많은분들이 보게 추천 부탁드립니다^^
이번에는 르망에서 활약했던 시스템 출력(엔진 + 모터) 1000마력의 하이브리드 괴물들을 소개하도록 하겠습니다.
도요타 TS030 HYBRID
이 차량은 원래 토요타 F1팀 활동의 거처인 독일 도요타 모터 스포츠 Gmbh(TMG)에서 개발한 차량입니다.
파워 트레인은 도요타 양산차용 하이브리드 시스템(THS) 개발팀의 협력으로 도요타 히가시 후지 연구소의 모터스포츠 부서에서 개발한 엔진입니다. THS-R(Toyota Hybrid System-Racing)으로 불리는 시스템이죠. 엔진은 기존의 레이싱 엔진과는 다르게 새로 개발한 엔진입니다. 540마력 3.4리터 DOHC V8 90도 뱅크각 자연 흡기 가솔린 엔진입니다. 변속기는 알루미늄 케이스의 6단 시퀀셜을 탑재, 스티어링은 유압식 파워 스티어링, 서스팬션은 푸시로드 더블 위시본 독립현가에 토션빔을 스프링으로 사용합니다. 이는 F1과 동일한 서스팬션 방식이죠. 드라이브 샤프트는 CV식 3차 플랜지 조인트입니다.
특이하게 배터리 대신 닛신보 홀딩스 전기, 정밀기기 회사와 공동 개발한 전기 이중층 캐패시터(EDLC)를 덴소제 VVVF-IGBT로 제어하는 하이브리드 시스템을 사용합니다. 이 전기 이중층 캐패시터는 슈퍼 캐패시터의 일환으로 일반 이차전지 배터리에 비해 탄소 전극을 이용하고 전극과 전해질의 표면을 이용해 전자를 분리시키는 방식입니다. 이는 방전 충전 회수가 훨씬 높으며 충전과 방전 속도도 빠르고 10배는 높은 충전량을 가질수 있다는 장점이 있습니다. 이 캐패시터는 조종석 내부에 위치하죠.
애너지 회생(감속시 바퀴의 운동 에너지를 이용해 충전)과 역행(구동 및 파워 어시스트)을 당담하는 덴소 모터 제너레이터 유닛(MGU)는 기어박스 내부에 탑재하고 있고 후륜 바퀴를 통해 회생, 역행을 합니다. 차체는 탄소섬유의 복합 소재를 사용, 높은 다운포스와 리어 펜더를 늘리고 리어 윙에 윙렛을 추가한게 특징입니다.
브레이크는 모노 블록 경량 합금 캘리퍼에 카본 세라믹 V-디스크를 장착해 높은 제동력을 발휘하죠. 클러치는 멀티 디스크, 차동기어는 비스커스 식 기계식 잠금 장치의 LSD 방식입니다. 출력은 엔진 540마력, 모터 300마력입니다.
TS040 HYBRID
이 차량은 TS030의 에어로다이네믹 성능 개선 모델의 성향이 강한 차량입니다. 또 다른 차이점으로는 두개의 KERS(운동 에너지 회생 시스템)이 있죠. 즉 4륜 구동이라는 뜻입니다. 엔진은 3.7리터 V8 자연흡기 엔진으로 이전 엔진보다 배기량을 늘려 513마력을 후륜에 전달합니다. 슈퍼캐패시터는 6MJ 리밋이 걸리죠.
엔진은 프랑스의 레이싱 팀 오레카(Oreca)의 지사하에 일본에서 개발했습니다. 거기에 프랑스 석유 대기업인 토탈도 연비 절감 기술에 협력하죠. 차체는 카본 파이버, 알루미늄의 복합제로서 독일 퀼른에서 개발과 테스트를 당담했습니다. 이 TS040은 Hardware-in-the-loop simulation(HIL)이라는 컴퓨터 계산 설계를 이용했는데 이는 트랙에서 얻은 데이터를 통해 자동차의 특성과 물리적 움직임을 센서로 파악한후 컴퓨터가 수학적 계산을 당담해 최선의 세팅을 찾은 기술입니다. 대부분의 노력은 공기저항을 줄이면서 높은 다운포스를 얻는데 사용되었죠.
