1275 KM na tylną oś. Twórcy McLarena W1 opowiadają mi, jak stworzyli najdzikszą hybrydę w historii

Szczęśliwie, po drugiej stronie tak naprawdę zaaranżowanej specjalnie na potrzeby tego tekstu scenki czekali dyrektor linii produktowej McLarena W1 Alex Gibson, główny inżynier silników McLarena Richard Jackson i człowiek o prawdopodobnie najbardziej kozacko brzmiącym tytule pozycji w całym przemyśle motoryzacyjnym: Szef do spraw osiągów i atrybutów McLarena Marcus Waite.

W blokach startowych trzymamy więc najlepsze osoby do wytłumaczenia nam, w jaki sposób taki samochód jak McLaren W1 można było legalnie wprowadzić na rynek przy obowiązujących normach emisji spalin. Najpierw przypomnijmy sobie jednak, jakimi osiągami i innymi atrybutami ów wóz dysponuje. Od następcy kultowego McLarena F1 z lat 90. (moim skromnym zdaniem do tej pory najdoskonalszego supersamochodu w historii) i P1 (uwierzylibyście, że od jego premiery minęło już 12 lat?) mamy prawo oczekiwać wgniatających w ziemię liczb.

Pierwsza dotyczy aerodynamiki. Nadwozie nowego flagowego modelu McLarena z pomocą bardzo rozbudowanej aerodynamiki przedniego pasa i gigantycznego skrzydła o hipnotyzującej umiejętności poruszania się nie tylko w górę i w dół, ale również w tył i w przód, jest w stanie wygenerować okrągłe 1000 kg docisku. Dla porównania - dla P1 sprzed dekady wynik w tym zakresie wynosił 600 kg, a F1 nawet w najbardziej ekstremalnych konfiguracjach nadwozia nie generował więcej niż 550 kg. Postęp jest więc ogromny.

Druga to problematyczna w dzisiejszych czasach (również dla motoryzacji) kwestia otyłości. Ponad 30 lat temu tworzeniu F1 towarzyszyła fajna anegdota, wedle której ekstremalnie niski cel wagi dotyczył każdego z jego elementów, w tym też systemu audio. Do oczekiwanego wyniku był w stanie zejść tylko Kenwood. Dzisiaj podobną historię można opowiedzieć o dostawcy daszków przeciwsłonecznych, który to dla realizacji celu wagowego wykonał je w całości z włókna węglowego.

Nieuchronnie nowy W1 waży więcej od poprzedników, ale tylko ciut. Bez płynów wychodzi 1399 kg. P1 ważył tylko 4 kg mniej, a F1 - 259 kg mniej. Są to naprawdę kosmiczne rezultaty, zwłaszcza jeśli weźmie się pod uwagę postęp w kategorii mocy. Z sześciolitrowego V12 BMW pierwszy McLaren z tej linii wyciskał 627 KM. Jego następca wykorzystywał już doładowane V8 o pojemności 3,8 l oraz napęd elektryczny, by wspólnie dostarczyć 916 KM na tylne koła.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

W1 wniósł te wyniki na zupełnie nowy poziom. Nowe, inne od poprzednika V8 o pojemności czterech litrów już samo generuje aż 928 KM. Do niego dołącza jeszcze przymocowany do ośmiobiegowej, dwusprzęgłowej skrzyni automatycznej silnik elektryczny o mocy całych 342 KM. Wspólnie system ten jest w stanie wytworzyć aż 1275 KM i 1340 Nm. I wszystko to przekazuje tylko na tylną oś. Pytanie do Marcusa Waite’a: czy tym w ogóle da się jeździć?

Wyzwanie 1: jak przełożyć 1275 KM na tylne koła?

Ekspert od osiągów i atrybutów McLarena twierdzi, że jeszcze jak. W erze dostępności do stosunkowo lekkich i kompaktowych silników elektrycznych dołożenie napędu na przód nie jest okupowane wielkimi stratami. Mój rozmówca argumentuje, że w tej lidze liczą się już detale, przy których wybór tylnego napędu był świadomy i racjonalny.

Według niego przynosi wiele zalet, a wad udało się uniknąć dzięki długim pracom nad ustawieniem elektroniki.

- Napęd na cztery koła jest przydatny przy przyspieszaniu do prędkości rzędu 130 km/h, więc przynosi on wymierne korzyści również w wielu częściach torów wyścigowych. Odbywa się to kosztem dodatkowych 60 czy też 80 kg, które wozi się ze sobą cały czas - zauważa Waite.

