Toyota TS050 Hybrid 2017 – Analisi

Come dimenticare quando, lo scorso anno, dopo 383 giri la TS050 Hybrid in testa alla 24 ore francese si fermò sul rettilineo del Circuit de la Sarthe, rifiutandosi di completare quell’ultima tornata. Inutili i disperati tentativi di Kazuki Nakajima di far ripartire il prototipo, inutili le lacrime del box. E’ finita. DNF.

Fortunatamente in casa Toyota non sono rimasti a piangersi addosso a lungo e hanno confezionato una nuova versione della TS050 Hybrid, che con l’equipaggio Buemi – Davidson – Nakajima ha vinto i primi due appuntamenti del World Endurance Championship 2017, scendendo in pista nei test di Le Mans da favoriti, almeno sulla carta. Gli sforzi del costruttore Giapponese saranno finalmente sufficienti per la conquista della leggendaria 24 ore?

Andiamo ad analizzare il prototipo che il Toyota Gazoo Racing schiererà a Le Mans con i tre equipaggi Conway – Kobayashi – Sarrazin (#7), Buemi – Davidson – Nakajima (#8) e Lapierre – Kunimoto – Lopez (#9).

 

Toyota TS050 Hybrid

Classe: LMP1-H

Monoscocca: Struttura composita in fibra di carbonio, con alluminio disposto a nido d’ape

Carrozzeria: Fibra di carbonio, parabrezza in policarbonato

Potenza Totale: 1000 cv (736 kW)

Motore Endotermico: 2.4 litri, V6 twin-turbo, iniezione diretta, 500 cv (368 kW)

Sistema Ibrido: motore / generatore ibrido anteriore Aisin AW, posteriore Denso, inverter Denso, batteria agli ioni di litio, 500 cv (368 kW) anteriore e posteriore combinati

Trasmissione: Cambio sequenziale trasversale a 6 rapporti, involucro in alluminio, frizione multidisco ZF, differenziale autobloccante meccanico

Capacità Serbatoio: 62.3 litri

Sospensioni: Indipendenti anteriori e posteriori, geometria pushrod e barre antirollio anteriori e posteriori

Freni: Pinze monoblocco Akebono in lega leggera, dischi in carbonio ventilati

Cerchi: RAYS in lega di magnesio

Pneumatici: Michelin Radial 310/710-18 anteriori e posteriori

Peso Minimo: 875 kg

Dimensioni: lunghezza 4650 mm, larghezza 1900 mm, altezza 1050 mm

Ad una prima occhiata le differenze rispetto al prototipo dello scorso anno sembrerebbero minime. In realtà invece gli ingegneri della casa giapponese hanno riprogettato e rivisto praticamente ogni singolo componente e dettaglio. Fa eccezione solamente la monoscocca che, in comune accordo con l’avversaria Porsche, non verrà sviluppata fino al cambio di regolamento del 2020. La motivazione è puramente economica, visto gli elevatissimi costi di progettazione e il relativamente piccolo guadagno previsto in termini di performance.

Il cuore della TS050, ovvero il motore a combustione interna, ha conservato lo stesso layout dello scorso anno: 2400 cc, V6 twin-turbo. Nella versione 2017 presenta però un rapporto di compressione molto più elevato, unito ad una maggiore efficienza in fase di combustione. Quest’ultima è il risultato dello sviluppo della camera di combustione e della testa dei pistoni, oltre all’utilizzo di una miscela aria-benzina decisamente più magra. Dal momento che il regolamento limita solamente il flusso di carburante al motore, lasciando libero l’apporto d’aria, era prevedibile che si ambisse a rapporti di compressione sempre maggiori, con valori ormai tipici dei motori Diesel e uno sforzo tecnico non indifferente.

Se il motore dello scorso anno era stato sviluppato in soli 6 mesi, con la decisione di passare al turbo maturata solo dopo la 24 ore del 2015, un destino simile sembrava aspettare anche il nuovo 2100 cc sviluppato in vista del nuovo regolamento. Con il posticipo delle nuove regole al 2020 però si è scelto di riutilizzare il già rodato 2.4 e di proseguirne lo sviluppo, nonostante dalle simulazioni sembrasse che il più piccolo 2.1 avesse una migliore efficienza termica.

La sovralimentazione è rimasta twin-turbo, nonostante fosse stata studiata a fondo anche la soluzione a turbo singolo, a cui Toyota passerà in futuro nel caso dell’introduzione del terzo ERS (Energy Recovery System). Entrambi i sistemi presentano alcuni vantaggi: la turbina singola è più efficiente dal punto di vista termico mentre una coppia di diametro più piccolo permette di ridurre il turbo lag. Ed è stata proprio quest’ultima caratteristica a convincere i tecnici giapponesi.

Attualmente i sistemi di recupero di energia previsti sono solamente due, per un totale di 8 Mj al giro disponibili. Collocati uno all’anteriore e uno al posteriore ed entrambi in grado all’occorrenza di trasferire potenza alle ruote, per un totale di 500 cv provenienti dal sistema ibrido.

