Motoren: Zwei ungleiche Brüder

Es dauerte nur wenige Monate, dann feierte der Spanier Nil Solans im Toyota GR Yaris Rally 2 beim fünften WM-Lauf in Portugal den ersten Erfolg in der WRC2 (World Rally Car). Nur zwei Wochen später legte der Finne Sami Pajari auf Sardinien mit dem nächsten Sieg des in der zweithöchsten Kategorie der Rallye-WM erstmals von einem Dreizylindermotor angetriebenen neusten Kundensportmodells nach. Das Hochleistungstriebwerk entsteht ebenso wie das Vierzylinderaggregat aus dem Werkswagen GR Yaris Rally 1 Hybrid bei Toyota Gazoo Racing Europe im deutschen Köln-Marsdorf.

Norio Aoki, seit acht Jahren verantwortlich für die Rallyemotoren, erinnert an das Ende der eigenen Formel-1-Aktivitäten. Statt knapp 800 Mitarbeiter wie zu den besten Zeiten des Grand-Prix-Engagements arbeiten heute rund 300 Fachkräfte in Köln. «Zwischen 2010 und 2012 arbeiteten wir an einem ersten Global-Race-En­gine-Konzept. Für uns war es das Downsizing-Thema. Nach den V10- und V8-Konzepten der Formel 1 war ein kleiner, direkteinspritzender Vierzylinder-Turbomotor völlig neu für uns. Aber der Global Race-Engine war als Universalmotor für allerlei Serien in Diskussion. Grund genug, uns intensiv damit zu beschäftigen», erklärt Aoki. Daraus entstand ein RA genannter Vierzylinder-Kundensportmotor, auf dem das heutige Werkstriebwerk RB basiert, das seit seinem Debüt 2017 im Yaris WRC 26 WM-Siege sowie drei Fahrer- und zwei Herstellertitel feierte. Seit Beginn der Rally-1-Hybrid-Ära 2022 gingen 19 WM-Siege sowie beide Fahrer- und Herstellertitel an die Werkssportler von Toyota.

Auch die Wurzeln des neuen Kundensportmotors liegen im Sport und nicht bei einem Serienaggregat. Nach dem Motto, «den stärksten, kleinsten und leichtesten Rallyemotor» zu entwickeln, begann Motordesigner Hiroshi Yajima 2015 ein Hochleistungs-Dreizylinderaggregat zu konzipierten. Ab 2019, fünf Jahre vor seiner Homologation im GR Yaris Rally 2, wurde unter der Ägide des leitenden Motoringenieurs Shiko Ehara daraus ein R5-Rallyemotor, der über eine Kooperation der Gazoo-Racing-Ingenieure in Japan, USA und Europa als exklusive Kraftquelle der Ende 2020 vorgestellten Serienversion des GR Yaris dient.

Hightech wird grossgeschrieben

Mit dem grünen Licht für ein Kundensportmodell wurde die Entwicklung des künftigen Rally-2-Motors ab 2021 weiter vorangetrieben. Projektleiter Max Jacobs testete bei den Prüfstandläufen statt mit dem nach R5- und AP4-Reglement erlaubten Luftmassenbegrenzer von 34 mit einem kleineren von 32 Millimetern. Zudem trugen die Einsätze von Harry und Louis Bates mit dem Toyota Yaris AP4 in der australischen Meisterschaft zur Weiterentwicklung im Wettbewerb bei. «Mittlerweile sind in Köln über 50 Rally-2-Motoren entstanden», freut sich Norio Aoki, will aber keine genaueren Angaben zu Leistung, Drehmoment oder Kosten machen. «Da müssen Sie bei Toyota Gazoo Racing Europe in Finnland nachfragen, die sind für 
den Rallyesport zuständig. Wir liefern nur die Motoren.»

Ergo bleibt es abgesehen von den Massen bei Schätzungen und Näherungswerten. Dabei fällt auf, dass der gerade mal 547 Millimeter lange, 591 Millimeter hohe und 459 Millimeter breite sowie knapp 100 Kilogramm schwere Dreizylinder vom knapp viermal so teuren Werksmotor auf Global-Race-Engine-Basis getoppt wird. Trotz eines zusätzlichen Zylinders ist er 17 Millimeter kürzer, 111 Millimeter niedriger und nur 13 Milliemeter breiter. Laut Reglement liegt das Mindestgewicht beim Rally-1-Motor bei 80 Kilogramm. Kaum vorstellbar, dass Aoki und seine Kollegen nicht auch da ans Limit gingen. Denn nahezu alle der rund 1300 Motorenteile werden bei Toyota gefertigt. Hightech wird nicht nur bei den gefertigten Komponenten, sondern auch bei der Produktionsstätte gross geschrieben. Längst werden komplexe Teile vom Auspuffkrümmer-Knoten über Radträger bis hin zu ganzen Zylinderköpfen in verschiedenen Metalllegierungen im 3-D-Druck hergestellt.

Hitze ist der Feind von Leistung

Die Montage der Triebwerke erfolgt im nur wenige Gänge weiter befindlichen Motorenbau, wo zehn Arbeitsbuchten zum Aufbau und zur Revision der Hochleistungsaggregate zur Verfügung stehen. Die obligatorischen Test- und Probeläufe erfolgen auf einem der sechs statischen oder zwei dynamischen Motorenprüfstände. Am Ende geht es nur um Temperaturen. Oder anders gesagt: Hitze ist der Feind von Leistung. Auch deshalb war schon der komplette Werksbolide in Köln zu Gast, um im Windkanal Kühlungstest zu absolvieren. Verständlich, «das halbe Kühlungssystem ist im Motor, die andere Hälfte ist im Auto», bringt es Aoki auf den Punkt.