Anatomija velikega stroja
Pogovor z vodjo motorja Porsche Matthiasom Hofstätterjem o novem 911
911 je za mnoge sanjski avto. Ponovno se srečamo z vodjo Porschejevega oddelka za motorje, da nam pove o peripetijah, s katerimi so se morale soočiti razvojne ekipe podjetja pri ustvarjanju modela. Naslednje vrstice so posvečene tehnologiji novega 992.
Vlečenje vzvoda za sprostitev pokrova čez motor je lahko zavajajoče. Po obotavljajočem pogledu ugotovite, da je tisto, kar naj bi bil pokrov, pravzaprav plošča, manjša od zadnjega spojlerja, pod katero je videti nekaj, kar je videti kot plastična kad z nameščenima dvema ventilatorjema. Njihova funkcija je jasna, njihov videz pa ima še en učinek - spominja na zračno hlajene modele z ventilatorjem, osredotočenim na ventilator, obdanim z visokonapetostnimi kabli.
450. Ta številka izraža konjske moči nove generacije 4 Carrera S in Carrera 992S 1986-litrskega bi-turbo-šestvaljnega ravno-šestvaljnega motorja in takoj vzbudi druge asociacije – ta super Porsche iz leta 959 se je imenoval 450, ki je prav tako proizvedel 33 KM . z. Dobra priložnost za primerjavo in izražanje razvoja tehnologije na področju motorjev z notranjim zgorevanjem z isto znamko. Če pa je bil pred 959 leti XNUMX najvišja in celo eksotična oblika tehnične zmogljivosti, danes motor s podobno močjo poganjajo prej omenjene različice Carrera S, ki so nižje v hierarhiji znamke.
Naše podobnosti segajo tudi do prostornine, ki je zelo blizu - 2848 ccm pri 3 v primerjavi z 959 cc pri 2981. Motor 3 je prava tehnološka mojstrovina svojega časa s kompleksnim kombiniranim hlajenjem. Cilindre hladi zmogljiv ventilator, glave pa 992L vodno hladilni sistem. Seveda k odvajanju toplote, kot pri vseh Porschejevih "zračnih" motorjih, prispeva sistem mazanja hladilnika olja, ki ne more sprejeti ne enega ne drugega. nič več in nič manj kot 959 litrov olja. Tako je zaradi arhitekture modela z zadnjim motorjem in sprednjimi hladilniki 25 obdan s cevovodi, ki tvorijo skupni krožni sistem.
V zvezi s tem se je danes malo spremenilo. 911 Carrera 4S, ki ga lahko zaradi dvojnega menjalnika štejemo za bližnjega sorodnika modela 959, se ne zanaša na močan ventilator, temveč se ohladi in zadrži 28,6 litra tekočine, medtem ko mazalni sistem zahteva 11,3 litra. maslo.
Vendar pa ima arhitektura, ki vključuje vodoravno razporeditev šestih valjev, še en pomemben pokazatelj podobnosti obeh motorjev - zanesljivost. Pravzaprav je to značilno za vsa bokserska kolesa podjetja, ki ne bodo razveljavila garancije, če se bodo popeljala na stezo. Za Porsche je bilo medsebojno delovanje gibljivih komponent motorja, oziroma trenje v območju batnih obročkov, bata, cilindra, kot tudi v ležajih ročične gredi in krmilnega mehanizma, vedno izjemnega pomena.
Turbine različne narave
Pri obeh modelih sta turbinska polnilnika nameščena na obeh straneh valjev, v 959 pa so vgradili kaskadni sistem dolivanja goriva, ki je ostal bela lastovka v tehnološki zgodovini. Kombinacija majhnega in velikega turbopolnilnika se zdi mamljiva in se danes pogosto uporablja pri dizelskih motorjih, ni pa primerna za bencinske motorje – zaradi majhne količine plina pri nizki obremenitvi in vrtljajih, pri visokih temperaturah pa ni tako učinkovita kot integrirano. v enotah z direktnim vbrizgavanjem z visokim kompresijskim razmerjem dvocevnih turbin v kombinaciji z izpušnimi kolektorji, vgrajenimi v glave. Po potrebi mehanski (Volvo) ali električni (Mercedes) kompresorji. Zgoraj navedeni razlogi so do neke mere podlaga za razlike v zmogljivosti med motorjema 992 in 995. Čeprav je za razliko od večjih turbopolnilnikov (še vedno generacije 991) turbopolnilnikov motor Carrera 4S opremljen s turbopolnilniki s fiksno geometrijo in največjim polnilnim tlakom 1,2 .530 bara, največji navor je 2300 Nm pri 450 vrt/min. Oba stroja dosežeta največjo moč 6500 KM. pri 500 vrtljajih na minuto, vendar je kljub majhnemu turbopolnilniku največji navor od 959 Nm do 5500 na voljo le pri … 33 vrtljajih na minuto. To je res nazoren izraz razvoja tehnologije v teh XNUMX letih.
