auf. Eine weitere wichtige Grundlagenentscheidung beim 919 Hybrid war die hohe Spannung von 800 Volt.

Energieklassen im WEC-Reglement

Das Reglement unterscheidet vier Stufen von zwei bis acht Megajoule (MJ) abrufbarer elektrischer Energie. Maßstab ist die 13,629 Kilometer lange Runde in Le Mans, für die anderen acht Rennstrecken wird umgerechnet. In der höchsten Rekuperationsklasse begrenzt ein Durchflussmessgerät der FIA die Benzinmenge pro Runde auf 4,31 Liter. Ebenfalls ins Kalkül zu ziehen: Je leistungsstärker die Rekuperations- und Speichersysteme sind, desto größer und schwerer sind sie auch.

Das Monocoque des Porsche 919 Hybrid besteht aus Carbonfaser in Sandwichbauweise und ist in einem Stück gefertigt. Monocoque, Verbrennungsmotor und Getriebe bilden eine optimal versteifte Einheit. Während der Vierzylinder auch eine tragende Funktion im Chassis erfüllt, sitzt das sequenziell geschaltete und hydraulisch betätigte Siebengang-Renngetriebe aus Aluminium in einem eigenen Carbongehäuse. Für 2016 erhielt der Porsche 919 Hybrid eine neue Vorderachse und eine optimierte Hinterachse. Diese Maßnahmen verbessern Fahrdynamik und Fahrbarkeit.

Bei der Aerodynamik-Entwicklung für 2016 fährt Porsche erstmals dreigleisig. Bislang war Porsche für den ersten WM-Lauf der Saison einen Kompromiss eingegangen und hatte den 919 mit geringerem Abtrieb antreten lassen, als für die Strecke in Silverstone ideal wäre. Dieser Kompromiss war der Fokussierung auf den Saisonhöhepunkt in Le Mans geschuldet. Die französische Rennstrecke mit ihren langen Geraden verlangt derart geringen Luftwiderstand, dass der Abtrieb auf das Nötigste begrenzt werden muss. 2016 startet der 919 erstmals mit einem Aero-Paket für hohen Abtrieb in die Saison. In Le Mans kommt dagegen eine Version mit sehr niedrigem Abtrieb zum Einsatz. Für die anschließenden sechs WM-Läufe ein weiterentwickeltes High-Downforce-Paket erhalten.

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Beispielrechnung für eine Runde in Le Mans* (13,629 km)

2 Megajoule Rückgewinnung = 4,70 l Benzin = 3,70 l Diesel
4 Megajoule Rückgewinnung = 4,54 l Benzin = 3,58 l Diesel
6 Megajoule Rückgewinnung = 4,38 l Benzin = 3,47 l Diesel
8 Megajoule Rückgewinnung = 4,31 l Benzin = 3,33 l Diesel
*gültig von 01.01.2016 bis einschließlich Le Mans 2016

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Fotos: Werk