ऑडी ने ले मैन रेस के लिए कैसे एक बेजोड़ डीजल इंजन बनाया

नवाचार हमेशा आवश्यकता से उत्पन्न नहीं होते हैं; कभी-कभी चिंगारी एक साधारण अंतर्दृष्टि से पैदा होती है: क्या होगा अगर यह काम करे? मौजूदा समस्या का समाधान खोजना एक बात है। लेकिन पहले से हल की गई समस्या को हल करने का अधिक कुशल तरीका खोजना और भी कठिन हो सकता है और अधिक संतुष्टि दे सकता है। ऑडी अपने अनुभव से इसकी पुष्टि कर सकती है।

2000 के दशक में इंगोल्स्टाड के इंजीनियरों ने बिना किसी प्रारंभिक आवश्यकता के दृष्टिकोण को मौलिक रूप से बदलने का फैसला किया। हालांकि कंपनी पहले से ही गैसोलीन प्रोटोटाइप के साथ '24 घंटे ले मैन' रेस पर हावी थी, उन्होंने 2006 में दो डीजल इंजन वाले प्रोटोटाइप को ट्रैक पर उतारा और जीतना जारी रखा।

एक ऐसी समस्या जो मौजूद नहीं थी

2000 से 2005 की अवधि के दौरान, ऑडी R8 LMP सहनशक्ति रेसिंग में एक पूर्ण दुःस्वप्न था। 3.6-लीटर टर्बोचार्ज्ड V8 गैसोलीन इंजन से लैस, R8 ने इस अवधि में '24 घंटे ले मैन' के छह संस्करणों में से पांच जीता, जो 79 विश्व रेसों में 63 जीतों का केवल एक हिस्सा था। इस कार की विश्वसनीयता पौराणिक थी: मॉड्यूलर रियर सेक्शन ('Hinterwagen') टीम को पूरे ड्राइवशाफ्ट को तीन मिनट से भी कम समय में बदलने की अनुमति देता था।

इंगोल्स्टाड की इस विरासत में एकमात्र विफलता 2003 में हुई थी, जब प्रतिष्ठित बेंटले स्पीड 8 ब्रिटिश रेसिंग ग्रीन रंग में फिनिश लाइन पार कर गया। हालांकि, यह 'अपने लोगों' की जीत थी: बेंटले फॉक्सवैगन समूह का था, और स्पीड 8 मूल रूप से ऑडी की ही तकनीक पर आधारित एक प्रोटोटाइप था, जिसमें उसी गैसोलीन टर्बोचार्ज्ड V8 का चार-लीटर संस्करण उपयोग किया गया था।

ऑडी वास्तव में पूरी स्थिति को नियंत्रित कर रही थी। डायरेक्ट इंजेक्शन FSI वाला गैसोलीन V8 शक्तिशाली, लचीला और विश्वसनीय था - दशकों के उद्योग विकास का शिखर। अनिवार्य रूप से, हर कोई एक अच्छा गैसोलीन रेसिंग इंजन बनाना जानता था। लेकिन ऑडी आगे देख रही थी - जर्मनों को सबसे अच्छी तरह पता था कि समय में रुकने का पहला कदम अप्रचलन है। उस समय यह अतिशयोक्तिपूर्ण लग रहा था, लेकिन आज हम देखते हैं कि गैसोलीन इंजन धीरे-धीरे लेकिन दृढ़ता से इलेक्ट्रिक वाहनों का स्थान ले रहे हैं।

उस समय ऑडी अपने सीरीज़ वाहनों के लिए अधिक पारंपरिक डीजल इंजनों में सक्रिय रूप से निवेश कर रही थी। इस चरण के मुख्य प्रतीकों में से एक शानदार ऑडी A2 3L था - एक कॉम्पैक्ट एल्यूमीनियम चेसिस वाली कार, जिसे वायुगतिकी के लगभग दर्दनाक जुनून के साथ डिज़ाइन किया गया था और एक ही यांत्रिक लक्ष्य के साथ: प्रति 100 किलोमीटर यात्रा पर केवल तीन लीटर ईंधन की खपत करना (प्रभावशाली 33.3 किमी/लीटर)।

सड़क पर चरम दक्षता और ले मैन में पोडियम के शिखर के बीच यह पुल काफी सहजता से बनना शुरू हुआ: बार में एक अनौपचारिक बातचीत के दौरान। जनवरी 2002 में, ऑडी स्पोर्ट के तत्कालीन मोटर टेक्नोलॉजी विभाग के प्रमुख उलिच बार्ट्सकी, ऑटोमोबाइल क्लब डी ल'ओवेस्ट (ACO) के कर्मचारी डेनियल पुसोनेओ और डेनियल पेरड्रिक्स से इंगोल्स्टाड में मिले। मोटरस्पोर्ट्स के भविष्य पर चर्चा करते हुए, बार्ट्सकी ने एक निर्विवाद तथ्य पर प्रकाश डाला: यूरोपीय बाजार में बेची जा रही 50% नई कारें पहले से ही डीजल ईंधन पर चल रही थीं। यदि ले मैन की धारणा हमेशा प्रौद्योगिकी प्रयोगशाला के रूप में सेवा करना थी, तो ट्रैक पर प्रोटोटाइप उपभोक्ता के समान ईंधन का उपयोग क्यों नहीं करते थे?

