Historia turbodoładowania w motorsporcie

Od początków historii sportu motorowego sprężarki doładowujące nie były niczym szczególnym, a jednocześnie doładowane silniki traktowano na równi z wolnossącymi. Najsłynniejsze bolidy wyścigowe ze sprężarkami mechanicznymi to przede wszystkim Alfa Romeo P2, Bugatti Type 35C, Bentley 4,5 litre, Amilcar 1100 czy Auto Union Type C. Jednak już w 1938 roku postanowiono wyrównać szanse dla różnych konstrukcji, ograniczając pojemność silników z doładowaniem.

W wyścigach Grand Prix początkowo ustalono, że 3-litrowy motor ze sprężarką jest równoważny z 4,5-litrowym, wolnossącym. Współczynnik pojemności wynosił więc 1,5 i w zasadzie na podobnym poziomie utrzymywał się przez kolejne dekady, ale nie zawsze w wozach Grand Prix. Już po wojnie pojemność silników doładowanych ograniczono do 1,5 litra, na torach tryumfowały Alfy 158 ze sprężarkami, a w latach 52-53 do ledwie 0,5 litra. Zrozumiałe więc było, że takie konstrukcje nie mają przyszłości, choć tylko przez pewien czas.

W latach 1961-1965 władze Formuły 1 nie zezwalały na stosowanie doładowania, a na torach królował słynny, wolnossący motor DFV Cosworth, który brał niemal wszystko. W 1966 roku FIA ponownie wprowadziła podział pojemnościowy dla silników Grand Prix: 3-litrowe bez doładowania i 1,5-litrowe z doładowaniem. Konstruktorzy nie mieli zamiaru powracać do sprężarek mechanicznych, gdyż pobór mocy i przede wszystkim paliwa dyskwalifikował to rozwiązanie.

Rewolucję wprowadzili Francuzi, ale dopiero po przeszło dekadzie. Wchodzący w 1977 roku do Formuły 1 zespół Renault opracował 1,5-litrowy silnik z turbosprężarką, który sprawiał więcej kłopotów niż pożytku, ale jego konstruktorzy wierzyli w przyszłość turbo. W pierwszych dwóch sezonach ich RS01 zdobył łącznie trzy punkty, ale już w roku 1979 odniósł pierwsze zwycięstwo. Wówczas wciąż dominowały konstrukcje Coswortha z nielicznymi przebłyskami Ferrari, ale po trzech zwycięstwach Renault w 1980 roku zdano sobie sprawę, że wolnossące jednostki napędowe powoli odchodzą w przeszłość.

Producenci rzucili się na turboładowanie, co w latach 80. sprawiło, że ze sportowego punktu widzenia był to jeden z najciekawszych okresów Formuły 1. Powstawały przeróżne konstrukcje – od rzędowych czterocylindrówek Harta i BMW po V8 Alfy Romeo. W 1983 roku pierwszy samochód z turbodoładowaniem zdobył mistrzostwo świata w klasyfikacji kierowców. Był to Brabham BT52 napędzany silnikiem BMW. Producenta, który w tym okresie obok Porsche był liderem w dziedzinie turbo. Warto wspomnieć, że Porsche oferowało silniki pod marką TAG. Rok wcześniej – 1982 - Ferrari zostało pierwszym zespołem, który zwyciężył w klasyfikacji konstruktorów z jednostką Turbo, dzięki modelowi 126C2.

Władze Formuły 1 zaczęły wprowadzać obostrzenia, polegające na zwiększaniu minimalnej masy i ograniczeniu zabieranego na wyścig paliwa, a także tankowania, ale jednostki turbo nie miały już konkurencji. Ostatecznie wycofano silniki wolnossące w 1986 roku, choć rok później znów do nich powrócono. Moc turbo była ponad wszystkim i redukowała wszelkie straty i niedogodności, choćby w postaci 2-sekundowej turbodziury. Ponad 1000 KM to była norma, a w kwalifikacjach niektóre konstrukcje osiągały nawet 1500 KM, by po jednym okrążeniu trafić na złom.

W latach 1986-1988 wyścigi Grand Prix całkowicie zdominowały turbodoładowane jednostki napędowe Hondy i choć w 1989 roku dozwolone były już wyłącznie silniki wolnossące, to japońska firma utrzymała prymat do 1991 roku.

Turbodoładowanie zniknęło z torów królowej motorsportu na 25 lat by powrócić w 2014 roku w zupełnie nowej formie i jest standardem do dziś. Jednostki napędowe mają pojemność 1,6 litra zgodnie ze standaryzacją światową i są wspomagane układami hybrydowymi. Od samego początku dominuje Mercedes, głównie dzięki doskonałej konstrukcji układu doładowania.

