A költségsapkás versenyző

A költségsapkás versenyző

 

Az M-Sport Ford Fiesta R5-ösének vihart okozott a raliautók piacán.

Költség. Az utóbbi években felkapott kifejezéssé vált ez az autósportban szerte a világon. A globális gazdasági válság nagy hatást gyakorolt a technikai sportokra is, a versenyzőket támogató szponzorok pénzeszsákja a valaha volt legkisebbre apadt, ami odáig vezetett, hogy a szabályalkotóknak és a versenyzőknek meg kellett próbálni megtalálni az utat oda, hogy a saját sorozatukban lefaragják a költségeket.

A ralisport sem volt mentes ettől, az elmúlt évtizedben az FIA több erőfeszítést tett a sportág minden szintjén a versenyzés költségeinek csökkentésére. A top kategóriában, a WRC-k szintjén a technológia árnyéka korábbi önmagának, a költséges egységek, mint amilyenek az aktív differenciálművek is voltak, most már a történelemkönyvek részei. A globális ralisport kategória struktúrája teljes átdolgozáson esett át, ami a technológiai komplexitás, ezzel együtt a költségek csökkentését célozta meg, ennek lett az eredménye az R mellékletbe tartozó kategóriák, az R1, R2, R3, R4. R5 és R-GT létrehozása.

A teljesítményben a WRC autók alatt közvetlenül elhelyezkedő R5-ös kategória – melynek autói a WRC 2-es bajnokságban is rajthoz állhatnak – az európai és a nemzeti bajnokságokat célozta meg nyíltan, a szándék az volt, hogy ezek a kocsik az RRC (Regional Rally Car) és a Szuper 2000-es masinák ellen versenyezhessenek. Az FIA terve az volt végső soron, hogy az R5 felváltsa a Szuper 2000-es típusú autókat.

A kategória és annak szabálystruktúrája a globális ralitársadalom azon általános érzésének alapján született, miszerint az S2000 költségei túl magasak, és a költségkorlátozó tényezők sem voltak elég szigorúak. Bár költségsapkákat felállítottak, ezek nem kerültek betartásra, a költségszintek és a szofisztikáltság olyan méreteket öltött, hogy sok privát versenyző esett el a versenyképesség lehetőségétől. Az M-Sport projektvezetője, Chris Williams a következőként magyarázza a dolgot: „Az R5-tel a kezdetektől fogva az volt a szándék, hogy legyen egy négykerékhajtásos autó az S2000 versenyképességének szintjén, de alacsonyabb teljes költségen.”

Az FIA által előterjesztett javaslat ezt két úton célozta meg: az alkatrészek költségét és az alkalmazott technológiákat is korlátozták. Ennek eredményeként az R5 csaknem összes alkatrészére maximális ár létezik, míg a kész autó nem kerülhet többe, mint 180 ezer euró. Bár ez jelentős pénzösszegnek hangzik egy lényegében négykerékhajtású csapotthátúért, egy WRC platformra épülő RRC nagyjából 380 ezer eurót kóstál. Mivel az R5 összteljesítmény tekintetében felveszi a versenyt az RRC-vel, a költségsapkák miatt a gyártók számára nagy kihívás egy ilyennek az előállítása.

Az Egyesült Királyságban székelő M-Sport a Forddal karöltve volt az első, aki ilyen kocsival állított elő, a Fiesta R5-ös változata már az új szabályok szerint készült. A Fiesta project alapjait 2012 januárjában rakták le, miután megvalósíthatósági tanulmányt készítettek az új kategóriával kapcsolatban. Az autó a végső homologizációt a következő év júliusában kapta meg. Nem szabad figyelmen kívül hagyni, hogy az M-Sport – mely cég hatalmas tapasztalattal rendelkezik a ralisport csúcskategóriájában – vezette projektnek jó néhány akadályt le kellett küzdenie, és a mérnöki gondolkodásmódot is teljes mértékben át kellett állítania a költségek teljesítménnyel szembeni arányait szem előtt tartva.

Amikor az M-Sport elindult az R5-ös projekttel, a célja az volt, hogy a lehető legtöbbet használja fel a meglévő WRC és S2000 projektekből, a végső R5-ös autó ugyanakkor 95 százalékban új lett. „A szabályok a költségek tekintetében azt jelentették, hogy meg kellett hoznunk bizonyos döntéseket, melyek a többi autótól eltérő irányba tereltek minket” – mondja Williams, mivel a tervezési fázisban egy további kört kellett futniuk.

Míg normál esetben a tervezőcsapat számos különböző megközelítést alkalmazhat, és azt választhatja, ami a legnagyobb teljesítményt biztosítja anélkül, hogy a túlzottan kellene aggódnia a gyártás költségei vagy komplexitása miatt, az R5 esetében ez nem volt lehetséges. „A problémánk az volt, hogy amikor a száz százalékos teljesítményt céloztuk meg, és elmentünk legyártatni az alkatrészt, a válasz ez volt: ’Reménytelen, hogy ezt a megengedett költségen lehessen megcsinálni.’ Meg kellett vizsgálnunk a tervezést, megpróbáltunk a nem megfeszített alkatrészből 95 vagy 98 százalékos teljesítményt kihozni, viszont elérni a megcélzott árat.”

