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LMDh-Motoren: Warum die Hubraum-Monster zurückkehren

Dicke V8-Motoren statt Downsizing: Die LMDh-Boliden überraschen mit großvolumigen Verbrennungsmotoren - Wie Nachhaltigkeit neu gedacht wird

LMDh-Motoren: Warum die Hubraum-Monster zurückkehren

Wäre da nicht der Hybridantrieb, könnte man sich um 15 Jahre zurückversetzt fühlen: Drei der vier LMDh-Boliden, die an diesem Wochenende bei den 24 Stunden von Daytona in der GTP-Klasse debütieren, sind mit großvolumigen, teilweise turboaufgeladenen V8-Motoren ausgestattet. Lediglich Acura ist in dieser Hinsicht ein kleiner Außenseiter.

Die Motoren der vier Hersteller:

Acura ARX-06: 2,4-Liter-V6 mit Turboaufladung

BMW M Hybrid V8: 4,0-Liter-V8 mit Turboaufladung

Cadillac V-LMDh: 5,5-Liter-V8-Saugmotor

Porsche 963: 4,6-Liter-V8 mit Turboaufladung

Woher kommt dieser scheinbare Rückschritt? Der Hauptgrund liegt im Reglement. Aber auch aktuelle Trends in der Serienproduktion spielen eine Rolle. Und nicht zuletzt die Frage, was Nachhaltigkeit eigentlich bedeutet.

Kommen wir zum ersten und wichtigsten Punkt: Das Reglement begünstigt großvolumige Motoren mit einem flachen Drehmomentverlauf. Im alten LMP1-Reglement galt: Der Hybrid zieht mit voller Kraft, egal was der Verbrennungsmotor macht. Im Hypercar-/GTP-Reglement, egal ob LMH oder LMDh, gilt ein ganz anderes Prinzip.

Die Leistungskurve ist exakt vorgegeben. Je mehr der Elektromotor arbeitet, desto mehr wird die Leistung des Verbrennungsmotors reduziert. Das geschieht elektronisch. Das bedeutet aber, dass der Verbrennungsmotor theoretisch in der Lage sein muss, die Leistung im unteren Drehzahlbereich selbst zu erzeugen. Das können großvolumige Aggregate besser als kleine.

Kleine Motoren haben auch keinen Gewichtsvorteil mehr, weil das Gewicht auf 180 Kilogramm festgelegt ist. Sie müssen aus eigener Kraft eine Leistung von 707 PS erzeugen können. Der restliche Antriebsstrang inklusive der Anlenkpunkte ist einheitlich. Damit passen die großen V8-Motoren am besten in das Gesamtkonzept aus LMP2-Chassis und Einheitsbauteilen wie Getriebe und Hybridkomponenten (MGU).

Warum der aktuellere DTM-Motor für BMW ausschied

Als die LMDh-Philosophie vor drei Jahren erstmals dargelegt wurde, galt noch die Prämisse, dass das Aggregat aus der Serie stammen muss. Dieser Passus wurde zwischenzeitlich klammheimlich gestrichen. Das ermöglichte es beispielsweise BMW, beim M Hybrid V8 den alten DTM-V8-Motor (P66/1) als Basis zu nehmen und ihn mit einem Turbolader zu koppeln.

"Wir wollten drei Dinge kombinieren: Hersteller-DNA, was am besten ins Reglement passte und was angesichts des engen Zeitplans realistisch erschien", sagt Projektleiter Maurizio Leschiutta. Eine komplette Neuentwicklung eines Motors kam für BMW daher nicht in Frage. "Da wir auf einem bestehenden Motor aufgebaut haben, konnten wir Entwicklungszeit sparen."

"Wir kamen auf die V8-Twinturbo-Architektur, die wir auch in unserem Straßenfahrzeug M8 einsetzen. Uns war klar, dass wir bei unserem Hubraum auf Turboaufladung setzen mussten. Das hat uns geholfen, die geforderte Leistung zu erreichen."

Ulrich Schulz, Leiter Motoren BMW M Motorsport, ergänzt: "Wir haben uns auch den P48-Motor aus dem BMW M4 DTM [2,0-Liter-Turbo aus der Class 1] und den P63-Motor [4,4-Liter-V8-Turbo] aus dem BMW M8 GTE angesehen. Aber mögliche Zuverlässigkeitsprobleme beim P48 und das hohe Gewicht des P63 sprachen dagegen."

Beim Umbau des P66/1 zum P66/2, einem Testmotor, und schließlich zum P66/3, dem endgültigen Rennmotor, kombinierte BMW sein Know-how aus der Formel-1- und Formel-E-Zeit. So wurden Ressourcen aus drei verschiedenen Motorsportprogrammen zusammengeführt.

Auch Porsche bedient sich im Regal

Urs Kuratle (Leiter Werksmotorsport LMDh bei Porsche) antwortet auf dieselbe Frage: "Wir hatten eine ganze Reihe von Motoren, die möglich gewesen wären. Wir hatten den [2,0-Liter-V4] Motor aus dem 919, aber der war nicht für dieses Reglement gemacht und es wäre zu teuer geworden.

