تشريح آلة كبيرة

محادثة مع ماتياس هوفستاتر ، مدير محرك بورشه حول 911 الجديدة

911 هي سيارة الأحلام بالنسبة للكثيرين. نلتقي مرة أخرى مع رئيس قسم المحرك في بورشه لإخبارنا عن التقلبات التي كان على فرق التطوير بالشركة مواجهتها عند إنشاء نموذج. الأسطر التالية مخصصة لتقنية 992 الجديدة.

قد يكون سحب ذراع تحرير الغطاء فوق المحرك أمرًا مضللًا. بعد نظرة مترددة ، تدرك أن ما يُفترض أن يكون غطاءً هو في الواقع لوحة أصغر من المفسد الخلفي ، والتي يمكنك تحتها رؤية ما يشبه حوضًا بلاستيكيًا مثبتًا به مروحتان. وظيفتها واضحة ، لكن مظهرها له تأثير آخر - فهي تستحضر نماذج مبردة بالهواء مع مروحتها المرتكزة على المروحة والمحاطة بكابلات عالية الجهد.

450. هذا الرقم يعبر عن القوة الحصانية للجيل الجديد 4 كاريرا إس وكاريرا 992S 1986 لتر ثنائي التوربو بستة أسطوانات ، ويثير على الفور ارتباطات أخرى - سيارة بورش الفائقة لعام 959 التي تسمى 450 ، والتي أنتجت أيضًا 33 حصان . مع. مناسبة جيدة للمقارنة والتعبير عن تطور التكنولوجيا في مجال محركات الاحتراق الداخلي من نفس العلامة التجارية. ومع ذلك ، إذا كان 959 قبل XNUMX عامًا هو الشكل الأعلى والغريب للقدرات التقنية ، فإن المحرك الذي يتمتع بقوة مماثلة اليوم يتم تشغيله بواسطة الإصدارات المذكورة أعلاه من Carrera S ، والتي هي أقل في التسلسل الهرمي للعلامة التجارية.

تمتد أوجه التشابه لدينا أيضًا إلى الإزاحة ، وهي قريبة جدًا - 2848's 3cc مقابل 959's 2981cc. محرك 3 هو تحفة تكنولوجية حقيقية في وقته ، مع تبريد مجمع معقد. يتم تبريد الأسطوانات بواسطة مروحة قوية ، بينما تعتمد الرؤوس على نظام تبريد بالماء سعة 992 لترًا. المساهمة في تبديد الحرارة ، بالطبع ، كما هو الحال مع جميع محركات بورش "الهوائية" ، يوجد نظام تزييت مبرد بالزيت لا يمكنه استيعاب أي منهما. ما لا يقل عن 959 لترًا من الزيت. وبالتالي ، نظرًا لتصميم النموذج المزود بمحرك خلفي ومشعات أمامية ، فإن الموديل 25 محاط بخطوط أنابيب تشكل نظام دوران مشترك.

في هذا الصدد ، لم يتغير الكثير اليوم. لا يعتمد 911 كاريرا 4S ، الذي يمكن اعتباره قريبًا لـ 959 بفضل ناقل الحركة المزدوج ، على مروحة قوية ، بل يبرد ويحمل 28,6 لترًا من السوائل ، بينما يتطلب نظام التزييت 11,3 لترًا. زبدة.

ومع ذلك ، فإن الهندسة المعمارية ، التي تتضمن ترتيبًا أفقيًا لست أسطوانات ، لها مؤشر مهم آخر على التشابه بين كلا المحركين - الموثوقية. في الواقع ، هذا نموذجي لجميع دراجات الملاكم التابعة للشركة ، والتي لن تبطل الضمان عند قيادتها على المسار الصحيح. بالنسبة لبورش ، كان التفاعل بين مكونات المحرك المتحركة ، على التوالي ، الاحتكاك في منطقة حلقات المكبس ، والمكبس ، والأسطوانة ، وكذلك في محامل العمود المرفقي وآلية التوقيت ، دائمًا ذا أهمية قصوى.