Testépítés

 

Az R5-ös autó a Ford gyártósoráról lekerülő fehér karosszériaként kezdi életét, melyet az M-Sport alkotói alapos átalakításnak vetnek alá. Azon felül, hogy a lényeges elemnek számító bukócsövet beszerelik, úgy alakítják át a kasztnit, hogy helyet kap benne a kardánalagút, valamint átdolgozzák a felfüggesztés bekötési pontjait. A felkészítés szintje olyan, mint amilyen a csúcskategóriás raliautóké, ugyanakkor a legnagyobb kihívás az, hogy megtalálják az egyensúlyt a költségek és a teljesítmény között.

„Rengeteg idő megy bele a karosszéria legyártásába, de a költségsapka nyilvánvalóan a legfőbb korlátozás” – mondja Williams, majd hozzáteszi: „Meg kellett néznünk a WRC/S2000-es karosszériát, mert ez az, ahol a teljesítmény terén lenni akartunk, és megtalálni az útját, hogy a költséghatárokon belül elérjük ezt.”

Az eredmény az volt, hogy az M-Sport teljesen átdolgozta a tervezési és gyártási megközelítését. A konstruktőr például azt állapította meg, hogy amennyiben elfogadható tíz kilogrammos súlytöbblet, a gyártási időből mintegy harminc százalék spórolható meg. „Az olyan kategóriákban, mint amilyen a WRC, csak a teljesítménycélok elérésére törekszel” – magyarázza Massimo Carriero, az R5-ös projekt egyik mérnöke. „Az R5-nél azonban új előírásokkal szembesültünk, amiket meg kellett értenünk. A beszállítóinkkal a különböző alkatrészek esetében többféleképpen próbáltuk meg elérni a költséghatárokat és a teljesítményt, ami talán a legnehezebb része volt a projektnek.”

Az M-Sport a karosszérián végrehajthatott súlycsökkentéseket, a szabályok meglehetősen szabadok, a karosszériaelemek kiterjedése változtatható, ugyanakkor a felhasznált anyagok korlátozás alá esnek. A könnyű anyagok, mint amilyen a karbon és a kevlár, nem engedélyedzettek, úgyhogy minden szélesítés, a hátsó karosszériaelemek, a motorháztető és a csomagtérajtó is üvegszálból készült.

Az aerodinamikai csomag egy alap változat, az elérhető aerodinamikai teljesítményt ugyanis az előírások korlátozzák. Az M-Sport nagyon sok erőforrást beleadott abba, hogy az autó első részén biztosítsa az optimális légáramlást, hogy a hűtés terén a legjobb hatásfokot érje el. „Sok időt töltöttünk azzal, hogy optimalizáljuk a motortérben lévő elvezetéseket” – mondja Williams. „Úgy gondoltuk, hogy ha az intercooler és a hűtők jól dolgoznak, többet nyerünk, mint a karosszéria aerodinamikai munkájával. Elégedettek vagyunk az autó teljes aero csomagjával, a hátsó spoiler pontosan ugyanaz, mint az S2000-es és az RRC autóé, de végül is ez egy Fiesta. A legnagyobb dolog tehát a belső légellenállás területe és a csatornák alakjának optimalizálása volt.”

Ez volt az, ahol a Forddal meglévő kapcsolat kifizetődött, és az M-Sport ki tudta használni a gyártó erőforrásait, főként a CFD fejlesztés (computational fluid dynamics – numerikus áramlástani szimuláció) területén. Az M-Sport által biztosított adatokat a Ford USA fel tudta használni, hogy olyan szinten modellezze az CFD-vel a belső áramlásokat, amire az M-Sport saját maga nem lett volna képes.

Nem csak a Ford komputerizáltsága bizonyult azonban hasznosnak, de a Ford aerodinamikai szakembereinek a tapasztalata is kifizetődött. „A CFD analizálás azt eredményezte, hogy az azt végző srácok mondták, miért nem próbáljuk ki ezt vagy azt, amikor megmutattunk nekik egy különös problémát, például a hűtő elhelyezésével és megdöntésével kapcsolatban, aminek hatása van a belső áramlásra is” – árulja el Williams.

 

Műszaki rejtvények

 

A Fiesta futóműve standard ralifutómű, minden sarkon rugóstag alapú felfüggesztés található. Ez egy kipróbált elrendezés, a Focus WRC-től kezdődően minden M-Sportos raliautó ilyennel rendelkezik, az M-Sport sok évet töltött a rendszer fejlesztésével, hogy az maximális teljesítményt biztosítson mind aszfaltos, mind murvás felületen.