बार्ट्सकी ने इस विचार को वुल्फगंग हात्सु, इंजन विकास विभाग के प्रमुख तक पहुंचाया, जिसने तुरंत इसका समर्थन किया। हात्सु के लिए तर्क स्पष्ट था: ट्रैक पर उन्नत तकनीक सड़कों पर स्थानांतरित की जाएगी (और इसके विपरीत), ठीक वैसे ही जैसे R8 इंजनों में FSI डायरेक्ट इंजेक्शन के साथ किया गया था। लेकिन अंतिम और सबसे महत्वपूर्ण अनुमोदन वुल्फगंग उल्लीख (हाँ, इन लोगों के नाम समान थे) से आया, जो ऑडी मोटरस्पोर्ट्स के दिग्गज प्रमुख थे।

उल्लीख ने इसमें एक शक्तिशाली रणनीतिक तुरुप का पत्ता देखा। पहला, ऑडी अपनी अमेरिकन ले मैन्स सीरीज (ALMS) कैलेंडर का उपयोग अमेरिकी बाजार में अपनी डीजल यात्री कारों को पेश करने और उनकी बिक्री को बढ़ावा देने के लिए एक शक्तिशाली विपणन प्रदर्शन के रूप में कर सकती थी। दूसरा, वह इस मिथक को हमेशा के लिए दूर करना चाहते थे कि डीजल इंजन अनिवार्य रूप से धीमे, गंदे, शोरगुल वाले और 'बहुत अधिक तेल खाने वाले' होते हैं। मिशन डीजल की खेल भावना को साबित करना था - और ले मैन से बेहतर कोई प्रयोगशाला नहीं थी।

जैसा कि ऑडी के तत्कालीन निदेशक मंडल अध्यक्ष मार्टिन विंटरकॉर्न ने 2005 के अंत में पेरिस में कार के आधिकारिक अनावरण पर सारांशित किया: 'ले मैन परियोजना हमारे तकनीकी विशेषज्ञों को TDI तकनीक से और अधिक निकालने में मदद करेगी।' बीज बो दिए गए थे। और ऐतिहासिक उदाहरण भी मौजूद थे - इस विचार कितना भी बेतुका क्यों न लगे, ऑडी पहली कंपनी नहीं थी जिसने सहनशक्ति रेसिंग में डीजल का परीक्षण करने की कोशिश की हो।

ऑडी R10 TDI के आने से बहुत पहले, फ्रांसीसी भाई जीन और जैक डेलेट्रेज ने 1949 में ले मैन में एक डीजल इंजन वाली कार पंजीकृत की थी, जिसमें डेलगे चेसिस और 70 hp का छह-सिलेंडर इनलाइन इंजन लगा था। अमेरिका में, कमिंस ने 1952 में '500 मील इंडियानापोलिस' में एक डीजल कार को शुरुआती स्थिति में रखकर एक ऐतिहासिक घटना हासिल की। दोनों मामलों में, कारें यांत्रिक खराबी के कारण दौड़ से बाहर हो गईं।

दशकों बाद, 1998 में, बीएमडब्ल्यू 320डी ने इतिहास रचा, बड़े अंतरराष्ट्रीय सहनशक्ति रेस - '24 घंटे नुरबुर्ग रिंग' जीतने वाली पहली डीजल कार बन गई। और ले कार्ट में, टॉरस स्पोर्ट्स रेसिंग की निजी टीम ने 2004 में एक लोला B2K/10 को डीजल V10 TDI इंजन (फॉक्सवैगन टूरैग से लिया गया) के साथ शुरुआत में पंजीकृत किया। कार धीमी निकली और जल्दी ही दौड़ छोड़ दी।

डीजल की प्रतिष्ठा शोरगुल वाली, गंदी, भारी और उच्च प्रदर्शन प्रतियोगिताओं के लिए बहुत संकीर्ण ऑपरेटिंग रेंज वाली थी, और यह कहानी मदद नहीं कर रही थी। लेकिन ऑडी जोर देने का फैसला किया, क्योंकि एक वास्तविक ऊष्मागतिक लाभ मौजूद था जिसे वे नजरअंदाज नहीं कर सकते थे। उन्हें बस दशकों के विकास का उपयोग करने और सही सामग्री लागू करने की आवश्यकता थी।

