燃焼した空気と燃料の混合気がシリンダーから排気システムに流れ込み､その途中でタービンに動力を与え､より効率的な燃焼を可能にする”ターボ”
ポルシェがレース用のターボテクノロジーを研究していた当時、厳格な機密保持が求められていた。このエンジン設計の革命により、ポルシェは1970年代のレースで勝利を収めた。そして、その後の量産車への道を開いたのである。
1970年代初頭、ル・マン近郊のテロシェ。この小さな工房で、ポルシェチームは24時間レースの準備を進めていた。エンジンのスペシャリスト、ヴァレンティン・シェーファーが当時のモータースポーツ部門の責任者フェルディナンド・ピエヒとテスト部門の責任者ヘルムート・ボットに会ったのは、もう日が暮れようとしていた頃だったという。
ポルシェ・ミュージアムで会った92歳のシェーファーは「よく覚えていますよ。ピエヒは私にこう尋ねた。ご存知のように、私たちはカンナムシリーズに参戦したいんです、とね」
【写真4枚】エンジニアにとっては”パラダイス”だった1970年代の開発競争
ル・マンで大成功
ポルシェは1970年と1971年の「ル・マン｣と｢メイクス世界選手権」で「917」を駆り、大成功を収めた。しかし、最大排気量3Lのエンジンしか認めないという運営団体の決定により、ポルシェは翌シーズンに4.5Lエンジンで参戦することができなくなった。そこで「カナディアン・アメリカン・チャレンジ・カップ」に舞台は変更されたのだという。
イマジネーションとエンジニアリングの専門知識には事実上限界がなく、エンジニアにとってはパラダイスだった。しかし800PS、8.0LV型8気筒エンジンを搭載するライバルもいたため、ポルシェは917に搭載された、定評ある4.5LV型12気筒自然吸気エンジンに代わるエンジンを必要としていた。
ハンドリングが十分でなかったため、かなり重いV16パワーユニットでの実験は失敗に終わった。解決策はおそらくターボエンジンだったが、ポルシェの誰もこの分野での実践経験がなかった。
最初の特許は1905年に申請されている。1960年代から1970年代にかけて、ターボチャージャーはトラックのディーゼルエンジンに使われ、時折、公道用の自動車モデルやオーバルトラックレースにも使われていた。技術はまだ十分に開発されていなかった。
ターボチャージャーの原理は説明しやすい
ターボチャージャーの原理を説明するのは簡単で、燃焼した空気と燃料の混合気がシリンダーから排気システムに流れ込み、その途中でタービンに動力を与える。タービンはシャフトによって吸気側のコンプレッサーホイールに接続されている。これにより、新鮮な空気が加圧された状態でエンジンの燃焼室に送り込まれ、より効率的な燃焼が可能になる。
テロチェでの出会いの後、エンジン開発責任者であったハンス・メッツガー(1929-2020)、ヴァレンティン・シェーファー、その他のエンジニアたちは、いまでいう「シンクタンク」を結成した。917の4.5L自然吸気エンジンに2基の排気ガスターボチャージャーを装着し、最高出力735kW(1,000PS)を発揮する予定だった。
チームは先駆的な仕事を成し遂げ、その後の量産ターボエンジンの基礎を築いた。秘密保持は最優先事項だった。ターボチャージャーは、トラック用エンジンの経験があるサプライヤーから調達した。ポルシェのテストベンチで行われた最初のテストは、少々奇妙なものだった。
ブースト圧の測定には水銀柱が使われた。「エンジンをかけたままアクセルを踏み込むと、水銀がチューブから飛び出してきて、私たちの頭に降ってきたんだ。いまでは考えられないことだよ」とシェーファーは笑う。
手なずける必要があったターボ
1971年7月30日、ワークスドライバーのジョー・シファートは、ターボ・パワーユニットを搭載したオープントップの917/10でホッケンハイムリンクを初走行した。「テストドライブは私たちに新しい課題を与えてくれました」とシェーファーは説明する。
ドライバーはコーナーで直進したり、加速時に予想外のパワーが出たためにスピンしたりした。このような驚きは、ターボラグと呼ばれる加速時の反応の遅れによるものだった。インレット側の圧力が高まるまでにはいつも時間がかかるが、その後、パワーは力強く立ち上がる。
フルスロットルで走ることが多いオーバルのレーストラックでは問題ない。しかし、コーナーがタイトで負荷変化が多いサーキットでは、ターボを手なずけて扱いやすくする必要があった。