Sajnos azonban, mint ahogyan a kocsi sok más területén, több meglévő elrendezést és geometriát is el kellett vetni a szabályok miatt. A megoldás egy speciális rugóstagos kivitel, ami eredetileg a Ford Focus WRC projektje folyamán került kifejlesztésre. A rugóstag a kerékaggyal nem annak tetején, hanem annak alsó részén, a féltengely előtt került összeszerelésre, a rugóstag pedig hátrafelé dől. Ez az elrendezés nagy rugóutat biztosít, a csapat így ezt használta fel az R5-ös projekthez.

Ez azonban komplex problémákat is jelent a hatékony futómű geometria elérésében. „Komplikált munkára bírni, de ez volt az az út, amit követni akartunk” – magyarázza Williams. „De ennek alkalmazásakor és egy szimmetrikus autó elérésekor, ahol a rugóstagok és más alkatrészek megegyeznek sarokról sarokra, a dizájn komplexitása hirtelen megjelenik.”

A Fiesta felfüggesztésének teljesítményével kapcsolatban a legnagyobb kényszer a szabályok látszólag jelentéktelen elvárásai. Az S2000 és a WRC esetében az autók célfeladatra készült első fényszórókkal is futhatnak, de az R5-nek meg kell tartania a sorozatgyártású egységeket. „Ez az egyik legnagyobb korlát az autó számára” – árulja el Williams. „A tervezés szemszögéből – már a projekt kezdetétől – a fényszóró jelentette a legnagyobb problémát.”

A gond gyökere, hogy a lámpatest belelóg a kerékjárati ívbe. Bár a kerékjárati ívek belső kiképzése szabad, a fényszóró hátsó részének elhelyezkedése korlátozza azt a teret, ahol az első kerék mozogni tud. Ez pedig fontos dolog a ralisportban, a felfüggesztés mozgása kulcsfontosságú tényező az autó teljesítményét tekintve. Az eredmény az lett, hogy az M-Sportnak jelentős kompromisszumokat kellett hoznia a felfüggesztés kialakításában.

Ahogyan a projektvezető kifejti: „Kompromisszumokat kellett kötnünk a geometriában, a felfüggesztés kialakításában, a rugóstag kialakításában és a karosszéria kialakításában, mindezt ebből az egy problémából eredően.” Az M-Sport végül elégedetten fejezte be a futóművön végzett munkálatokat, de nagyon sok időt és erőforrást vett igénybe, hogy egy hatékony rendszert hozzon létre.

Az ilyen problémák mellett az R5-ös előírások más kihívásokat is tartogattak, mégpedig azt, hogy mindössze két különböző rugóstag használatát engedélyezik. Míg egy WRC autó különféle rugóstag kialakítással rendelkezik az első és a hátsó felfüggesztésben, a murvás és az aszfaltos szakaszokon, ráadásul mindez a bal és a jobb oldalra külön értendő, az R5-nél mindössze kétfajta lehet, melyeknek mindezeket a szerepeket be kell tölteniük. Ugyanez a kényszer a lengőkarokra is. „Választanod kell: lehet balos és jobbos, vagy első és hátsó. A murván és az aszfalton használt alkatrészeknek azonosaknak kell lenniük” – mondja Williams. „A részegységekre vonatkozó ilyenfajta kontroll azt jelenti, hogy folyamatosan bűvészkedni kell a kialakításokkal, meg kell vizsgálni, hogy melyek a legjobb és a legrosszabb esetek, és be kell azonosítani, hogy milyenfajta kompromisszumokkal lehet a legjobban megélni.”

Fotó: Borsos Péter

 

Az M-Sportnak egy területen nem kellett kompromisszumokat kötnie, ezek maguk a lengéscsillapítók voltak. Az autó külső tartályos, háromutas állítható egységekkel rendelkezik, melyeknek a Reiger a beszállítója. Ezek ugyanolyan specifikációjú egységek, mint amiket az S2000-es autókban használtak, az áruk a költségsapkának megfelelő. Az egyetlen különbség az R5-ös autó és a WRC lengéscsillapítója között a kétfajta rugóstagok engedélyező szabályokra vezethető vissza. Míg a lengéscsillapító test a WRC-n más lehet elöl és hátul, illetve bal és jobb oldalon, addig az R5-ös autón ezek megegyeznek. Ezen különbségen túl azonban, a belső szelepelést tekintve azonosak.

Annak ellenére, hogy lényegében egy teljesen új futómű rendszert fejlesztettek, az M-Sport korábbi tapasztalatai jól jöttek, amikor meg kellett érteni az új csomagot. Williams a következőket meséli erről: „Bár a geometria és a futómű arányai mások az előző autóinkhoz képest, közel voltak egymáshoz, úgyhogy gyorsan rajta voltunk az ügyön. Amikor az aszfaltos tesztünket végeztük, nem kellett sok lengéscsillapító tesztet csinálnunk, gyorsan ott voltunk, ahol lennünk kellett. Nem fedeztünk fel semmi újat, de nem is jöttek rejtett meglepetések a felfüggesztés irányából.”