- W wymiarze czasów całych okrążeń te dwie kwestie będą się ostatecznie wyrównywać. Tylny napęd tworzy jednak bardziej kompletny i angażujący samochód dla kierowcy. Wierny temu, kim jesteśmy jako McLaren - wydaje werdykt Waite i tym sposobem wbija szpileczkę niewypowiedzianemu w tym tekście do tej pory kluczowemu rywalowi.

O ile P1 dekadę temu tworzył "świętą trójcę" motoryzacji z Ferrari LaFerrari i Porsche 918 Spyder, o tyle W1 będzie się mierzył z Ferrari F80 i potencjalnie w pełni elektrycznym hiperautem zapowiadanym przez Porsche Mission X (o ile to kiedykolwiek powstanie). Rywal z Maranello notuje mniejszą moc i rozkłada ją na cztery koła, przez co jest rzeczywiście cięższy - waży całe 1525 kg bez płynów. Na ten moment 1:0 dla McLarena.

Główny inżynier napędów Brytyjczyków przyznaje jednak, że jest mały haczyk: by skutecznie przekazać całą tę moc, na pierwszych dwóch biegach moment obrotowy potężnego systemu jest sztucznie dławiony.

- Ustawiliśmy limit tuż powyżej granicy przyczepności opon. W realnych warunkach będzie to oznaczało przyspieszenie idealnie w punkcie trakcji - twierdzi Richard Jackson. Dla mnie brzmi to jak oddawanie zwykłym śmiertelnikom auta, które przy jednym fałszywym ruchu będzie ich potrafiło naprawdę solidnie nastraszyć.

W dokumentacji przesłanej mi przez Brytyjczyków dostrzegam jednak jeszcze ciekawą przewagę W1 nad F80. Jak już odkryłem w moich przedstawianych na łamach Autokultu testach Ferrari 296 GTB i SF90 XX, obiecywane przez Włochów wielkie liczby są generowane przez hybrydowe układy napędowe tylko przez kilka sekund w ściśle określonych okolicznościach - potem szybko spadają do zauważalnie niższych wartości.

Spece z McLarena wyjaśniają mi, że to kwestia chłodzenia elektrycznej części napędu. I gwarantują, że w W1 została ona rozwiązana tak, że podczas ich testów system gwarantował optymalną moc nawet podczas liczących 20 minut sesji na torze (na dłuższe amatorzy nie wyjeżdżają - wierzcie mi). Napięcie w akumulatorze nie spadało również w zauważalny sposób podczas długotrwałej jazdy z prędkościami powyżej 300 km/h (to musiała być cokolwiek ekscytująca część programu testowego).

Wyzwanie 2: jak przemycić 1275 KM przez normy emisji spalin?

Najbardziej fascynującą wiedzę na temat napędu McLarena W1 znalazłem jednak z dala od toru wyścigowego. Jak to zwykle bywa, najciekawsze rozwiązania znajdują się tam, gdzie pojawiają się najtrudniejsze wyzwania. W dzisiejszych czasach są to normy emisji spalin, a więc dotyczące układu wydechowego.

Na okoliczność wejścia nowej normy Euro 7, która wedle obecnej wersji prezentowanej przez Komisję Europejską ma zacząć obowiązywać w UE pod koniec 2026 r., McLaren przygotował swoją pierwszą całkowicie autorską jednostkę MHP-8: podwójnie doładowane, czterolitrowe V8 o kącie rozwarcia 90 stopni.

Po W1 będzie ono wykorzystywane w kolejnych autach McLarena (w tym następcy modelu 750S, który ma zostać utrzymany w produkcji do 2028 r.). Kończy się w ten sposób era silnika M838T (później M840T), który napędzał wszystkie "nowożytne" McLareny począwszy od MP4-12C z 2010 r. Wywodzącą się z niedoszłego wyścigowego silnika Nissana dla amerykańskiej serii Indy jednostkę zaadaptował na użytek drogowy, a przez pewien czas również produkował brytyjski gigant inżynierii Ricardo.