Gli elementi dei due generatori elettrici per il recupero di energia (MGU) sono stati ridotti in dimensioni e peso, mentre la batteria è stata decisamente ottimizzata. Ora infatti richiede un apporto di aria per il raffreddamento notevolmente minore, diminuendo di conseguenza anche la resistenza all’avanzamento dell’intera vettura. Inoltre le celle agli ioni di litio di nuova generazione tollerano temperature più elevate e mantengono performance e carica molto più a lungo, permettendo a questa batteria di essere utilizzata per più gare, invece di venire sostituita ad ogni partenza come nel 2016.

La trasmissione poi è completamente nuova, trasversale a 6 rapporti e più leggera della precedente. E’ stata migliorata anche l’integrazione con il motore ibrido posteriore e l’inverter, entrambi realizzati da Denso.

Per quanto riguarda l’aerodinamica il nuovo regolamento prevede una downforce decisamente minore allo scorso anno, con lo scopo dichiarato di aumentare la sicurezza riducendo la velocità di percorrenza in curva. Nello specifico lo splitter anteriore è stato alzato di 15 mm e il diffusore posteriore ha subito un netto ridimensionamento. Questa drastica riduzione di carico però non ha certo impedito a Kamui Kobayashi di girare a Silverstone ben 3 secondi più veloce del record segnato da Porsche nel 2015. Il capo del progetto John Litjens ha poi in parte svelato il trucco: grazie a innumerevoli analisi CFD è stato possibile cambiare il percorso dell’aria sulla carrozzeria della vettura, nel tentativo di recuperare la downforce persa. Tentativo più che riuscito, con il nuovo tragitto dell’aria che è praticamente lo stesso adottato da Audi sulla R15 nel 2009. Si proprio quella soluzione tecnica tanto contestata da Peugeot nelle settimane antecedenti alla 24 ore del 2009, e che sembrerebbe Audi avesse intenzione di riproporre quest’anno in una versione anche più estrema, prima che si concretizzasse il ritiro anticipato. E proprio per accomodare il nuovo fluire dell’aria sulla vettura, i passaruota sono stati completamente ridisegnati, con il flusso che ora viene incanalato tra questi e l’abitacolo e portato nella zona centrale/posteriore da un complesso sistema di condotti. Il diffusore posteriore infine è stato senza dubbio l’elemento che ha attirato di più l’attenzione negli ultimi mesi, con voci di corridoio (poi in parte smentite) secondo le quali sfruttasse il principio del ‘doppio diffusore’ bandito dalla F1. Nonostante Toyota non abbia rilasciato dichiarazioni in merito, sembrerebbe un’ipotesi improbabile, in quanto questo tipo di appendice aerodinamica per funzionare a dovere necessiterebbe di aperture nella zona posteriore del fondo piatto, le quali sono esplicitamente vietate dal regolamento, se non per consentire il movimento delle sospensioni.

Quest’anno poi è consentito sviluppare ed utilizzare solamente due diversi kit aerodinamici, contro i tre degli anni precedenti, sempre con l’obiettivo di contenere i costi. E se Toyota ha già dimostrato la validità del proprio kit ad alto carico aerodinamico vincendo entrambi i due appuntamenti del WEC,  segnali positivi arrivano anche da quello a basso carico, con buoni tempi segnati all’esordio ai test di Le Mans. La TS050 dovrebbe quindi aver largamente recuperato quella downforce che era mancata in svariate occasioni lo scorso anno, sfruttando il cambio di regolamento per ricominciare da zero.

La riprogettazione della carrozzeria (per fini aerodinamici) però comporta anche una completa revisione di posizionamento e dimensioni di tutte le altre componenti, nonchè della distribuzione dei pesi. Un lavoro enorme, durante la quale bisogna anche costantemente prevedere come ogni componente potrà essere sostituito o riparato durante la corsa.

Le sospensioni sono state riprogettate sia all’anteriore che al posteriore, cercando con le nuove geometrie di sollecitare meno la nuova mescola Michelin, che per regolamento sarà necessario riutilizzare per più stint. Le prestazioni di questi nuovi pneumatici hanno stupito tutti, con una perdita di prestazione media di soli 0.6 secondi per gomme già usate per un intero stint. Con solamente 4 set di gomme disponibili per qualifiche e gara (più 3 set per le prove libere e 2 ruote di scorta in caso di foratura) il valore strategico dei pit-stop è nettamente aumentato. Le Mans però non è stata toccata da questa limitazione e i team avranno a disposizione lo stesso numero di pneumatici del 2016.

Dopo la delusione dello scorso anno l’affidabilità è stata messa in cima alla lista dei problemi da risolvere sulla TS050 Hybrid. Prima dell’inizio di stagione sono stati percorsi oltre 35000 km, comprese diverse simulazioni da 30 ore e non è stato mai riscontrato nessun problema rilevante. Inoltre sono state ridotte le tolleranze su numerose parti meccaniche e predisposto configurazioni elettroniche che dovrebbero garantire in caso di cedimenti gravi di percorrere comunque quel fatale ultimo giro in 4-5 minuti.

Infine grossi passi avanti sono stati fatti anche in qualifica, cambiando quel trend che vedeva negli anni scorsi il team costretto a concentrarsi sul passo gara anche durante le prove. Sicuramente un’altro segnale della bontà del progetto 2017.

Toyota ha senz’altro fatto i compiti a casa e sembrerebbe avere tutte le carte in regola per vincere la 85esima edizione della 24 ore di Le Mans.

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