توربينات ذات طبيعة مختلفة

في كلا الطرازين ، توجد الشواحن التوربينية على جانبي ضفاف الأسطوانات ، ولكن في 959 ، تم بناء نظام إعادة التزود بالوقود التعاقبي ، والذي ظل ابتلاعًا أبيضًا في التاريخ التكنولوجي. يبدو الجمع بين شاحن توربيني صغير وكبير مغريًا وغالبًا ما يستخدم اليوم في محركات الديزل ، ولكنه غير مناسب لمحركات البنزين - نظرًا لكمية الغاز الصغيرة عند التحميل المنخفض وعدد الدورات في الدقيقة ، ولكن في درجات الحرارة المرتفعة ، لا يكون بنفس الكفاءة واحد متكامل. في وحدات الحقن المباشر مع نسبة ضغط عالية من التوربينات النفاثة المزدوجة جنبًا إلى جنب مع مشعبات العادم المدمجة في الرؤوس. إذا لزم الأمر ، ضواغط ميكانيكية (فولفو) أو كهربائية (مرسيدس). إلى حد ما ، تكمن الأسباب المذكورة أعلاه في الاختلافات في الأداء بين محركات 992 و 995. على الرغم من أنه على عكس الإصدارات الأكبر حجمًا بشاحن توربيني (جيل 991) ، فإن محرك Carrera 4S مزود بشواحن توربينية ذات بوابات ثابتة للهندسة مع أقصى ضغط تعبئة يبلغ 1,2 .530 بار ، أقصى عزم دوران 2300 نيوتن متر عند 450 دورة في الدقيقة. تصل قوة كلا الجهازين إلى 6500 حصان. عند 500 دورة في الدقيقة ، ولكن على الرغم من وجود شاحن توربيني صغير ، فإن أقصى عزم دوران من 959 نيوتن متر إلى 5500 متاح فقط عند ... 33 دورة في الدقيقة. هذا في الواقع تعبير حي عن تطور التكنولوجيا على مدار XNUMX عامًا.

معادلة الكفاءة

ومع ذلك ، ما الذي يفسر هذه الاختلافات؟ الجواب هو مزيج من العديد من العوامل التكنولوجية. يستفيد الموديل 992 من بنية المحرك "المعبأة" ، حيث يتم تعبئة كل مجموعة من الأسطوانات بشاحن توربيني واحد. في هذا الصدد ، يمكن اعتباره مجموع محركين بثلاث أسطوانات ، ومن الحقائق المعروفة أن هذا النوع من المحركات مناسب جدًا للمعدات المشحونة بالشحن التوربيني بسبب المسافة الطويلة لموجات النبض وعدم وجود تدخل بينهما. في المحركات ذات الست أسطوانات على التوالي ، يمكن توجيه الغازات من كل من الأسطوانات الثلاثة إلى توربين مختلف أو إلى دائرة توربين مزدوج مختلفة ، ولكن نظرًا للمسافة بين مصارف الأسطوانات ، يبقى الحل الأول فقط كخيار لستة أسطوانات - اسطوانة محركات الملاكم. مخطط رخيص ولكنه أقل كفاءة بواحد). في شحنة 959 ، تقوم كل من الأسطوانات الست بشحن كل شاحن توربيني عند تشغيله.

لكن هذا فقط جزء من المعادلة. يتميز المحرك 992 بضربة أطول بمقدار 9,4 مم (شرط أساسي لعزم دوران أعلى) ، حيث تسمح المواد الحديثة عالية التقنية بزيادة قوى القصور الذاتي عند زيادة سرعة المكبس من 14,5 إلى 16,6 م / ث. ... بفضل الحقن المباشر (في الجيل الجديد مع حاقنات بيزو لخلط أكثر دقة) ، وعملية الاحتراق المعقدة والتحكم في الضربات والهواء المضغوط المبرد إلى درجة حرارة منخفضة باستخدام المبادلات الحرارية المائية الحديثة (والتي تساعد أيضًا على تقصير مسار الهواء إلى الأسطوانات) ، يتم زيادة نسبة الضغط إلى 10,2: 1. بإضافة نظام الشحن المتغير VarioCam إلى المعادلة قيد الدراسة ، يكون هذا الاختلاف في أداء المحرك أكثر وضوحًا.

حان وقت التغيير ... والعودة

لا يختلف محرك كاريرا بثلاثة لترات فقط عن سابقه البعيد ، ولكنه أيضًا متطور إلى حد ما مقارنة بالمانح ، والذي تم تقديمه مؤخرًا نسبيًا في 991. من حيث المبدأ ، زيادة في القوة وعزم الدوران بمقدار 30 وحدة (من 420 إلى 450 حصان ومن 500 ). حتى 530 نيوتن متر) يمكن تحقيقه بسهولة من خلال إعداد برنامج بسيط. كان النهج الأكثر جذرية هو نهج فريق ماتياس هوفستتر ، رئيس قسم محركات بورش ، الذي أتيحت لمؤلف هذا الخط فرصة الاجتماع معه للمرة الثانية خلال عرض 992.