A fékrendszer is tárgya a költségkorlátozásoknak, de ebben az esetben a teljesítménnyel kapcsolatos kompromisszumok nem voltak nagyok a WRC autóra szerelt alkatrészekhez képest. Az M-Sport fékekkel kapcsolatos partnere, az AP Racing a WRC autókon használt féknyergeket alapul tudta venni, de a féknyergeket kovácsolással állította elő, nem pedig egy darabból történő forgácsolással. Bár a kovácsolás drágább gyártási eljárás a kismennyiségű előállításra az egyedi formák gyártása miatt, az M-Sport számára az R5-ös autókhoz szükséges darabszám azt jelentette, hogy az egységár már megfelelt a költségsapkának.

„Mivel nagy mennyiséget kell vásárolnod, hirtelen elérsz egy pontot, ahol az egységköltség drasztikusan lecsökken. Abból is adódtak megtakarítások, hogy csak egy beszállítót használunk, nem pedig más-más forrásból kapjuk a féktárcsákat, a fékbetéteket és a féknyergeket” – magyarázza Williams. „Nagyon kevés különbség van az R5 és a WRC csomagja között: ha valamiben, akkor ebben jobb az R5, mint a WRC. Amikor a WRC-s srácok beleülnek az R5-be, és azt állítják, hogy jó a fék, akkor az rendben van.”

Fotó: Borsos Péter

 

Még az olyan egységeket, mint amilyen a pedálbox is, meg kell vizsgálni, hogy biztosak legyenek abban, megfelelnek-e a teljesítménnyel és az árral kapcsolatos kritériumoknak. Williams szavai szerint a WRC M-Sportnál gyártott pedálboxa „elképesztően drága”. Mivel a házon belül előállított pedálboxot elvetették, a csapat megbízható beszállítójához fordult, hogy így tegyen erőfeszítést egy megfelelő egység megtalálására, de még ez a megközelítés sem bizonyult gyümölcsözőnek először. „Találtunk egy boxot, de nem felelt meg a fly-by-wire gázpedál miatti elvárásainknak, úgyhogy arra jutottunk, hogy felesben belekezdünk egy megoldás fejlesztésébe, részben felhasználva a mi, részben felhasználva a külsős beszállító alkatrészeit” – meséli Williams. „Ugyanakkor még ezzel a megközelítéssel is a hidegrázást kezdte hozni a költség. Végül meggyőztük a beszállítót, hogy állítson elő egy komplett egységet, amit más applikációkban is tud alkalmazni. Ennek ára harmada lett a WRC egység árának.”

Motor

 

Az R5-ös szabályok elvárják a sorozatgyártású alappal rendelkező motorok használatát, az olyan paraméterek pedig, mint a főtengely középvonalának padlószinttől való távolsága és a blokk dőlése meghatározott. Az erőforrás nem helyezkedhet el alacsonyabban, mint a sorozatgyártású kocsi egysége, de 25 milliméterrel feljebb, illetve előrefelé, vagy 15 milliméterrel hátrébb pozícionálható. A hátrafelé történő maximálisan megengedett döntés 25 fok a függőlegeshez képest. Szimplán a számok tükrében az R5-ös erőforrás összehasonlítható a WRC masinában található egységgel, mivel ez is 1,6 literes benzinmotor két felülfekvő vezérműtengellyel és direkt befecskendezéssel. A valóságban azonban ég és föld a különbség.

„Nagy a különbség a WRC és az R5 motorja között” – magyarázza Williams. „Nem mondom, hogy nincsenek hasonlóságok, mivel néhány megoldás és tervezési filozófia átkerült, de ahhoz, hogy elérjük az árat, egy sorozatgyártású motort módosítottunk, semmint egy kimondott versenymotort. Ennek eredményeként ez a WRC egység árának harmadába kerül. A teljesítmény tekintetében azonban nem vagyunk messze a WRC-től. Ha egy 34 milliméteres szűkítőt szerelünk fel (az R5-ös autóknak 32 milliméteres szűkítővel kell futniuk), majdnem ott vagyunk a teljesítményben, bár a motor nyilvánvalóan nehezebb.”

Az R5 fejlesztésének korai szakaszában, amikor a szabályok még kialakulóban voltak, az FIA úgy döntött, a gyártóknak nem muszáj egy meglévő 1600 köbcentiméteres egységből kialakítani a motorjukat, ehelyett ha úgy gondolják, egy kétliteres erőforrást is használhatnak csökkentett hengerűrtartalommal. Ennek a változásnak az volt az oka, hogy az egyik gyártó nem rendelkezett megfelelő 1600 köbcentis egységgel, ami kizáró tényező volt számára. Ugyanez a gyártó vasból készült blokkot szeretett volna használni, úgyhogy egy olyan megegyezés történt, hogy a blokk súlyát a karosszériához számolják, nem pedig a motor összsúlyához. A nehezebb blokk azt jelenti, hogy nagyobb súlyt lehet eltávolítani a karosszériáról anélkül, hogy az kiesne a minimális súlyra vonatkozó előírásból, melyet 385 kilogrammban határoztak meg Ebben tehát benne van a csupasz motorblokk is.

