Ausgangsbasis: Ein Serienmotor

8200 Umdrehungen in der Minute? Das ist für einen Serienmotor eine ganze Menge. Auf nichts anderem jedoch basiert der Rennmotor A16XER, der den ADAM (und natürliche seine jungen Piloten) in der Rallye-Europameisterschaft vorzeitig auf Titelkurs brachte. Akribisch haben die Ingenieure und Entwickler den 1,6-Liter Vierzylinder vorbereitet und die Maschine von ihrer Serienleistung von 115 PS auf satte 190 Pferdestärken gebracht. Möglich wurde der Leistungssprung durch Simulationen im Computer. Statt lediglich Prüfstandarbeit und Testfahrten hat der Motor seine Runden in der virtuellen Welt gedreht. „Dazu war es zunächst notwendig, den realen Motor als virtuelles Modell richtig abzubilden“, sagt Dr. Oliver Scherf, Leiter der Abteilung Motorsimulation im Rüsselsheimer ITEZ.

Modifikationen á la OPC

Doch bevor die Simulationen starten konnten, haben sich die Projektingenieure von OPC das Serienaggregat vorgeknöpft. Sie haben Modifikationen vorgenommen, die aus einem „zivilen“ Triebwerk eins machen, das mit höherer Leistung und hoher Standfestigkeit die harten Anforderungen im Rallyeeinsatz bestehen  kann. Hierfür wurde etwa das Saugrohr, das in der Serienentwicklung bereits simulativ optimiert wurde, im Rahmen des FIA Reglements von den OPC Projektingenieuren optimiert. Schärfere Nockenwellen verlängerten die Ventilöffnungszeiten, und da das, was auf der einen Seite einströmt, auch wieder einen reibungslosen und möglichst widerstandsfreien Weg hinaus verlangt, bekam der ADAM eine komplett neue Sportabgasanlage.

Das feine Abstimmen dieser Komponenten ergibt einen günstigeren Verlauf für die Atmung des Motors, die Druckwellen in Saugrohr und Abgassystem harmonisieren besser, die Leistung steigt bei hohen Drehzahlen stark an. Mehr Luft und mehr Treibstoff gelangen so in die Zylinder. Weitere Änderungen – alle selbstverständlich im Rahmen der strengen FIA-Regeln der Rennklasse R2 – betreffen den Luftfilter, Sport-Kolben, Wasserpumpe und Lichtmaschine sowie den Einsatz von Superplus-Benzin mit einer Oktanzahl von 98. All diese Komponenten mussten ebenfalls vollständig in das Simulationsmodell eingepflegt werden, damit in der Simulation die gleichen Ergebnisse gerechnet werden können, wie sie sich am realen Motor messen lassen.

Die Motorenspezialisten bei Spiess in Ditzingen, ein langjähriger Entwicklungspartner von Opel und OPC, haben aufgrund ihrer Erfahrungen eine erste Optimierung der Leistung durchgeführt. Sie erreichte etwa 95 Prozent des jetzt aktuellen Rallyeaggregats.

Ab in die virtuelle Welt

Dieser Motor war die Basis für das endgültige Simulationsmodell, mit dem dann in kurzer Zeit sehr viele Variationen von Ventilöffnungszeiten sowie Abgasanlagen-Designs durchgeführt werden konnten. Der dabei gefundene optimale Parametersatz führte dann zu dem entscheidenden Leistungsgewinn. Nach all diesen Berechnungen wurde der Rennmotor neu aufgebaut, die Messungen auf dem Prüfstand bestätigten den Leistungsgewinn, der in der Simulation vorhergesagt wurde. Der A16XER bringt es auf 190 PS bei etwa 8200 Umdrehungen pro Minute. Marco Janeck, verantwortlich für die Ladungswechsel-Optimierung, zeigt sich zufrieden: „Damit konnten fast zehn PS mehr durch den Einsatz der Simulation erzielt werden“.

Meisterlich: Junior-EM-Champion Emil Bergkvist auf dem Weg zum dritten Saisonsieg.