연비 또한 25% 개선되었고 중량도 45kg 절감을 했습니다. 냉각 성능을 위해 미러 밑에 공기 흡입구를 설치했고 벨크랭크에 푸시로드를 장착한 더블 위시본 독립현가를 채택했죠. 변속기는 알루미늄 케이싱의 7단 시퀸셜에 ZF 프리드리히스하펜의 멀티플래이트 클러치, 카본 세라믹 브램보 브레이크, 유압식 파워스티어링입니다. 파워 전달은 비스커스 기계식 락 디프(LSD)에서 CV 조인트를 통해 바퀴에 전달되게 됩니다.
하이브리드 방식은 이전의 TS030과 같지만 대신 후륜에는 덴소제 모터, 전륜에는 아이신 AW 모터가 달려 4륜구동 방식이 됩니다. 이 전기 모터는 473마력을 발휘합니다. 2015년에는 큰 변화가 생기는데 규정에 따라 전방 충돌 구조를 새로 설계하고 서스팬션 설계를 통해 타이어 수명을 늘리며 고속용 차체와 코너링용 차체의 2개 타입을 만들게 됩니다.
아우디 R18 E-Tron Quattro RP3
아우디 르망 프로토타입에서 처음으로 밀폐형 조종석을 가진 차량입니다. 또한 아우디 첫 하이브리드 프로토타입이죠. 엔진 커버 위에 수직 핀이 있어 차체 안정성을 높이고 Xtrac사 6단 시퀸셜은 전자 지령식을 사용해 경량화를 달성했습니다. 또한 카본 파이버 복합소재에 티타늄, 카본 클러치를 장착하죠.
3.7리터 120도 뱅크각 V6는 490마력을 발휘합니다. 엔진 제어는 보쉬 MS24가 하고 에어 리스트릭터는 45.8mm이죠. 이 신형 디젤엔진은 미국 가레트의 TR30R VGT 싱글 터보로 280 kPa의 압력을 발생합니다. 이 터빈 기술은 원래 허니웰사의 기술을 가레트사가 구입한것 입니다. 이 허니웰사는 미국 터빈의 명가로서 2차대전의 B17 폭격기의 인터쿨러와 오일 쿨러를 생산, B29의 가압 캐빈을 설계, M1 전차의 가스터빈 엔진을 설계한 터빈, 항공 기술의 끝판왕이죠.
이 터보와 배기 메니폴드는 실린더 뱅크 내부에 장착되는데 이는 배기가 가지는 리버스 압력을 최소화와 터보 랙을 줄이기 위해서 입니다. 엔진 덕트는 지붕 위에 설치되어 있고 리어 휠 하우징을 제설계, 윙 크기를 키우고 델라라제 카본 허니콤 소재의 모노코크 원 피스 설계를 통해 차체 강성을 늘렸습니다. 또한 첫 LED 전조등 장착 차량이기도 합니다. 휠은 OZ 마그네슘 단조 휠에 미쉐린 레디얼 360/710R18 전륜과 370/710R18 후륜을 장착합니다. 서스팬션과 브레이크 구조는 도요타와 같습니다. 모터 출력은 206마력.
R18 E-Tron Quattro RP4
RP4 아우디 R18는 KERS를 통해 플라이휠에 운동 에너지를 저장하고 필요할때 모터를 부스트하는 역활을 합니다.
또 다른 변경 사양으로 10cm 폭이 줄어들고 타이어 폭도 줄어들었으며 전고가 1,050mm으로 높아졌고 프런트 윙에 디퓨져 대신 플랩, 20cm 폭이 늘어난 리어 윙, 공차 중량이 870kg으로 이전의 960kg에서 크게 줄어들었습니다. 또한 안전을 위해 모노코크 차체 강성을 높였고 트랜스미션 뒤에 크래쉬 박스를 새로 탑재, 후방 추돌에서 대응했죠. 배기 시스템도 설계를 변경했고 또 7단 시퀸셜 전자식 미션을 새롭게 탑재합니다.