A szabályokat úgy alakították ki, hogy azok lehetővé tegyék a gyártó palettájának másik modelljéből származó motor használatát, feltéve ha az megfelel az előírásoknak. Az M-Sport már munkálkodott a csomagján, amikor ez a döntés megszületett, ez a változtatás azonban jelentős hatással volt a Fiesta R5 erőforrásának fejlesztésére. „Már dolgoztunk egy 1600-as egységen, alapként használva az 1600-as Ford EcoBoost motort” – mondja Williams. „Amikor áttekintettük az addig elvégzett munkát, figyelembe véve az átdolgozott előírásokat, hamar rájöttünk, hogy a 2000 köbcentis blokk sokkal hasznosabb alap lenne számunkra. Számos előnyt láttunk, melyek erős túlsúlyban voltak azzal a néhány kompromisszummal szemben. Egy nagyobb motorral nekilátva olyan alkatrészeket használsz, melyeket kétliteres egységhez terveztek, nem pedig 1,6 litereshez, és ezek azok az alkatrészek, melyeknek a specifikációját meghatározza az FIA.”

A döntés eredményeként a választás a kétliteres EcoBoost motorra esett, a módosított furat és löket 85, illetve 71,3 milliméter, ez adja ki az 1620 köbcentit, ami a szabályok adta felső határ. Ez azt jelentette, hogy az alapok, amin az M-Sportnak dolgozni kellett, sokkal biztosabbak voltak, mintha az 1600 köbcentis utat járták volna. „Nézzük a főtengelyt például, amit a kétliteres motorra méreteztek” – magyarázza Williams. „Ha az 1600-as főtengely méreténél kellett volna maradnunk, kicsit aggódhattunk volna, hogy problémáink lesznek a legnagyobb nyomatékkal, ezt láttuk előre.”

Meg kell jegyezni, hogy a motorba speciális főtengelyt, hajtókarokat és dugattyúkat szerelnek, de ezek konstrukcióját szigorúan meghatározzák mind a technikai előírások – a sorozatgyártású alkatrészekkel számos paraméterben meg kell egyezniük –, mind a költségsapka szabályok. Ez akadályozza meg az egzotikus kivitelek alkalmazását a mozgó alkatrészek esetében, de Williams megjegyzi, hogy a szabályok még így is adnak lehetőséget arra, hogy ezen alkatrészek teljesítményét javíthassák.

A motor beépítését tekintve az egyik legnagyobb kihívás, amivel az M-Sport szembesült, hogy a szabályok előírják a sorozatgyártású autók hűtőjének használatát. „Nagyon nehéz volt számunkra az, hogy olyan hűtőt találjunk, ami el tudja végezni a feladatot, mivel van pár különleges elvárásunk” – mondja Williams. „Az intercooler és a hűtők elhelyezésére vonatkozó hűtési stratégiánk elég különleges, és ahhoz, hogy ezt a stratégiát alkalmazni tudjuk, egy bizonyos formájú hűtőre volt szükségünk, a legmodernebb, autóban megtalálható hűtők viszont nem felelnek meg ennek a formának.

Világviszonylatú keresésbe kezdtünk, hogy találjunk egy olyat, ami megfelel a szükségleteinknek. A Ford hűtőszakértője segített – egy srác van a teljes cégnél –, ő nagyon jó ebben. Egy olyan egységgel érkezett meg, ami passzolt, ez a Ford Edge SUV-ből származott.”

Hasonló volt a helyzet az intercoolerrel, az M-Sportnak itt is nagyon különleges listája volt az elvárásokkal kapcsolatban. A kiválasztott töltőlevegő visszahűtő végül órákig tartó alkatrészlisták szkennelésének eredménye volt, hogy megtalálják a megfelelő alkatrészt. „Ez egy olyan eset volt, amikor tűt keresünk a szénakazalban” – mondja Williams. „Végül találtunk egy hűtőt, ugyanakkor ez nem teljesíti azt a mennyiséget, amit a szabályok megengednek nekünk. Egyszerűen nem tudtam olyat találni, ami pontosan megfelel.”

Az M-Sportnak más területeken lehetősége adódott a Fiesta sorozatgyártású komponenseinek megtartására. A kipufogószelepek például raktári termékek, melyek Williams véleménye szerint bőségesen megfelelnek a feladatnak. „A sorozatgyártású szelep nátrium töltetű, volt arra lehetőség, hogy megtartsuk ezeket, de arra is, hogy drágább aftermarket opcióra váltsunk” – árulja el. „Kipróbáltuk a standard szelepet, és nagyon jól működött. Szerencsések vagyunk, hogy a Ford ezt a fajta szelepet specifikálta, költséget tudtunk vele csökkenteni.”

Ugyanez vonatkozik a szívócsonk kialakítására is, ami a sorozatgyártású EcoBoost motorokhoz polimerből készül. Az M-Sport mérnökei aggódtak azzal kapcsolatban, hogy az alkatrész nem lesz elég tartós, és az előírások meg is engedték volna egy új szívócsonk alumíniumból történő legyártását, melynek csaknem ugyanazt a formát kellett volna öltenie, mint amilyen a standard alkatrész. Ez további költségeket és többletsúlyt jelentett volna, de az M-Sport nem szembesült a műanyag alkatrésszel kapcsolatos problémákkal.