Enačba učinkovitosti
In vendar, kaj pojasnjuje te razlike? Odgovor je kombinacija številnih tehnoloških dejavnikov. 992 ima prednosti "škatlaste" arhitekture motorja, pri čemer je vsaka stran valjev napolnjena z enim turbopolnilnikom. V zvezi s tem ga lahko obravnavamo kot vsoto dveh trivaljnih motorjev in dobro znano dejstvo je, da je ta tip motorja zelo primeren za opremo s turbopolnilnikom zaradi velike razdalje pulzacijskih valov in pomanjkanja motnje med njimi. Pri vrstnih šestvaljnih motorjih se lahko plini iz vsakega od treh valjev usmerijo v drugo turbino ali v drugo dvoturbinsko vezje, vendar zaradi razdalje med stranma valjev ostane le prva rešitev kot možnost za šest - cilindrični boxer motorji. poceni, a manj učinkovita shema z eno). Pri kaskadnem polnjenju modela 959 vsak od šestih valjev polni vsakega od turbopolnilnikov, ko ta deluje.
Toda to je le del enačbe. Motor 992 ima 9,4 mm daljši hod (predpogoj za večji navor), saj sodobni visokotehnološki materiali omogočajo povečanje vztrajnostnih sil pri povečanju hitrosti bata s 14,5 na 16,6 m / s. ... Zahvaljujoč neposrednemu vbrizgu (v novi generaciji s piezo vbrizgalniki za bolj fino mešanje), zapletenemu postopku zgorevanja, nadzoru udarcev in stisnjenem zraku, ohlajenem na nižjo temperaturo z uporabo sodobnih vodnih izmenjevalnikov toplote (kar prav tako pomaga skrajšati zračno pot do jeklenk), se stopnja kompresije poveča 10,2: 1. Z dodajanjem sistema spremenljivega polnjenja VarioCam v obravnavano enačbo je ta razlika v delovanju motorja veliko jasnejša.
Čas je, da se spremenimo ... in vrnemo
Trilitrski motor Carrera se ne le zelo razlikuje od svojega oddaljenega predhodnika, ampak je tudi precej dovršen v primerjavi s svojim donatorjem, predstavljenim relativno nedavno leta 991. Načeloma povečanje moči in navora za 30 enot (s 420 na 450 KM in s 500 ). do 530 Nm) se zdi enostavno dosegljivo s preprosto programsko nastavitvijo. Veliko bolj radikalen je bil pristop ekipe Matthiasa Hofstetterja, vodje Porschejevega oddelka za motorje, s katerim se je avtor te vrstice med predstavitvijo 992 imel priložnost drugič srečati.
Zanimivo dejstvo, ki ga ne boste našli v nobenem tisku, je, da je bil novi 911 prvotno zasnovan kot priključni hibrid. Da bi to naredili, so razširili sprednji kolotek in tam, med sprednjima kolesoma, bi morala biti nameščena litij-ionska baterija. Na novo razviti menjalnik z dvema sklopkama in osmimi namesto sedmimi prestavami ima povečano velikost ohišja med ročično gredjo in dvema kompletoma sklopk – približno osem centimetrov. Vseboval naj bi »električni disk«, kot je motor poimenoval Hofstetter, verjetno zaradi zasnove diska. Zaenkrat je vse dobro in v teoriji je videti odlično, še posebej, ker bo premik težišča naprej in navzdol blagodejno vplival na razporeditev teže 911. V praksi pa se avto na takšne želje odzove zelo svojevrstno. način. "Prve (prototipne) različice 992 so imele močan pospešek," pravi Matthias Hofstetter, "in povzročile pravo senzacijo na desni strani." Vendar gre fina uravnoteženost modela k hudiču, 911 pa v ovinkih postane nestabilen in nepredvidljiv. Namestitev motorjev na sprednji strani z zmožnostjo vektoriranja navora bi lahko do neke mere izravnala pomanjkljivosti, vendar pomeni vrnitev na risalno desko in ogromne nove stroške oblikovanja. V vsakem primeru so opustili enostavnejši hibridni sistem z enim motorjem, odpovedali so dokaj resno količino oblikovalskega dela in 911 je spet na poti brez električnih pomočnikov. Prizadevanja za povečanje moči in zmanjšanje porabe so osredotočena na komponente, kot so motor, menjalnik in karoserija.