Der Mini-Motor war konsequent auf Leichtbau und minimale Größe getrimmt. Damit hätte er nicht in das LMDh-Paket gepasst und hätte künstlich schwerer gemacht werden müssen. Stattdessen wurde der Motor aus dem 918 Spyder genommen und mit einem Turbo gekoppelt. Damit sind BMW und Porsche einen ähnlichen Weg gegangen.

Der Motor des Porsche 963 hat eine flache Kurbelwelle und ist sehr kurzhubig ausgelegt", erklärt Stefan Moser, leitender Ingenieur für den Antrieb des Porsche 963. Durch den relativ großen Hubraum müssen die Turbolader den Umgebungsdruck nur um 0,3 bar erhöhen.

"Der Vorteil: Der Motor behält seine Grundcharakteristik als Sauger und spricht sehr direkt auf Gaspedalbefehle an. Der relativ geringe Ladedruck baut sich schnell auf, ein Turboloch gibt es nicht". Beeindruckend: Im Porsche 918 Spyder ist der 9RD kein tragendes Bauteil. Mit einigen zusätzlichen Versteifungen kann er diese Aufgabe nun aber im 963 übernehmen.

Nachhaltigkeit in neuem Licht

Diese Beispiele zeigen, dass Nachhaltigkeit heute anders gedacht wird. Lange Zeit war der Begriff nur von der Prämisse geprägt, den Kraftstoffverbrauch zu senken. Dies führte jedoch im Laufe der Zeit zu immer teureren Aggregaten mit zum Teil exotischen Werkstoffen, die immer komplexer wurden.

Inzwischen sind die Einsparpotenziale so gering, dass sie in keinem Verhältnis mehr zu den Kosten stehen. Ein Beispiel: Mit der LMP1-Generation von 2014 wurde der Kraftstoffverbrauch beim 24-Stunden-Rennen von Le Mans im Vergleich zu 2013 um 30 Prozent reduziert. Eine erneute Reduktion um 30 Prozent würde nun ein Vielfaches kosten.

Durch den Einsatz nachhaltiger Kraftstoffe ist das Thema Benzinverbrauch ohnehin in den Hintergrund gerückt. Nachhaltigkeit wird jetzt ganzheitlich gedacht: Ein robuster Motor, der vielleicht ein paar Prozent mehr verbraucht, dafür aber nicht teuer entwickelt werden muss und ohne exotische Rohstoffe auskommt, erscheint mit dem umweltfreundlichen Kraftstoff plötzlich sehr nachhaltig.

Effizient, aber nicht nachhaltig: Die LMP1-Ära ging an den Kosten zugrunde

Effizient, aber nicht nachhaltig: Die LMP1-Ära ging an den Kosten zugrunde

Foto: LAT

Ulrich Schulz (BMW): "Es ist ein großer Vorteil, dass wir auf vorhandene Materialien wie Stahl und Aluminium zurückgreifen konnten - sowohl für die Basis des Motors als auch für einzelne Komponenten wie Wellen, Gehäuse und andere Kleinteile. Dadurch haben wir viel Geld gespart. Das ist nachhaltig und effizient."

Diese ganzheitliche Art der Nachhaltigkeit wird auch im übrigen Reglement stärker berücksichtigt: Kein Autohersteller der Welt muss heute mehr beweisen, dass er aus einem vorgegebenen Hubraum zehn PS mehr herausholen kann als ein anderer. Das Know-how haben inzwischen ohnehin alle Hersteller. Deshalb die vorgeschriebene Leistungskurve.

Auch muss kein Hersteller mehr beweisen, dass er ein überlegenes Chassis bauen kann. Ergo sind Gleichteile schon in den 2010er Jahren immer häufiger geworden. Heute setzt man auf standardisierte LMP2-Chassis. Und kein Auto bekommt mehr maßgeschneiderte Reifen, was Abertausende von Testkilometern mit Wegwerfpneus überflüssig macht. Einheitsreifen sind angesagt.

V8-Saugmotor: Der amerikanische Weg

Auch Downsizing ist in der Automobilindustrie kaum noch ein Thema. Spätestens mit der Einführung des WLTP-Zyklus sind die Vorteile turboaufgeladener Kleinmotoren verschwunden. Die Vorteile, die diese Motoren im Teillastbereich haben, können sie im Motorsport ohnehin nicht ausspielen. Bei Volllast gilt das alte Prinzip: Turbo läuft, Turbo säuft.

So kann auch Cadillac mit einer Architektur aufwarten, die noch vor wenigen Jahren kaum jemand für die 2020er Jahre vermutet hätte: Ein 5,5-Liter-Crossplane-V8-Saugmotor wird auch in den kommenden Jahren die Herzen der Motorsportfans höherschlagen lassen. Der amerikanischste aller GTP-Boliden ist auch das Ergebnis von Zeitdruck.