A szelepvezérlés ugyancsak új kihívásokkal állította szembe az M-Sportot, főként a változó szelepvezérlés terén, mivel ez a technológia a WRC-knél nem megengedett. „A kezdetekkor nem voltuk benne biztosak, hogy valódi előnyt jelent ez a versenycélú alkalmazáskor” – mondja Williams. Az átfogóbb vizsgálatok során azonban a csapat úgy találta, hogy hasznos lehet a használata, főként a motor gázelvételi karakterisztikájában.

A elektromos vezérlőegység is egyedi az R5-ben. Az M-Sport rendelkezik házon belüli ECU fejlesztési lehetőséggel, ez a részleg együttműködik a Cosworth-tal, de a csapat nem találta lehetségesnek a elektromos vezérlőegység szigorú költségkereten belül történő előállítását. A cég így egy beszállítótól, a Life Racingtől szerezte ezt be, hogy egy „tömeggyártású” egységgel megfelelhessen minden követelménynek.

„Le kellett feleznünk a motor elektronikájának költségét a WRC autóénak a felére” – mondja el Williams. „A hatása a funkcionalitásra azonban kicsi, főként a hardver és a komponensek azok, amik nincsenek egy szinten a WRC autóban találhatókkal abban a tekintetben, hogy hogyan konstruálták meg őket. A Life Racingnek azonban van néhány nagyon ügyes sráca, és a mi mérnökeinknek is volt ötlete a rendszerhez.” Az ECU a szabályok technikai elvárásaival szemben is meg kell, hogy feleljen, az olyan ellenőrzőrendszerek pedig, mint a frisslevegős szelepek vagy a kipufogógáz visszavezetés nem megengedettek.

Összességében Williams elégedett a Fiesta R5 erőforrásának teljesítményével. „A motor jó, a fő különbség az, hogy ez nehezebb, mint a WRC egysége, de nem tudjuk könnyebbé tenni az előírások adta megszorítások miatt.”

 

Erőátvitel

 

A Fiesta erőátviteli rendszerét a francia gyártó, a Sadev készítette az M-Sport elvárásai szerint. „Mivel mi voltunk az elsők, akik belevágtak az R5-be, mi választhattunk beszállítót az erőátvitelre, és emiatt olyanra alakítathattuk az erőátvitelt, ami megfelelt az elvárásainknak” – magyarázza Williams.

A szabályok számos aspektussal rendelkeznek az erőátviteli rendszer tekintetben, melyek korlátozzák az autó teljesítményét összességében, mindenekelőtt az, hogy öt előremeneti fokozattal rendelkezhet a sebességváltó. „Az FIA azt akarta, hogy az erőátvitel sokat bírjon, éppen ezért nem akart vékony fogaskerekeket, könnyű anyagokat és drága fogaskerekeket” – mondja Williams. „Azt mondták tehát, hogy elég nagyok lehetnek, melyek tartósak is, öt fokozatunk lehet, úgyhogy nagy helyünk van. Ez talán a legnagyobb dolog, amiben az R5-ös autó elkülönül a WRC autótól. A motorteljesítmény és a nyomaték összehasonlítható, a karosszéria összehasonlítható, de öt fokozatunk van csupán.”

Az R5-ös autók abban is korlátozottak, hogy mindössze két szett homologizált váltóáttételük lehet, melyeknek le kell fedni a gyorsasági szakaszok teljes skáláját. A váltóáttételek kiválasztásának éppen ezért nagy jelentősége volt az M-Sportnál, mivel ha egyszer homologizálásra kerültek, nem lehet anélkül módosítani őket, hogy az autó jokerét fel ne használnák. Ennek az lett az eredménye, hogy a 2013-as évben az M-Sport csak egy szett váltóáttételt homologizált, az év második felét azzal töltötték, hogy adatokat gyűjtöttek ahhoz, hogy meghatározzák a második szett legjobb értékeit.

A régi WRC autók rendszerével összehasonlítva az R5-ös kuplungja elég egyszerű, ez az egyike azon kevés alkatrészeknek, melyek közösek a WRC és az R5 platformján. A egység hidraulikus működtetéssel és két Cerametallic tárcsával rendelkezik, a karbonból készült kuplung az egyik olyan dolog, amit mind az R5-ös, mind a WRC szabályok tiltanak. „A WRC autókban full karbon-karbon kuplungot használtunk elektronikus kontrollal, ez nagyjából 18 ezer fontba került.  Hogy kellő megvilágítása legyen, a jelenlegi kuplung ötszáz fontot kóstál talán” – árulja el Williams.