W samochodach drogowych największy wkład w turbodoładowanie mieli Niemcy i podobnie było w motorsporcie, turbosprężarkę wymyślono w Szwajcarii, ale po raz pierwszy zastosowano w Stanach Zjednoczonych. Również w wyścigach to Amerykanie byli przed Niemcami.

Federacja United States Auto Club (USAC) już w latach 50. oddzieliła się od europejskich wyścigów i kontrolowała wszystkie ważniejsze serie za Oceanem. W wyścigach samochodów sportowych brały udział auta z silnikami o pojemności 4490 cm3 bez doładowania lub 2649 cm3 z doładowaniem. Te drugie w rzeczywistości nie miały racji bytu. Dominowały motory wolnossące, ale w 1966 roku firma Ford podjęła próby z turbosprężarką, by już przed 1970 rokiem wyprzedzić konstrukcje Drake-Offenhauser bez doładowania.

W 1966 roku turbo zadebiutowało na Indianapolis 500, a w 1970 roku wszystkie auta biorące udział w tych kultowych zawodach miały turbosprężarkę. Pod koniec lat 70. Cosworth zdominował zawody USAC dzięki turbodoładowanej jednostce DFX, będącej pochodną DFV z wyścigów Grand Prix. Z pojemności 2,6 litra uzyskiwano moce na poziomie 800 KM.

Gdy w USAC eksperymentowano z turbosprężarkami, w tym samym roku powstała seria wyścigowa Can-Am założona przez Sports Car Club od America (SCCA). Było to specyficzne połączenie wyścigów amerykańskich i europejskich. Co prawda kierowcy pochodzili zwykle ze Stanów Zjednoczonych, to jednak dosiadali znacznie lepszych maszyn ze Starego Kontynentu, choć z silnikami wyłącznie amerykańskimi. Sport ten zyskał na popularności i cieszył się dobrą sławą za Oceanem.

W 1972 roku firma Porsche postanowiła przełamać dominację McLarena, trwającą od 1967 roku, wprowadzając na tory Can-Am bazujący na europejskim bolidzie 917, model 917/10. Auto było o tyle rewolucyjne w tej serii, że 5-litrowy motor wyposażono w turbosprężarki pozwalające osiągnąć moc znacznie przekraczającą 1000 KM. W latach 1972-1973 konkurencja nie miała nic do powiedzenia, ale w 1974 roku wprowadzono dla wozów z doładowaniem ograniczenia w zużyciu paliwa, co położyło ich kres. Ostatecznie serię zamknięto w 1986 roku.

Na europejskich torach wyścigowych turbodoładowanie pojawiło się nieco przed pierwszymi samochodami produkcyjnymi, wyposażonymi w tę technologię. Przyjmuje się, że debiut turbo nastąpił w wyścigach samochodów turystycznych, co jest o tyle zrozumiałe, że bazowały one na wersjach produkcyjnych. Pierwszym autem wyścigowym z turbodoładowaniem było BMW 2002, ale nie konkretnie model 2002 Turbo. Zadebiutowało już w 1968 roku, czyli na długo przed premierą słynnego modelu drogowego. To właśnie wersja wyścigowa była inspiracją dla auta produkcyjnego.

Debiut miał miejsce w Europejskim Pucharze Samochodów Turystycznych (ETCC) i w sezonach 1968-1969 Austriak Dieter Quester zdominował tę serię, wygrywając turystycznym sedanem ze sportowymi Porsche i Alfą Romeo. Przez kolejne lata aż do 1988 roku, czyli zakończenia rozgrywek, dominowała firma BMW, choć nie korzystała już z turbodoładowania.

W przeciwieństwie do wyścigów ETCC, w WTCC, czyli Mistrzostwach Świata Samochodów Turystycznych, turbodoładowanie odegrało nieco większą rolę. Pierwszy sezon 1987 wygrało wolnossące BMW M3, ale konkurencja używała doładowanych silników. Były to m. in. legendarny Ford Sierra Cosworth RS500 czy mniej rozpoznawalna Alfa Romeo 75 Turbo. Później nastąpiły dwie przerwy w rozgrywkach, które powróciły na dobre w 2005 roku.

Od początku dominowały wolnossące BMW Serii 3, ale regulacje w przepisach pozwoliły korzystać również z turbodiesli. W latach 2008-2009 serię zdominował Seat z jednostką 2.0 TDI! W 2011 roku pojawił się pomysł stworzenia sportowego silnika światowego z turbodoładowaniem o pojemności 1,6 litra, stąd też podobna koncepcja w Formule 1. Do dziś takie właśnie jednostki stosuje się w WTCC. Turbodoładowanie odgrywało i nadal odgrywa dużą rolę w innych seriach turystycznych, m. in. TCR, gdzie standardem są benzynowe silniki 2.0 Turbo.