"Wie alle anderen hatten auch wir nicht viel Zeit, um eine Entscheidung zu treffen. Wir haben uns stark auf unsere jahrzehntelange Motorsport-Erfahrung mit General Motors verlassen, vor allem im Achtzylinder-Bereich", sagt GM-Motorsportchefin Laura Wontrop Klauser.

"Wir haben so schnell wie möglich Packaging-Studien für eine Vielzahl von Motoren durchgeführt. Dann haben wir uns die Leistungsanforderungen angeschaut. Dank unserer Erfahrung war es sinnvoll, mit der V8-Architektur weiterzumachen."

Der LMC55R ist eine Neuentwicklung, die aber das Rad nicht neu erfindet, sondern im Wesentlichen auf dem DPi-Motor basiert. Auch hier stand die Wirtschaftlichkeit im Vordergrund. "Wir bereuen nichts, zumal wir auch in der WEC antreten werden. Ich denke, wir werden Amerika mit unserem Auto laut und stark vertreten. Darauf sind wir stolz."

Warum Acura gegen den Strom schwimmt

Die große Ausnahme ist, wie bereits erwähnt, Acura. Auch Honda Performance Development (HPD) hat sich den Effizienzgedanken zunutze gemacht, allerdings auf andere Weise: Man kombinierte die Entwicklung des LMDh-Motors mit dem IndyCar-Aggregat.

Inzwischen hat IndyCar die 2,4-Liter-Motoren auf Eis gelegt und bleibt vorerst bei den bestehenden 2,2-Liter-Aggregaten. Aber zumindest hat HPD die Entwicklungskosten nicht komplett in den Sand gesetzt: Im Acura ARX-06 kommt ein auf fünfstellige Drehzahlen ausgelegter V6-Turbomotor zum Einsatz.

Doch warum wurde überhaupt auf ein neues Konzept umgestellt? HPD hatte mit dem AR35TT einen Motor, der in seinen Grundzügen [als HR28TT] aus dem Jahr 2011 stammt. "Es wäre ein Leichtes gewesen, den DPi-Motor zu nehmen und in unseren LMDh einzubauen. Aber so machen wir das nicht", sagt HPD-Präsident David Salters.

Natürlich konnte HPD Anfang 2021, als die Entscheidung für den Motor fiel (laut Salters am 2. Januar!), nicht wissen, dass der IndyCar-Motor eingestellt wird. Aber als die Entscheidung fiel, war die Entwicklung schon so weit fortgeschritten, dass der "Point of no return" längst überschritten war.

"Wir sind in mehreren Rennserien engagiert. Es wäre dumm, wenn wir da keine Synergien schaffen würden. Wir sind vielleicht verrückt, aber nicht so verrückt. Es gibt Gemeinsamkeiten. Damit fängt es an, aber dann gehen [die Projekte] auseinander, weil sich das Einsatzgebiet ändert. HPD gibt es seit 30 Jahren. Da ist natürlich viel Know-how in die Entwicklung eingeflossen."

"Manche Dinge müssen [für das jeweilige Projekt] maßgeschneidert werden. Schließlich ist ein 24-Stunden-Rennen wie fünf Grand Prix hintereinander. Unsere Aufgabe war es, den bestmöglichen Motor für unsere Motorsport-Zukunft zu bauen."

In die Entwicklung floss auch ein emotionaler Aspekt ein: "Das könnte der letzte Verbrennungsmotor sein, den wir für den Motorsport entwickeln. Ich weiß es nicht. Ich habe unseren Jungs und Mädels gesagt: 'Lasst uns das Beste entwickeln, was wir können, denn es könnte das letzte Mal sein, dass wir mit einem weißen Blatt Papier anfangen.' Also wollten wir alles, was wir in unserer Geschichte gelernt haben, in dieses Produkt einfließen lassen."

"Wir sind ein großes Risiko eingegangen", gibt er zu. "Wir haben unseren Jungs und Mädels beim Packaging alle Freiheiten gelassen. Wir haben das bestmögliche Packaging für unseren Motor gefunden und sind sehr stolz darauf." Der vergleichsweise kleine Motor musste an die Infrastruktur angepasst werden, die auch größere Motoren aufnehmen kann.

Bleiben noch Lamborghini und Alpine, die 2024 an den Start rollen. Während sich Lamborghini unlängst ebenfalls für einen V8-Turbo entschieden hat, ist die Motorenfrage bei Alpine noch nicht kommuniziert - und noch nichts nach außen gedrungen. Am 6. Februar soll der LMDh-Bolide vorgestellt werden.

Urs Kuratle staunte am Ende der Medienrunde übrigens nicht schlecht: "Es ist sehr interessant zu hören, dass wir intern alle die gleichen Fragen diskutiert haben. Aber wir sind zu völlig unterschiedlichen Lösungen gekommen. Warum haben wir alle so unterschiedliche Antworten gefunden? Wir müssen uns unbedingt einmal zusammensetzen und das besprechen!"

Mit Bildmaterial von Motorsport Images.

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