Fotó: Borsos Péter

 

A mechanikus első és hátsó differenciálműveket is a Sadev gyártja, ezek passzív egységek. Az autó egy hidraulikusan működtetett rendszerrel rendelkezik, ami leoldja a hátsó hajtást a kézifékes kanyarodáskor. Bár a működésük egyszerű, az M-Sport úgy tudta finomhangolni a differenciálműveket, hogy az nem ellenkezett a szabályokkal. „Az alapján, amit a WRC-ken tanultunk, hamar ki tudtunk választani egy olyan differenciálmű beállítást, ami olyan karakterisztikát biztosít, amire szükségünk volt” – meséli Williams. „Meg kell említeni azonban, hogy differenciálművek beállításakor a versenyzői preferenciákban van a legnagyobb különbség. Ezek megdöbbentően különbözőek, még a Brit Rally-n induló tíz R5-ös autóban is, az egyik pilótának egyfajta extrém, a másiknak másfajta extrém beállítása van.”

A differenciálművek külső állíthatóságát az R5-ös előírások nem teszik lehetővé, ugyanakkor az M-Sport alkalmazott néhány ügyes elemet, hogy ne kelljen teljesen szétszerelni az egységeket a beállítás módosításához. „Van egy eszközünk a differenciálmű előfeszítésének állításához, ami így meglehetősen gyors, néhány perc alatt elvégezhető, mivel nem kell szétbontani a diffit” – mondja a projektvezető. Amiket ehhez el kell távolítani, azok a féltengelyek és néhány kiegészítő szerelvény. Ugyanakkor a verseny során a csapatoknak a kiválasztott beállításokkal kell teljesíteniük, a módosítások a szervizparkban nem végezhetőek el.

Williams azt is elárulja, hogy a differenciálmű rámpája nagyjából húsz perc alatt kicserélhető, minden differenciálmű csomag két szett rámpával rendelkezik. A szabályok adta megszorítások azonban itt is szerepet játszanak, és összesen három különböző szett rámpa homologizálható. „Ez idáig kettőt választottunk ki az engedélyezett rámpákból, egyet előre és egyet hátra” – árulja el. „A beszerelés kombinációival, hogy a súrlódó elemek hogyan állnak és mennyi elem aktív aktuálisan, állíthatjuk a diffi előfeszítését. Mindkét rámpa szett benne van egyidejűleg a sebességváltóban, ki lehet venni ezeket, átfordítani és munkára fogni a második szettet. Amikor megveszed az autót, a két homologizált rámpa szett benne van.”

 

Elektronika és adatátvitel

 

Williams azt állítja, már a kezdetekkor úgy döntöttek, hogy nem a WRC típusú kábelköteg kerül az R5-be. „A komplexitása és a költsége jóval meghaladja azt, amire az R5-ben szükségünk van” – magyarázza. Ennek eredményeként a Fiesta vezetékeinek nagy része az utcai autók csatlakozóival rendelkezik. Ez azt jelenti, hogy a kábelköteg megoldása a tartósság szempontjából végső soron egyfajta kompromisszum, az M-Sport azonban elégedett, hogy ez megfelel az R5-ös kocsi követelményeinek, annak ellenére, hogy nincs meg az az élettartama, mint az AS típusú csatlakozóknak és vezetékelésnek.

A WRC és S2000 autókban található berendezéssel történt szakítást követően az R5 teljesen új, egyedi kijelzővel és áramellátó rendszerrel rendelkezik, amit úgy terveztek meg, hogy csökkentsék az autó kábelezésének bonyolultságát. „Ahhoz, hogy kevésbé szofisztikálttá tegyük ezt, több vezérlőegységet alkalmaztunk, szemben a WRC autóban található egyetlen központi egységgel” – mondja a projektvezető. Ez azt jelenti, hogy az egységek közötti kábelezés sokkal egyszerűbb, magában foglalva a fő kijelző testelés, áram és jel vezetékét, szükségtelenné téve azt, hogy az összes szenzor, valamint rendszer vezetékei az adott helyről behálózzák az autót.

A megközelítés egy új filozófiát jelentett az M-Sportnál, annak kivitelezését a PMU technológia (Power Management Unit – programirányító egység) előnyeinek alkalmazása tette lehetővé, leginkább a PMU-k azon fejlesztései, melyekben az áramellátás és a jelek továbbítása közösen valósul meg. Amíg például korábban az autó bal első részének minden vezetéke egy húsz vezetéket magában foglaló kötegben jutott el a kérdéses részhez, most a szenzorok és lámpák vezetékei egy, az autó hátsó részében elhelyezkedő PMU-ban végződnek, a PMU-ból a kocsi elejéhez induló kábel az áramkör két vezetékét, valamint a jelek továbbítására szolgáló vezetéket tartalmazza, ami ellátja a kijelzőt és az adatrögzítőt.

Fotó: Borsos Péter

 

„Az R5-nél az új rendszerrel kapcsolatban nagyjából nyolcvan százalékos implementációt értünk el” – mondja Williams. „A kezdetekkor az volt a probléma, hogy olyan egységeket találjunk, melyeknek bemenetük és kimenetük is van és hogy biztosítsuk, hogy az áramellátás és a kommunikációs hálózatok megfelelően működjenek. De voltak olyan problémák is, mint hogy mit lehet kezdeni azzal, amikor az egység elromlik és hogy biztosítsuk a hibastratégiák megfelelően robosztusságát, hogy megtartsák a funkcionalitásukat. Ez nagyon sok időbe került nekünk, a projekt egyik új eleme volt, sokkal több munka volt vele, mint amire számítottunk.”