블루 레이저 백라이트와 노란색 인광물질의 크리스탈 렌즈를 LED 헤드램프에 적용하고 540마력 4리터 V6 TDI 엔진도 전기 터보차져에 배기 열 회생 시스템도 장착됩니다. 이는 시스템이 열 에너지를 이용해 터보 혹은 플라이휠에 힘을 더해주는 장치이지요. 모터 출력은 258마력입니다.
R18 E-Tron Quattro RP5
RP5는 이전 RP3과 RP4와 크게 변경되었는데 에어로 다이나믹을 개선하고 헤드라이트 배치가 달라진게 특징입니다. 하이브리드 시스템도 새롭게 개선되었는데 4MJ 클래스로 업그레이드를 하죠. 이는 2MJ 클래스의 이전 차량이 포르쉐와 도요타에 크게 뒤처진 성능을 발휘하여서 입니다.
또한 4리터 V6 TDI 엔진은 출력을 올리면서 연비는 높아졌습니다. 플라이 휠 에너지 회생 장치도 500KJ에서 700KJ로 용량이 늘어났습니다. 이로서 출력은 엔진 557마력, 모터 272마력을 발휘하게 됩니다.
R18 RP6
R18 RP6는 2015년 11월 29일 데뷰하게 됩니다. 새로운 RP6는 에어로 워크를 다시하고 2014년 시즌 이전의 F1 노즈와 비슷한 형상을 하는 프런트 에어로를 장착했죠. 또한 이전의 플라이 휠 에너지 저장 장치에서 리튬 이온 배터리 저장 방식으로 변경됩니다. 이로서 6MJ 용량을 가지게 되죠. 그리고 미션도 7단에서 6단 시퀸셜로 변경됩니다. 엔진 출력은 514마력, 모터 출력은 475마력을 발휘합니다.
포르쉐 919 Hybrid
포르쉐는 2014년 시즌에 WEC 복귀를 선언합니다. 즉 르망에도 참가한다는 의미죠. 2011년 중반기부터 개발을 시작하여 2012년에 완성한 차량입니다. 개발시 911GT3 R Hybrid와 918 스파이더에 큰 영향을 받았죠.
919는 두개의 에너지 회생 장치가 장착되어 있는데 하나는 배기가스에서 나오는 가스를 통해 터보 컴파운드를 이용, 열 에너지를 회생합니다. 이로서 웨이스트게이트가 필요없게 되죠. 또 하나는 A123 시스템즈와 개발한 KERS인데 브레이크 시 운동 에너지를 수냉식 리튬 이온 배터리에 저장하는 운동 에너지 회생장치입니다. 이 차량은 6MJ의 에너지를 저장할수 있죠. 이후 용량이 8MJ으로 변경됩니다.
엔진은 알루미늄 재질, 2리터 90도 뱅크의 V4 직분사 드라이 섬프 오일 방식의 싱글 터보로 500마력을 발휘하며 또 차체의 무개 분담도 당담하는 부품입니다. 엔진 제어는 로베르트 보쉬제를 사용했고 7단 유압식 시퀸셜 미션이 탑재됩니다. 엔진 출력은 503마력, 모터 출력은 250마력에서 400마력까지 있습니다. 휠은 BBS 마그네슘 단조 휠이 장착되죠. 타이어는 미쉐린.
2016년 시즌에는 프런트 에어로를 변경, 엔진과 차체 경량화를 달성하고 LED 레이저 라이드를 새로 적용했습니다.
2017년 시즌에는 프런트 에어로가 다시 제설계되었는데 이는 도로위 파편에 문제가 없도록 하고 에어 인테이크도 리디자인되어서 라디에이터의 냉각 성능을 높였습니다.