هناك حقيقة مثيرة للاهتمام لن تجدها في أي مطبعة وهي أن 911 الجديدة تم تصميمها في الأصل كسيارة هجينة. للقيام بذلك ، تم توسيع المسار الأمامي وكان هناك ، بين العجلات الأمامية ، أن بطارية الليثيوم أيون يجب أن تكون موجودة. يتميز ناقل الحركة المطور حديثًا المزود بقابضين وثمانية تروس بدلاً من سبع تروس بحجم مبيت أكبر بين العمود المرفقي ومجموعتين من القوابض - حوالي ثمانية سنتيمترات. كان من المفترض أن تحتوي على "قرص كهربائي" ، كما أطلق عليه هوفستتر اسم المحرك ، ربما بسبب تصميم قرصه. جيد حتى الآن ، ومن الناحية النظرية ، يبدو رائعًا ، خاصة وأن تحويل مركز الثقل للأمام وللأسفل سيكون له تأثير مفيد على توزيع وزن 911. ولكن من الناحية العملية ، تتفاعل السيارة مع هذه الرغبات بطريقة غريبة للغاية طريق. يقول ماتياس هوفستيتر: "كانت الإصدارات (النموذجية) الأولى من 992 تسارعًا حادًا ، وتسببت في إحساس حقيقي على اليمين." ومع ذلك ، فإن التوازن الدقيق للنموذج يذهب إلى الجحيم ، ويصبح 911 غير مستقر ولا يمكن التنبؤ به في الزوايا. يمكن أن يؤدي تركيب المحركات في المقدمة مع إمكانية توجيه عزم الدوران إلى تعويض أوجه القصور إلى حد ما ، ولكنه يعني العودة إلى لوحة الرسم وتكاليف تصميم جديدة ضخمة. على أي حال ، تم التخلي عن النظام الهجين ذي المحرك الواحد الأبسط ، وتم إلغاء قدر كبير من أعمال التصميم ، وعادت 911 إلى مسارها بدون أي مساعدين كهربائيين. تتركز الجهود المبذولة لزيادة الطاقة وتقليل الاستهلاك على مكونات مثل المحرك وناقل الحركة وهيكل السيارة.

باسم القوة المتزايدة ، تم تجهيز الإصدار الجديد من المحرك بشواحن توربينية أكبر - ثلاثة مليمترات (حتى 48 مم) وأربعة مليمترات (حتى 55 مم) للتوربينات والضاغط. هذا جعل من الممكن تحقيق ضغط 1,2 بار ، على الرغم من العوائق التي أنشأها مرشح جسيمات الديزل الجديد. تم أيضًا تغيير موضع المبادلات الحرارية للهواء المضغوط ، حيث تنتقل من مناطق خارج بنوك الأسطوانات إلى منطقة في منتصف وفوق المحرك. هذا يقصر مسار الهواء ، ويحسن استجابة المحرك ، ويقلل من خسائر المضخة (التي كان من الصعب تحقيقها ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى الموقف المحافظ للأشخاص على متن سيارة بورش تجاه مثل هذه التغييرات الجذرية في التصميم). يمهد التكوين الجديد الطريق لتخفيض 10 درجات في تدفق الهواء الموجه بالمحرك ، وهذا ، جنبًا إلى جنب مع الحاقنات الانضغاطية التي تخلق خليطًا أرق من وقود الهواء ، يسمح بزيادة نسبة الضغط بمقدار نصف وحدة إلى 10,2: 1 ( إنه وقت مناسب لذكر أنه باسم منع الشروط المسبقة للتفجير ، فإن نسبة ضغط 959 هي 8,3: 1 فقط). بالإضافة إلى ذلك ، من أجل معادلة مسار الغازات إلى التوربينات ، تم تغيير الدائرة إلى دائرة واحدة عن طريق الانتقال من الأسفل إلى الأعلى. وبالتالي ، فإن التوربينات تدور في اتجاه مختلف عند رؤيتها من خلف السيارة.