A projekt kezdetekor úgy határozott az M-Sport, hogy az adatrendszer funkcionalitásában egy bizonyos szintig el szeretnének jutni, hogy az adatok eltávolítható kommunikációs eszközökkel is elérhetőek legyenek a fizikális csatlakoztatások helyett. Ez öltött testet az USB csatlakozókban, ami egy olyan eszköz, melyet korábban nem igazán használtak a ralisportban. Az R5-ös autóknál – és WRC-knél – megengedett adatgyűjtés korlátozottabb azokhoz a rendszerekhez képest, amik más versenyosztályokban megtalálhatóak. A raliversenyeken az autók csak olyan szenzorokkal futhatnak, amiket a technikai szabályok felsorolnak, korlátozva a begyűjthető hasznos adatokat. Még a látszólag nélkülözhetetlen érzékelők, mint az egyes kerekek sebességszenzorjai és a lengéscsillapítók potenciométerei is tiltottak, ami Williams véleménye szerint kétélű fegyver.

„Szeretnénk sokkal több szenzort az autóra, mivel a mérnökök azt keresik, hogyan tehetik a versenyen gyorssá az autót, így viszont hiányzik néhány kulcsfontosságú információ, amit szeretnénk megkapni. Az autó nem rendelkezhet például háromtengelyes gyorsulásmérővel” – mondja Williams. „Ez azt jelenti, hogy sokszor vakon dolgozunk, azt azonban látom, hogy az FIA azért csinálja ezt, mert így hatalmas költségek takaríthatóak meg. Azt mondanám, hogy egy átlagos, nemzeti szinten versenyző csapat esetében, akik nem rendelkeznek sok mérnökkel, a meglévő rendszer az ideális.”

Sikertörténet

 

A Fiesta R5 valóságos sikernek bizonyult az M-Sport számára. 2014 márciusának közepére ötven autó készült el és további húsz volt összeszerelés alatt, ami máris felülmúlta a S2000-es Fiesta teljes gyártási számát. A siker azonban problémákat is okozott, az M-Sport küzd azzal, hogy a megfelelő gyorsasággal tudja legyártani az autókat.

A 2013 novemberében tartott Brit Rally előtt Williams a következőket mondta el: „A múlt héten három ember jött, hogy ott és akkor kifizeti a teljes árat, ha januárra garantálni tudjuk neki az autót. A probléma ugyanakkor az, hogy 2014 márciusáig mindent eladtunk!” Ez oda vezetett, hogy a cégnek felül kellett vizsgálnia a gyártási folyamatát, hogy eleget tehessen az igényeknek. Havi szinten öt R5-ös autó készül el. Hétfőnként kerül be egy karosszéria a műhelybe, ami szerdán már készen áll a shakedown-ra, ezt csütörtökön teszi meg az autó, pénteken pedig kiszállításra kerül.

Ez megerőltető ütemezés, de az M-Sport tudja kezelni, a nagyobb igények azonban további változtatásokat vonnának maguk után a munkavégzést tekintve. Ez kockázatokat is hordoz. „Kihívás lenne ennél is jobban fokozni a gyártást, a végrehajtáshoz is időre lenne szükség, amikor már lehet, hogy nem is lenne igény az autókra” – mondja Williams. „Ez olyan dolgokat tenne szükségessé, mint az éjszakai műszak, de a beszállítókra is nagy terhet róna, főként azokra, akik hosszú beszállítási idővel adják az alkatrészeket.”

Ennek ellenére úgy tűnik, hogy az R5-ös projekt terméke lesz az M-Sport kereskedelmi szempontból eddigi legsikeresebb autója, hiszen ötven autó került kiszállításra, mire a vetélytársak egyike – a Peugeot és a Citroen közül előbbi – homologizálásra került. Míg elkerülhetetlen az, hogy a PSA csoport autói hasznot húzhatnak abból a leckéből, hogy az M-Sport miként teljesítette az R5-ös előírásokat, valószínűtlen, hogy bármelyik francia márka is fölébe kerekedne a piacon, mivel az M-Sport autóiból akkora mennyiség fut már a versenypályákon.

Egy dolog bizonyos ugyanakkor. Az M-Sport bebizonyította, hogy a WRC masina árának töredékéből is lehetséges egy igazán potens raliautó építése, ami igazolja az R5-ös előírások szándékát és szellemét. Végül, az autósport egyre inkább költségkényszer alatt lévő globális világában az olyan előíráscsomagok, mint amilyen az R5 is, egyre inkább normává válnak, és a WRC-k 95 százalékos képességével rendelkező Fiesta R5 bizonyítja, hogy ez a fajta váltás nem megy szükségszerűen a teljesítmény vagy látvány kárára.

 

Andrew