Warto zaznaczyć, że era turbo miała też swój czas w niemieckiej serii DTM. W latach 1985-1988 dominowały samochody z turbosprężarkami, ale później z nich zrezygnowano, by od 1993 roku całkowicie ich zakazać. Trwa to do dziś.

Prekursorem wprowadzenia turbo do wyścigów samochodów sportowych (GT) było Porsche, które w 1974 opracowało model 911 Carrera RSR Turbo. Podobnie jak pierwsze auto prototypowe turbo - Alpine-Renault A 422 (od 1975 roku) - odegrał on wielką rolę w historii turbodoładowania w światowych wyścigach.

W sezonie 1976 wprowadzono nowy podział na Grupę 5. i 6., odpowiednio dla samochodów seryjnych i prototypów. Jako, że w obu grupach możliwości dokonywania modyfikacji były ogromne, Porsche bazując na doświadczeniach z modelem 917/10 z Can-Am przygotował maszynę Grupy 5., która rozniosła konkurencję w pył. Model 935 bazował także na 911 RSR. Z jego motoru o pojemności 2,1 litra osiągano moc 480 KM, podczas gdy 935 z silnika 2,9 l uzyskiwało 650 KM. Później była pojemność 3 litrów i moc 800 KM.

Model ten jednocześnie zniszczył tę klasyczną serię, ponieważ większość stawki wybierała Porsche, a BMW CSL czy Lancie Stratos Turbo były bez szans. Dopiero w 1977 roku BMW 3.5 CSL bez doładowania nawiązał rywalizację, by w kolejnych dwóch sezonach znów przegrać i to sromotnie. Porsche wygrało wszystkie rundy 1978-1979. Turbo dominowało przez kolejne lata, również w Grupie 6. z 2-litrowymi silnikami, m. in. Porsche 936. Niezłe wyniki, w tym zwycięstwa, osiągało także Alpine-Renualt A 442. W wyniku tego, Francuzi poniesieni sukcesami zaszczepili technologię turbo do Formuły 1.

Porsche 936 był pierwszym samochodem z turbodoładowaniem, który wygrał wyścig 24-godzinny w Le Mans w 1976 roku. Dwa lata wcześniej 911 Carrera RSR Turbo, będąca bazą dla 935 i 936, zajęła drugie miejsce w tym klasyku. W latach 1976-1977 wygrywało Porsche 936, natomiast w 1978 wspominane wcześniej Alpine-Renault A 442B.

Lata 70. i 80. były okresem dominacji w Le Mans zarówno Porsche jak i turbodoładowania, do momentu przerwania tego w 1988 roku przez Jaguara. Okres Grupy C niewiele zmienił. Na przemian zwyciężały wozy wolnossące i doładowane, m. in. Sauber C9. Wprowadzenie od 1991 roku przepisu nakazującego w nowych konstrukcjach stosowania silników wolnossących, dał zwycięstwo Mazdzie 787B oraz dwa kolejne, w latach 1992-1993 Peugeotowi 905.

W rzeczywistości, w najwyższej kategorii C1, doładowanie nie było dozwolone wyłącznie w sezonie 1992. Mimo to, właśnie w tym roku w Le Mans, turbodoładowana Toyota 92 CV zajęła piąte miejsce w klasie C2, a kolejne pozycje należały do Porsche z turbo. Niemiecki producent sprytnym ruchem, wykorzystując niedoprecyzowane przepisy i swój dawny model 962 odświeżony przez Dauera, wygrał w Le Mans 1994, wozem w klasie GT, odbierając zwycięstwo pewnej siebie Toyocie, która przygotowała w najwyższej kategorii LMP1 wóz 94C-V. Era niemieckiej, niezwyciężonej firmy w Le Mans, zakończyła się w 1998 roku zwycięstwem modelu GT1.

Od 2000 roku wyścig 24h Le Mans zdominowała firma Audi z turbodoładowanym silnikiem benzynowym, a później wysokoprężnym. Do 2014 roku nie wygrało tylko dwóch wyścigów, które również padły łupem turbodoładowanego Bentleya Speed 8 i Peugeota 908 HDi. Od 2015 roku Porsche znów weszło na świecznik i oczywiście era turbo trwa.

Podobnie jak w wyścigach samochodów turystycznych, wersje wyczynowe bazowały na modelach produkcyjnych, ale w rajdach w znaczeniu dosłownym, dlatego debiut nastąpił nieco później, po premierze pierwszego, drogowego, europejskiego auta turbo. To BMW 2002 Turbo było prekursorem w rajdach.