Dla spełnienia obecnych i przyszłych norm emisji spalin nowe V8 stosuje szereg trików już znanych z cechujących się ekstremalną mocą, wydajnie turbodoładowanych motorów spalinowych. Po stronie zaworów ssących jest to wykorzystanie zarówno bezpośredniego, jak i pośredniego wtrysku paliwa. Z tego drugiego korzysta się przy wysokich prędkościach obrotowych dla zwiększenia wydajności przy największym obciążeniu silnika.

Z kolei przy niskich prędkościach obrotowych wtrysk podzielony jest na trzy impulsy. To również strategia znana już dobrze w przemyśle motoryzacyjnym i to nie tylko w jego elitarnych sferach. Wykorzystywana jest zwłaszcza do spełniania norm dotyczących cząstek stałych w momentach, gdy jeszcze nie nagrzał się katalizator.

Dalej robi się ciekawiej: wokół komór spalania twórcy silnika zastosowali złożony projekt płaszcza wodnego, którego produkcję umożliwiło wykorzystanie technologii druku 3D. Jak sami mi wyznają, dało im to możliwość przesunięcia momentu, w którym następuje spalanie stukowe pomimo zastosowania bardzo bogatej mieszanki.

I tutaj clou tego wywodu: mieszanka jest bogata (ze współczynnikiem lambda powyżej 1, a więc z przewagą paliwa wobec tlenu potrzebnego do jego spalenia) z kilku powodów. Po pierwsze: przyspiesza nagrzewanie katalizatora. Po drugie: wspiera chłodzenie układu wydechowego.

Przedstawiciele McLarena zdradzają mi, że możliwość stosowania bogatej mieszanki do chłodzenia układu wydechowego i szerszej ochrony całego silnika było przedmiotem długich rozmów producentów aut z unijnymi prawodawcami podczas ustalania norm Euro 7. Ostatecznie politycy ugięli się pod sugestiami producentów.

McLaren W1 może więc korzystać z tej strategii w pełni legalnie. Brytyjczycy przekonują, że w inny sposób wysokie temperatury wprowadziłyby realne ryzyko stopienia elementów układu wydechowego, poczynając od samych zaworów. A teraz mogą je ochronić dzięki wprowadzeniu do komór spalania dodatkowej ilości paliwa. Fakt, że to w taki sposób można przejść surowe normy emisji spalin Euro 7, jest dla mnie po równi zaskakujący i fascynujący.

Brytyjczycy zwracają mi przy tym uwagę, że nawet przy stechiometrycznej mieszance paliwowo-powietrznej (czyli przy optymalnym stosunku na potrzeby spalania) silnik ten spełniałby nowe normy emisji w praktycznie wszystkich warunkach drogowych. "No, może poza bardzo szybkimi przejazdami po niemieckich Autobahnach".

Wyzwanie 3: jak wykrzesać emocje z hybrydy?

Przede wszystkim zwracają mi jednak uwagę - i podkreślają to na każdym kroku - że w napędzie tym wcale nie chodzi o liczby, a o charakter. Napędy super-, czy też hipersamochodów przeszły w erze hybrydyzacji dużą i ciekawą przemianę. Dodatkowy zastrzyk mocy elektrycznego komponentu pozwolił zmienić rolę i konstrukcję turbosprężarek, tak by silnik spalinowy w sposobie budowania mocy znów bardziej przypominał cenione jednostki wolnossące z dawnych czasów.

W MHP-8 zastosowano dwie turbosprężarki typu twin-scroll, gdzie każdy z tych "scrolli" (czyli czterech w sumie kolektorów wydechowych) napędzany jest przez dwa cylindry dla wyrównania pulsacji gazów i szybkiej reakcji od najniższych obrotów. Co może dziwić, McLaren zdecydował się na zastosowanie konwencjonalnych turbo, a nie sprężarek mechanicznych napędzanych elektrycznie, które wykorzystywane są choćby w kluczowym konkurencie Ferrari F80 oraz bardzo wysoko ocenionym przez Mariusza Zmysłowskiego najnowszym Porsche 911 Carrera GTS. Jackson zauważa, że analizowali ich aplikację, ale doszli do wniosku, że większe korzyści osiągną z przekazywania mocy silnika elektrycznego bezpośrednio na koła.

Kolejnym krokiem w kierunku przybliżenia natury doładowanego silnika o tak niespotykanej gęstości mocy do jednostki wolnossącej było przesunięcie czerwonego pola obrotomierza. W W1 zaczyna się ono dopiero od 9200 obr./min - niewiele niżej niż we flagowych Ferrari z wolnossącymi V12. Jackson słusznie zauważa, że to ten czynnik w dużej mierze kształtuje charakter napędu auta sportowego i jego relacji z kierowcą.