लोहे जैसा बल

यदि आप फ्लैटआउट को फॉलो करते हैं, तो आपने निश्चित रूप से हमारा लेख देखा होगा जो बताता है कि डीजल इंजन में अधिक टॉर्क और अधिक मजबूत क्यों होते हैं - और इसलिए भारी होते हैं। किसी भी मामले में, यहां एक संक्षिप्त अनुस्मारक है: डीजल ईंधन में पेट्रोल की तुलना में प्रति इकाई आयतन अधिक संभावित ऊर्जा होती है (ऊर्जा घनत्व लगभग 10-15% अधिक)। इसके अलावा, डीजल चक्र में स्पार्क प्लग का उपयोग नहीं होता है: दहन ईंधन-वायु मिश्रण के बहुत उच्च संपीड़न के कारण होता है। यह उच्च संपीड़न अनुपात बहुत अधिक कुशल तापीय विस्तार की ओर जाता है और परिणामस्वरूप, कम और मध्यम गति पर बहुत अधिक टॉर्क उत्पन्न करता है।

हालांकि, यही कारण वुल्फगंग हात्सु (जो उस समय इंजन विकास विभाग के प्रमुख थे) और उलिच बार्ट्सकी के लिए एक वास्तविक दुःस्वप्न बन गया। डीजल इंजन बहुत उच्च आंतरिक दबाव का अनुभव करते हैं, और इसलिए उनके ब्लॉक को सिलेंडर में डिटोनेशन का सामना करने के लिए कास्ट आयरन (या कोब्बलड आयरन) से बनाया जाना चाहिए, ताकि वे आधे में फट न जाएं और पिस्टन और कनेक्टिंग रॉड बाहर न निकलें। जब ऑडी R10 TDI परियोजना शुरू हुई, तो सड़क वाहनों के लिए डीजल इंजन विकास प्रमुख रिचर्ड बाउडर ने स्वाभाविक रूप से रेसिंग इंजन ब्लॉक को कास्ट आयरन से बनाने का प्रस्ताव दिया, जैसा कि सड़क वाहनों में था। बार्ट्सकी ने इस पर कड़ा विरोध किया, क्योंकि इससे पूरा इंजन अविश्वसनीय रूप से भारी हो जाता, जिससे प्रोटोटाइप का द्रव्यमान वितरण बिगड़ जाता और मोड़ में व्यवहार में तेजी से गिरावट आती।

ऑडी का कट्टरपंथी समाधान यह था: उन्होंने पूरी तरह से स्क्रैच से एक अभूतपूर्व सिलिकॉन-एल्यूमीनियम मिश्र धातु ब्लॉक विकसित किया - एक सामग्री जिसमें संरचनात्मक गुण थे जो डीजल चक्र के संपीड़न का सामना कर सकते थे उतना ही अच्छा जितना कि कास्ट आयरन, लेकिन साथ ही दर्जनों किलोग्राम बचाते थे। हाँ, इस नए एल्यूमीनियम इंजन का अंतिम वजन अभी भी पुराने ऑडी R8 गैसोलीन इंजन से अधिक था। फिर भी, उस समय के किसी भी मानक डीजल ब्लॉक की तुलना में, ऑडी का एल्यूमीनियम मिश्र धातु वजन घटाने का एक चमत्कार था, जिसने इस असेंबली को LMP1 चेसिस के पिछले हिस्से में उपयोग करने की अनुमति दी।

इन विशाल प्रयासों का परिणाम एक 5.5-लीटर V12 इंजन था, जिसे अनुदैर्ध्य रूप से स्थापित किया गया था, जिसमें दो गैरेट टर्बोचार्जर, लगभग 3 बार के दबाव तक सीमित, और बॉश से कॉमन रेल डायरेक्ट इंजेक्शन प्रणाली थी, जो अविश्वसनीय 1600 बार पर काम करती थी। शक्ति के आंकड़े इतने आश्चर्यजनक थे कि अनुभवी इंजीनियर भी चौंक गए: आधिकारिक तौर पर इंजन '650+ hp' उत्पन्न करता था - व्यवहार में यह 700 hp से अधिक था।