Samochód taki pojawił się na odcinkach specjalnych w 1974 roku i zadebiutował w mistrzostwach świata w rajdzie Monte Carlo, czyli w drugim oficjalnym sezonie WRC, zdominowanym wówczas przez Lancie Stratos z Grupy 4. Nawet w Grupie 2., w której rywalizowało, BMW nie miało szans. Do 1979 roku nie odnosiło absolutnie żadnych sukcesów, a najlepszym wynikiem było 34. miejsce w debiucie.

W 1980 roku pojawiła się znacznie lepsza konstrukcja Grupy 4. - Renault 5 Turbo z silnikiem umieszczonym z tyłu, o pojemności tylko 1,4 litra, ale imponującej mocy 250 KM. Dla porównania, 2-litrowe BMW osiągało 200 KM. Francuska rajdówka miała nienajlepszy debiut, ale już w swoim drugim rajdzie zwyciężyła w Monte Carlo 1981, ze znakomitymi konstrukcjami typu Talbot Sunbeam czy Opel Ascona 400.

Szkoda, że tak wielki sukces był jednocześnie łabędzim śpiewem firmy Renault, która nie mogła pokazać potencjału nowej konstrukcji, w obliczu wprowadzenia przez Audi modelu quattro. Co prawda sezon 1981 padł łupem Ariego Vatanena, jeżdżącego Fordem Escortem RS1800 oraz zespołu Talbota, to już w sezonie 1982 dominacja Audi była już oczywista. Choć i tak tytuł zdobył Walter Röhrl tylnonapędową i jednocześnie wolnossącą Asconą 400, a rok później dał mistrzowski tytuł w klasyfikacji konstruktorów doładowanej sprężarką Lancii 037. Pierwsze zwycięskie turbo to Audi quattro.

Od tego momentu tylko naiwniacy wierzyli, że silniki wolnossące mają rację bytu w mistrzostwach świata. Zwłaszcza, że przepisy Grupy B obowiązujące od 1982 roku pozwalały na bardzo wiele, a regulamin techniczny opisano na jednej stronie kartki papieru.

Dzięki liberalnym przepisom, konstruktorzy tworzyli cuda nieznacznie odstające od tego, co wymyślano w tym okresie w Formule 1. Audi z silnikiem 2,1 turbo było jeszcze niewysilone z mocą dochodzącą rzekomo do 600 KM. Lancia uzyskiwała podobne parametry z silnika 1.8.

Warto wspomnieć, że Renault 5 Maxi Turbo przygotowane już w Grupie B, było konstrukcją konkurencyjną pod względem osiągów, tylko brakowało napędu na cztery koła. Mimo to, wygrało Rajd Francji w 1985 roku, czy Rajd Portugalii rok później. Było także znakomitym pojazdem używanym w mistrzostwach Europy, gdzie już w sezonie 1979 wygrywały turbodoładowane Saaby 99.

Po erze turbo w Grupie B, nie zrezygnowano z tego rozwiązania do dziś. Najpierw A-grupowe samochody bazujące na modelach produkcyjnych wyposażono w 2-litrowe silniki z doładowaniem, a od 1997 roku, auta klasy WRC. Początkowo 2.0 Turbo, a od sezonu 2011 ze światowym silnikiem 1.6.

Od momentu zakończenia historii Grupy B, moc w samochodach rajdowych najwyższej klasy regulowano zwężkami, by pozostawała na poziomie nieprzekraczającym 300 KM. Obecnie w WRC stosuje się 33-milimetrową zwężkę, która od przyszłego roku zostanie powiększona do 36 mm. Tę średnicę stosuje się obecnie w samochodach wyścigowych WTCC, osiągających moc około 400 KM.

Tak wygląda streszczona do formy pigułki historia turbodoładowania w motorsporcie, w którym technologia ta rozwinęła się błyskawicznie i dzięki niej możemy cieszyć się niedużymi, oszczędnymi, elastycznymi silnikami w samochodach drogowych. Dzięki wprowadzeniu turbo do sportu motorowego, możemy też podziwiać takie konstrukcje jak współczesne samochody, określane mianem hot hatchy, o mocy zarezerwowanej kilkanaście lat temu dla rasowych maszyn sportowych.

Dziś tak jak w motoryzacji drogowej, tak i w motorsporcie trudno spotkać silnik bez doładowania, przynajmniej gdy mowa o najważniejszych seriach. Te, które wciąż się opierają, wkrótce będą musiały zrobić krok w kierunku turbo. Jedyne, co trudno sobie wyobrazić to doładowanie w NASCAR.