차체 설계는 카본 파이버 모노코크에 알루미늄 허니콤 코어로 만들어졌고 측면에도 패널을 추가해 측면 추돌도 대응했습니다. 브레이크는 카본 파이버 실리콘 카바이드 세라믹 V-디스크를 사용했습니다. 그러나 서스팬션 레이아웃은 도요타, 아우디와 꽤 다른 레이아웃을 사용합니다.
바로 스트로크 반크 시스템(Stroke-Wank System)입니다. 이게 특이한게 뭐냐? 바로 기존의 푸시로드 방식보다 훨씬 쉽게 서스팬션 세팅을 할수 있다는 의미입니다. 참고로 Wank는 독일어로 롤입니다. 기존의 푸시로드 방식은 차량의 롤(좌우 움직임)과 스트로크(상하 움직임)가 같이 묶여 작동하기에 원하는 세팅을 달성하기 어렵죠. 근데 이 스트로크-반크 시스템은 이 롤 세팅과 스트로크 세팅을 완전히 독립적으로 할수 있어 롤 현상을 줄이면서 고속에서 충격을 흡수하기 쉽게 할수 있습니다.
이를 위해 이 서스팬션은 두가지 쇽업소버가 있습니다. 하나는 롤용 쇼바, 그리고 하나는 스트로크용 쇼바가 있죠. 그리고 이 반크-스트로크 시스템의 핵심이 바로 18번과 19번입니다. 18번은 X 축을 돌고 19번은 Z 축을 돌는 기능을 합니다.
스트로크 현상시 2번의 어탭터 플레이트에 부하를 주어 돌리지만 19번에 의해 돌려지지 안고 힘은 고스란히 5번과 4번의 스트로크 서스팬션에 전달됩니다.
반대로 롤이 일어나면 3번 방향의 어탭터 플레이트를 돌리고 19번이 약간 돌지만 18번에는 아무련 영향을 주지 않죠. 이래서 독립적으로 롤과 스트로크를 세팅할수 있습니다. 더 상세히 알고 싶으신분은 구글에 DE102009057194A1를 검색하면 되겠습니다^^
지금 르망 24시간 24시간 시청하고 있는데 끝나서 결과가 나오면 다시 각 클래스의 우승 차량에 대해 적어보겠습니다. 도요타, G 드리어브 오러스, 포르쉐, 포드 지금 리드하고 있지만 정말 르망은 예측불가 레이스라서..
그리고 알론소는 운좋은거 맞습니다 ㅋㅋ F1에서는 불상할 정도이지만..
그나저나 메이커 하나 안오나.. 르망이 수소차를 생각한다는데 현대차가 참가할지 정말 궁금합니다 ㅎ
나머지 트랙에선 저놈이 훨씬 빠릅니다.
당장에 가장 유명한 서킷 그린헬 뉘르에서도 저놈이 훨신 빠릅니다.
/> F1 보다 빨라요.
F1은 저거 상대하려면 F1도 규제를 풀거나 신규머신으로 현행 샤시에 80년대 혼다엔진을 얹어야 이길듯 합니다.
https://youtu.be/PQmSUHhP3ug
다른 F4F면 죄송하네요 ^^;
부스터 온~~
르망레이스에 급관심이가네요,혹시언급된 도요타,포르쉐,포드,아우디 이외에 어떤회사가출전했고 역대 어떤브랜드가좋은성적을 내고있는지? 국내제조업체는 참가한이력이없는지 궁금한데 답변 간단ㅇ사게나마들을수있을까요^^
국내제조업체는 1996년 쌍용자동차가 LMP2 클래스로 출전한 이력이 있습니다. 샤시는 프랑스에서, 엔진은 무쏘 2.0리터 가솔린 M111 벤츠 라이센스 엔진에 가렛트 터보를 올렸지만 예선에서 고장나서 경기에 참가하지는 못했습니다. 아쉽게도. 근데 르망이 2023년부터 수소차를 등장시킨다니 현대차에서 참가 이야기가 나오는듯 싶네요
이제 부스터쓸때 멋지게 변신하면되려나용
요즘 정치글에 환멸나는데 자동차커뮤니티에 맞는 양질의글 잘 봤습니다 ㅎ
ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
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