लेकिन जो वास्तव में प्रभावशाली था (और परीक्षण बेंचों पर ट्रांसमिशन को नष्ट कर रहा था) वह 111 किग्रा-मीटर का विशाल टॉर्क था, जो 3000 से 5000 आरपीएम की सीमा में लगभग समान रूप से वितरित किया जाता था, और 80% पहले से ही 2000 आरपीएम पर उपलब्ध थे। एक्सट्रैक कंपनी को एक पूरी तरह से नया पांच-स्पीड सिंकक्रोनस गियरबॉक्स डिजाइन करने के लिए मजबूर होना पड़ा, क्योंकि कोई भी मौजूदा ट्रांसमिशन इतनी शक्ति को संभाल नहीं सकता था। केवल पांच गियर पर्याप्त थे क्योंकि व्यापक टॉर्क रेंज ने निरंतर डाउनशिफ्टिंग को अनावश्यक बना दिया।

और एक और दिलचस्प बात थी: डॉव ऑटोमोटिव द्वारा विकसित सिरेमिक पार्टिकुलेट फिल्टर (DPF) और दहन की प्रकृति के कारण, इंजन काला धुआं उत्सर्जित नहीं करता था - और यह बस शोर नहीं करता था। ले मैन के सीधे हिस्सों को काटने वाले गैसोलीन V8 की तेज चीख एक कम गड़गड़ाहट में बदल गई, लगभग एक विशाल वैक्यूम क्लीनर की फुसफुसाहट।

पूर्व फॉर्मूला-1 रेसर और ले मैन के दिग्गज एलन मैकनीश ने बताया कि इंजन इतना शांत था कि जब कार 160 किमी/घंटा से अधिक की गति से चलती थी, तो हवा के हेलमेट से टकराने की आवाज, और सस्पेंशन और टायरों के डामर से घर्षण की आवाज ही सुनाई देती थी, जो V12 की गड़गड़ाहट को पूरी तरह से दबा देती थी। ड्राइवर आवाज़ पर गियर नहीं बदल सकते थे, पूरी तरह से स्टीयरिंग व्हील पर लाइट इंडिकेटर्स पर निर्भर रहते थे। जबकि मैकेनिक पिट लेन में कार के करीब आने की आवाज़ नहीं सुन पाते थे, उन्हें बहुत अधिक सावधान रहने की आवश्यकता थी।

क्षतिपूर्ति के रूप में, उत्कृष्ट टॉर्क मोड कार को गियरबॉक्स के साथ लगातार संघर्ष करने की तुलना में कहीं अधिक सुचारू और प्राकृतिक बनाता है। लेकिन ऑडी का असली तुरुप का पत्ता गति नहीं था, और न ही गतिशीलता। वास्तव में, यह उस समय की सर्वश्रेष्ठ गैसोलीन कारों, जैसे पेस्कारोलो-जड या यहां तक कि पूर्ववर्ती, ऑडी R8 से तेज नहीं था।

रहस्य उन क्षणों में निहित था जब कार रुकी रहती थी - ईंधन भरने के दौरान। उस समय गैसोलीन प्रोटोटाइप औसतन 1.3 किमी/लीटर की खपत करते थे। एक पूर्ण टैंक के साथ, यह उन्हें ले मैन ट्रैक पर औसतन 12-13 लैप पूरे करने की अनुमति देता था, इससे पहले कि उन्हें पिट लेन में रुकना पड़े। डीजल की ऊर्जा घनत्व और 1600 बार पर अपने इंजेक्शन की अविश्वसनीय दक्षता से लैस, ऑडी ने सभी को चकित कर दिया। R10 TDI ने औसतन 2.4 किमी/लीटर (प्रति 100 किमी लगभग 41 लीटर) की खपत दिखाई। 90 लीटर के समान अनुमत टैंक के साथ, ऑडी के डीजल प्रोटोटाइप एक टैंक पर 16 लैप तक पूरे कर सकते थे।

यह कम लग सकता है, लेकिन प्रति टैंक 3-4 लैप का अंतर सहनशक्ति रेस में एक खाई है। 24 घंटों में, जब गैसोलीन कार को पिट लेन में 30 से अधिक स्टॉप की आवश्यकता होती थी, तब ऑडी कई ऐसे दौर बचाती थी, कीमती मिनट बचाती थी। गैसोलीन प्रतिस्पर्धा ट्रैक पर ईंधन भरने में खोए समय की भरपाई नहीं कर सकी।

लेकिन यह कहानी का केवल आधा हिस्सा था: इस गणितीय श्रेष्ठता को व्यवहार में साबित करने के लिए, ऑडी को वास्तविक समय में राक्षस को वश में करना पड़ा - इस नवीन परिसर ने अपनी जटिलता के अनुपात में सिरदर्द लाया। 2006 में ले मैन में V12 TDI के डेब्यू पर, एहीलेस पॉइंट नया एल्यूमीनियम ब्लॉक नहीं था, बल्कि...