باستخدام نظام VarioCam مع ملفات تعريف كامات مختلفة لعمود الكامات ، يقوم مهندسو بورش بضبط حركة صمامي السحب بطرق مختلفة ، والتي لها حركة تحميل جزئية مختلفة. وهكذا ، يبدأ الهواء الذي يدخل المحرك في "الدوران" ، مما يخلق حركة مضطربة ، سواء على طول المحور الرأسي (ما يسمى بالدوامة) أو الأفقي (الشقلبة). يساعد هذا في تحسين جودة عملية الاحتراق بشكل كبير ، حيث تتحرك مقدمة اللهب بشكل أسرع ويكون الاحتراق أكثر كفاءة. عند التحميل الكامل ، تتساوى السكتة الدماغية لأن سرعة الهواء عالية بما يكفي بحيث لا يكون مثل هذا الحل ضروريًا. نتيجة لذلك ، يقول هوفستاتر إن الملوثات في انبعاثات الغاز الخام قد انخفضت بشكل كبير ، مما أدى إلى أن المحفز الآن لديه عمل أقل بكثير للقيام به. وبالتالي ، يزيد عدد الأميال إلى أكثر من 300 ألف كيلومتر. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لانخفاض درجة حرارة الغازات ، لم يعد المحفز المعني مصنوعًا من الصفائح المعدنية ، بل هو عبارة عن قالب ، والذي بدوره يقلل من مقاومة تدفق الغاز ويزيد من الكفاءة في حد ذاته. مطلوب "المجموعة المعمارية" بأكملها ، بما في ذلك مرشح الجسيمات مع الصمامات المدمجة ، لإنشاء 911 مشهد صوتي فريد من نوعه بالتأكيد.

المزيد من الألومنيوم في العلبة

يعتبر ناقل الحركة جديدًا تمامًا ، وهو الآن مزود بثمانية تروس ، والذي ، نظرًا لنظام القيادة ، فريد من نوعه بالنسبة لـ 911 ولا يتم استخدامه في أي طراز للعلامة التجارية أو القلق. الترس الأول أقصر من الترس السابق ، والثامن أطول من الترس السابع الأعلى سابقًا. تسمح نسب التروس الجديدة أيضًا بمحرك نهائي أطول ، مما ينتج عنه محرك أكثر هدوءًا ويعمل بسرعات منخفضة بسرعات عالية على الطرق السريعة.

يعد النقل الأكثر دقة لعزم الدوران إلى المحور الأمامي شرطًا أساسيًا لتحسين سلوك السيارة ، ويرجع ذلك إلى التصميم الجديد للقابض متعدد الصفائح في الترس التفاضلي الأمامي. الوحدة بأكملها عبارة عن أقراص مبردة بالماء ومُقواة وميزان أسرع. كل هذا لا يؤدي فقط إلى تحسين الديناميكيات ، ولكن أيضًا من قدرة الماكينة عبر البلاد ، على سبيل المثال ، عند القيادة على الجليد.

على الرغم من أنها تستخدم بنية 992 الحالية بشكل أساسي ، إلا أنها تغيرت بشكل كبير من الناحية العملية. تم تخفيض نسبة الفولاذ في هذا التصميم "متعدد الخلطات" من 63 إلى 30 بالمائة. في الخارج ، تم استبدال الألواح الفولاذية الكبيرة القديمة بألواح من الألومنيوم ، مما يتطلب نهجًا جديدًا لإصلاحها. تزداد النسبة (الألمنيوم المبثوق) بشكل كبير في الجزء الداعم من الجسم. نتيجة لذلك ، تكون مقاومة الالتواء أفضل.

يضاف إلى حزمة الكفاءة الإجمالية الديناميكيات الهوائية التكيفية للجسم ، باستخدام استراتيجيات مختلفة لتوجيه الهواء عبر الجناح الخلفي إلى الفتحات الموجودة أمام العجلات الأمامية. الأخير مجهز بصمامات نشطة تفتح حسب احتياجات وحدات التبريد. للجناح الخلفي دور آخر أيضًا ، حيث يوجه الهواء عند الحاجة لتحسين تبريد المحرك وخاصة المبردات الداخلية. وبالطبع ، إلى كل هذا ، يجب أن نضيف الفرامل والشاسيه الفريد من بورش ، بالإضافة إلى توجيه عزم الدوران والانحدار من خلال قضيب نشط مضاد للالتفاف على المحور الخلفي ، بالإضافة إلى توجيه نشط للعجلة الخلفية.

النص: جورجي كوليف

2020-08-30