ポルシェのエンジニアは、ウェイストゲートとして知られるバイパスバルブという実用的な解決策を思いついた。これは、ブースト圧が高すぎると開き、排気ガスがターボチャージャーをバイパスすることを可能にする。これにより、エンジンが温存される一方で、ターボラグがより適切に調整される。つまり、低速域で十分なブースト圧を発生するターボチャージャーを使用できるのだ。
ポルシェは、1972年の「カンナムシリーズ」でターボを実験的に使用した唯一のメーカーである。アメリカ人レーシングドライバー兼エンジニアのマーク・ダナヒューが開発テストドライブに深く関わっていた。6月11日、カナダのモスポート・パークで行われた「917/10スパイダー」によるターボエンジンの初レースで、彼は1回目のアタックでラップレコードを4秒も更新した。
ポルシェ917の数々の勝利
ダナヒューは19周を終えたところで不具合を訴えてピットイン。シェーファーはすぐに問題を特定した。「テンションスプリングが引っかかってフラップが動かなくなっていたんだ。アクスルをハンマーで叩くと、スプリングが再び開いたんだ」と元ポルシェのエンジニアは報告する。
ダナヒューは2周遅れから挽回し、最終的に2位でフィニッシュした。ダナヒューは負傷のため、その後のレースを欠場した。代役ドライバーのジョージ・フォルマーはロードアトランタでのデビュー戦で優勝した。917/10スパイダーは合計で6勝を挙げ、1972年カンナムシリーズのタイトルを獲得した。
917/30はこのサクセスストーリーを、翌年も引き継いだ。排気量5.4Lの空冷12気筒エンジンはさらに進化し、800kW(約1,100PS)のパワーを発揮した。ドライバーはコックピットにあるブースト・コントローラーでブースト圧を調整した。スタート時はハイに設定され、レース中に下げていく。これによってエンジンの負担を軽減し、燃料を節約した。
「ターボエンジンでパワーが問題になることはなかったが、すべてのコンポーネントの温度を維持しなければならなかった」とシェーファーは言う。ダナヒューは1973年のカンナムシリーズで8戦中6勝を挙げ、チャンピオンの座を射止めた。その1年後、ポルシェが参戦したのは1レースだけだった。運営団体が燃料消費量の制限を導入したためだ。オイルショックと北米の不況によりスポンサーが撤退したためである。
1972年からは、ヨーロッパ版カンナムシリーズである「インタースリー」に、プライベートレーシングチームが917で参戦するようになった。1975年、ポルシェはインタースリーにのみ参戦。この年、917は熱狂のフィナーレで世界記録を達成した。
インタークーラーが初めて車両に搭載された。インタークーラーは非常に高温の吸気を冷却する。冷やされた空気は密度が高くなるため、シリンダー内のエアチャージが増加し、パワーが向上した。アラバマ州にある4.28kmのタラデガ・スーパースピードウェイのオーバル・サーキットで、ダナヒューは平均時速355.84km、最高時速382kmを記録。この記録は10年間続いた。
ポルシェは911に再び注力し、911カレラRSRターボ2.1に排気ガスターボを搭載した。「917から得た知見の多くを生かすことができました」とシェーファーは言う。約368kW(500PS)の911による最初のテストドライブは、1973年11月に南フランスの「ポール・リカール・サーキット」で行われた。
1974年のル・マン24時間レースでは、「カレラRSR」がメイクス世界選手権で初めてターボエンジンを搭載したモデルとしてセンセーションを巻き起こした。スポーツカー・クラスに参戦したジィズ・ヴァン・レネップとヘルベルト・ミューラーは、強力なプロトタイプ勢を抑えて総合2位に入った。「信じられないことだった。信じられないような結果だったよ」とシェーファー。
｢ターボエンジンは､ほかのエンジンが停止しているところでも作動するんだ｣
メッツガーとシェーファーがモータースポーツで確立した画期的なターボ・テクノロジーは、1974年にパリで発表された「ポルシェ 911 ターボ」のベースとなった。ハンス・メッツガーは、当時最強の市販スポーツカーであったターボの魅力を一言で表現する。「ターボエンジンは、ほかのエンジンが停止しているときに作動するんだ」