V imenu povečane moči je nova različica motorja opremljena z večjimi turbopolnilniki - tri milimetre (do 48 mm) oziroma štiri milimetre (do 55 mm) za turbino in kompresor. To je omogočilo doseganje tlaka 1,2 bara, kljub oviram, ki jih ustvarja novi dizelski filter trdih delcev. Spremenjen je bil tudi položaj toplotnih izmenjevalcev stisnjenega zraka, ki so se preselili iz območij na zunanji strani valjev v območje na sredini in nad motorjem. To skrajša zračno pot, izboljša odziv motorja in zmanjša izgube črpalke (kar je bilo težko doseči, predvsem zaradi konzervativnega odnosa ljudi v Porscheju do tako drastičnih sprememb dizajna). Nova konfiguracija postavlja temelje za 10-stopinjsko zmanjšanje pretoka zraka, ki ga usmerja motor, in to skupaj s piezo injektorji, ki ustvarjajo redkejšo mešanico zraka in goriva, omogoča povečanje kompresijskega razmerja za polovico enote na 10,2:1 ( pravi čas je, da omenimo, da je v imenu preprečevanja predpogojev za detonacijo kompresijsko razmerje 959 le 8,3:1). Poleg tega, da bi izenačili pot plinov do turbin, je bilo vezje spremenjeno v eno samo s premikanjem od spodaj navzgor. Tako se turbine vrtijo v drugo smer, gledano od zadaj vozila.
Inženirji Porscheja s sistemom VarioCam z različnimi odmičnimi profili odmične gredi na različne načine prilagodijo hod obeh sesalnih ventilov, ki imata različen hod delne obremenitve. Tako se zrak, ki vstopa v motor, začne "vrtinčiti" in ustvarja turbulentno gibanje tako po navpični osi (tako imenovani vrtinec) kot vodoravno (salto). To pomaga bistveno izboljšati kakovost procesa zgorevanja, pri katerem se plamenska fronta premika hitreje in je izgorevanje učinkovitejše. Pri polni obremenitvi se udar izenači, ker je hitrost zraka dovolj velika, da takšna rešitev preprosto ni potrebna. Kot rezultat, Hofstätter pravi, da so onesnaževala v emisijah surovih plinov znatno zmanjšana, kar ima za posledico, da ima katalizator zdaj veliko manj dela. Tako se njegova kilometrina poveča na več kot 300 tisoč kilometrov. Poleg tega zadevni katalizator zaradi nižje temperature plinov ni več izdelan iz pločevine, temveč je odlitki, kar pa omogoča zmanjšanje odpornosti na pretok plina in samo po sebi poveča učinkovitost. Celoten "arhitekturni sklop", vključno s filtrom trdnih delcev z integriranimi ventili, mora ustvariti zvočno kuliso 911, ki je vsekakor edinstvena.
V ohišju več aluminija
Prenos je povsem nov, zdaj ima osem prestav, kar je zaradi pogonske sheme edinstveno za model 911 in se ne uporablja v nobenem modelu znamke ali koncerna. Prva prestava je krajša od prejšnje, osma pa daljša od prejšnje najvišje sedme prestave. Nova prestavna razmerja omogočajo tudi daljši končni pogon, kar ima za posledico tišji motor in deluje pri nižjih hitrostih pri visokih avtocestnih hitrostih.
Natančnejši prenos navora na sprednjo os je predpogoj za izboljšano obnašanje vozila, kar je posledica nove zasnove večplastne sklopke v sprednjem diferencialu. Celotna enota je vodno hlajena, ojačana z diski in hitrejšim izstopom. Vse to ne samo izboljša dinamiko, temveč tudi zmožnost stroja za tek na daljavo, na primer med vožnjo po snegu.
Čeprav v glavnem uporablja trenutno 992 arhitekturo, se je v praksi bistveno spremenila. Delež jekla v tej "multi-mix" izvedbi se je zmanjšal s 63 na 30 odstotkov. Zunaj so velike starinske jeklene plošče zamenjali z aluminijastimi, kar zahteva nov pristop k njihovi pritrditvi. Delež (ekstrudiranega aluminija) se znatno poveča v nosilnem delu telesa. Posledično je torzijska odpornost še boljša.
Splošnemu paketu učinkovitosti je dodana prilagodljiva aerodinamika karoserije, ki uporablja različne strategije za usmerjanje zraka skozi zadnji spojler in v odprtine pred sprednjimi kolesi. Slednji so opremljeni z aktivnimi ventili, ki se odpirajo glede na potrebe hladilnih enot. Zadnji spojler ima tudi drugo vlogo, saj usmerja zrak, ko je to potrebno za izboljšanje hlajenja motorja in zlasti hladilnikov polnilnega zraka. K vsemu temu pa je seveda treba dodati edinstvene zavore in podvozje Porscheja, pa tudi vektoriranje navora in spust po strmini z aktivnim stabilizatorjem na zadnji osi ter aktivno krmiljenje zadnjih koles.
Besedilo: Georgy Kolev
2020-08-30