Ein Schuss Robustheit

Marco Janecks Kollege Paul Bittner unterstützte mit Simulationen in einem anderen Bereich: Neben der Leistungsentwicklung spielt die Dauerhaltbarkeit im Rallyesport oder generell im Motorsport eine entscheidende Rolle. Hier wurde mit Hilfe eines speziellen Computerprogramms zur elastohydraulischen Schmierfilmberechnung verschiedene, alternativ für den Motorsport taugliche Pleuellager untersucht und so die robusteste Variante vorausgewählt. Auch hier kam es zu einer Bestätigung der Simulationsergebnisse auf dem Leistungsprüfstand bei Spiess, sowie auch bei Testfahrten mit dem Wettbewerbsfahrzeug.

Material unter der Lupe

Generell wurde die Dauerhaltbarkeit unter anderem durch Materialuntersuchungen, Dauerhaltbarkeitstest, Bauteiluntersuchungen durch die Abteilung von Professor Dr. Baumgart (GME Test Laps & Material / Metallurgie Engineering) unterstützt. Dabei erwiesen sich so elementare Bauteile wie Kurbelwelle und Pleuel aus dem Serienmotor für die höhere Belastung im Renneinsatz als durchaus geeignet.

Unterm Strich:
Mit dem Optimum zur Meisterschaft

Mit Hilfe der am Computer durchgeführten Optimierungen konnte die Prüfstandszeit deutlich reduziert und damit das Projekt mit vergleichsweise geringen Kosten durchgeführt werden. Den Opel-Piloten war es auf den sechs Läufen der Europameisterschaft mehr als recht. Mehr Leistung bei hoher Standfestigkeit hat ihnen den EM-Titel gesichert. Die neue Saison kann kommen, jetzt aber wird erstmal gefeiert. Dr. Oliver Scherf und sein Kollege Peter Rühl, Projektingenieur Motor bei OPC und Motorsport, können außerdem stolz auf die kurze Entwicklungszeit sein. Denn auch die zeugt von der Leistungsfähigkeit der Entwicklungsmannschaft in Rüsselsheim und durchaus auch davon, wie grundsolide die Opel-Motoren auch in den Serienfahrzeugen sind. Simulation macht es möglich.

Um ein Haar wäre der Doppelsieg perfekt gewesen: Ein Reifenschaden hinderte das Opel-Werksteam Marijan Griebel und Stefan Clemens daran, zum Finale der Rallye-Junior-Europameisterschaften mindestens Platz zwei herauszufahren. Damit hätten sich der ADAM R2 auch den Vize-EM-Titel gesichert. Die Krone war ihm ohnehin nicht mehr zu nehmen. Die hatten sich Emil Bergkvist und Joakim Sjöberg schon nach vier von insgesamt sechs Läufen gegriffen. Was sie nicht bremste, auch noch das Finale im tschechischen Zlin zu gewinnen.

Zweiter dieses Wettbewerbs wurde der ADAM R2 dennoch; der Pole Aleks Zawada und die Französin Cathy Derousseaux gingen in einem privat aufgerüsteten R2-Modell an den Start – und jagten hinter den Europameistern über die Ziellinie. Damit ist der ADAM-Triumph in diesem Wettbewerb auch ohne Vize-Titel kaum zu toppen.

In der R2-Klasse der „Federation Internationale de l’Automobile“ (FIA) starten Fahrzeuge, die gegenüber Serienmodellen innerhalb eines klar definierten Rahmens modifiziert werden dürfen. Der ADAM R2 verfügt beispielsweise über einen gemäß dieser Richtlinien entwickelten Überrollkäfig und wiegt 1030 Kilo. Lenkung und

Auch der Chef ist stolz: Opel Motorsport-Direktor Jörg Schrott mit den Siegern Bergkvist (l.) und Sjöberg.

Hinterachse, Motoraufhängung und sequenzielles Getriebe entsprechend weitgehend dem Modell, das auch im „Opel ADAM Cup“ eingesetzt wird.

Der 1,6 Liter-Motor aus dem Cup-Modell schnurrt in der R2-Version, ist aber im Rahmen des FIA-Reglements weiter optimiert worden. Veränderungen an Nockenwelle, Auspuffkrümmer, Ansauganlage, Kolben und Wasserkühlung schrauben sein Leistungsvermögen auf stolze 190 PS.