Z tego też względu jego zespół sprawił też, by prowadzący auto potrzebował do tych najwyższych rejestrów prędkości obrotowych dotrzeć. Czy to poprzez płynny przez cały zakres obrotomierza sposób budowania mocy, czy doznania dźwiękowe, które również rosną równolegle do zwiększania prędkości.

- Zminimalizowaliśmy niechciane dźwięki płynące do kabiny, tak by uwypuklić te dochodzące z kolektora ssącego i układu wydechowego. Długo pracowaliśmy nad ich skomponowaniem poprzez pracę z długościami runnerów i reszty kolektora ssącego - tłumaczy Jackson.

Główny inżynier silników McLarena szacuje, że podwyższenie prędkości obrotowych zwiększyło przeciążenia występujące wewnątrz bloku o całe 20 proc. wobec przecież już i tak ekstremalnego i wykonanego z egzotycznych materiałów dotychczas stosowanego V8.

Z tego powodu blok musiał zostać odpowiednio wzmocniony, a jednak przy tym udało się skrócić jego długość o 3 cm i zmniejszyć wagę o 10 kg. Tymczasem już w pierwszym wydaniu generuje on moc o 102 KM większą niż w dotychczas najmocniejszej wersji schodzącej jednostki. To szczególnie duże osiągnięcie na polu kompaktowego upakowania, biorąc pod uwagę obecność większych turbosprężarek, wzmocnień konstrukcji i wprowadzenia dwóch systemów wtrysku paliwa.

Oszczędności udało znaleźć się w wykorzystaniu nowych typów kompozytów do wykonania kolektora ssącego oraz usunięciu rozrusznika i alternatora, których rolę przejął napęd elektryczny (tak samo jak biegu wstecznego, który został wyciągnięty ze skrzyni).

Silnik jak szklana kula

Debiut nowej jednostki McLarena to wydarzenie o znaczeniu wykraczającym daleko poza te ledwo 399 egzemplarzy W1, które będą wypuszczane z Woking w kolejnych latach. Wgląd w nią pozwala nam zobaczyć, jaki będzie kierunek rozwoju całej tej targanej w ostatnich latach poważnymi problemami firmy (choć chyba już ustabilizowanymi za sprawą nowego właściciela z Bliskiego Wschodu i fenomenalnej formy w Formule 1).

Jeszcze szerzej pozwala też spojrzeć na przyszłość supersamochodów w ogóle. Patrząc na to, co reprezentuje sobą napęd W1, na tę przyszłość patrzę nawet nie ze spokojem, a ekscytacją - widać, że osoby w firmach takich jak McLaren wiedzą, na czym zależy klientom i fanom, i mają coraz lepsze narzędzia do tego, by nawet w tak niesprzyjającym otoczeniu im to dostarczać.

Moją wątpliwość budzi jednak elektryczna część tych napędów. Przy obecnym tempie ich rozwoju rozwiązania stosowane teraz w modelach takich jak McLaren W1 czy Ferrari F80 już nawet za dwa lata mogą okazać się niczym wyjątkowym, co znacząco obniży prestiż jak również konkretnie wartość tych kosztujących miliony aut, które mają stanowić szczyt możliwości.

Jackson przyznaje, że jest to problem, ale nie taki, który by mu spędzał sen z powiek. Twierdzi, że obecnie elektryczne napędy uzyskały już taką dojrzałość w rozwoju, że W1 jeszcze długo pozostanie czymś absolutnie wyjątkowym na rynku.

- Zapoznaliśmy się z całą działalnością wiodących poddostawców napędów elektrycznych na świecie i nie zaobserwowaliśmy niczego w ich obecnej ofercie, ani nawet przyszłych planach, co zbliżałoby się do rozwiązań stosowanych przez nas w W1. Wiele nauczyliśmy się już na polu właściwej eksploatacji akumulatorów oraz zapobieganiu ich degradacji z czasem - wylicza przedstawiciel brytyjskiej marki.

I w tym samym rzuca nam światło na wyobrażenie kolejnego ważnego modelu, zapowiadającego następną erę w rozwoju McLarena. Pod rządami nowego, ściągniętego z Ferrari szefa Michaela Leitersa Brytyjczycy pracują już wszak nad superautem w pełni elektrycznym.