Anatomija velike mašine

Razgovor sa menadžerom Porscheovih motora Matthiasom Hofstätterom o novom 911

911 je automobil iz snova za mnoge. Ponovo se susrećemo sa šefom Porscheovog odjela za motore kako bi nam ispričali s kakvim su se peripetijama morali suočiti razvojni timovi kompanije prilikom kreiranja modela. Sljedeći redovi posvećeni su tehnologiji novog 992.

Povlačenje poluge za otpuštanje poklopca preko motora može biti pogrešno. Nakon neodlučnog pogleda, shvatite da je ono što bi trebalo da bude poklopac zapravo ploča manja od zadnjeg spojlera, ispod koje se vidi nešto što liči na plastičnu kadu sa dva ventilatora. Njihova funkcija je jasna, ali njihov izgled ima još jedan efekat - evocira modele sa vazdušnim hlađenjem sa ventilatorom koji je u centru ventilatora okružen visokonaponskim kablovima.

450. Ovaj broj izražava snagu nove generacije 4 Carrera S i Carrera 992S 1986-litarskog bi-turbo-šestocilindričnog ravno-šest motora i odmah izaziva druge asocijacije - ovaj super Porsche iz 959. nazvan 450, koji je također proizvodio 33 KS . With. Dobar povod da se uporedi i izrazi razvoj tehnologije u oblasti motora sa unutrašnjim sagorevanjem sa istim brendom. Međutim, ako je prije 959 godine XNUMX bio najviši, pa čak i egzotičan oblik tehničke sposobnosti, danas motor slične snage pokreću gore spomenute verzije Carrere S, koje su niže u hijerarhiji brenda.

Naše sličnosti se protežu i na zapreminu, koja je veoma bliska - 2848cc kod modela 3 naspram 959cc kod modela 2981. Motor 3 je pravo tehnološko remek delo za svoje vreme, sa složenim kombinovanim hlađenjem. Cilindri se hlade snažnim ventilatorom, dok se glave oslanjaju na sistem vodenog hlađenja od 992L. Naravno, kao i kod svih Porsche "vazdušnih" motora, doprinosi odvajanju toplote, postoji sistem za podmazivanje hladnjaka ulja koji ne može da prihvati ni jedno ni drugo. ni više ni manje od 959 litara ulja. Dakle, zbog arhitekture modela sa stražnjim motorom i prednjim radijatorima, 25 je okružen cjevovodima koji čine zajednički cirkulacijski sistem.

U tom pogledu, danas se malo toga promijenilo. 911 Carrera 4S, koji se zahvaljujući dvostrukom mjenjaču može smatrati bliskim srodnikom modela 959, ne oslanja se na snažni ventilator, već hladi i zadržava 28,6 litara tečnosti, dok sistem podmazivanja zahtijeva 11,3 litara. puter.

Međutim, arhitektura, koja uključuje horizontalni raspored od šest cilindara, ipak ima još jedan važan pokazatelj sličnosti oba motora - pouzdanost. U stvari, ovo je tipično za sve bokser bicikle kompanije, koji neće poništiti garanciju kada se vozi na stazi. Za Porsche je interakcija pokretnih komponenti motora, odnosno trenja u području klipnih prstenova, klipa, cilindra, kao i u ležajevima radilice i razvodnog mehanizma, uvijek bila od najveće važnosti.

Turbine različite prirode

U oba modela turbo punjači su smješteni s obje strane reda cilindara, ali u 959 je izgrađen kaskadni sistem za dopunjavanje goriva, koji je ostao bijela lasta u tehnološkoj istoriji. Kombinacija malog i velikog turbo punjača izgleda primamljivo i danas se često koristi u dizel motorima, ali nije pogodna za benzinske motore - zbog male količine plina pri niskom opterećenju i okretajima, ali na visokim temperaturama nije tako učinkovita kao integrisani. u jedinicama sa direktnim ubrizgavanjem sa visokim kompresijskim odnosom dvomlaznih turbina u kombinaciji sa izduvnim kolektorima ugrađenim u glave. Po potrebi mehanički (Volvo) ili električni (Mercedes) kompresori. U određenoj mjeri, gore navedeni razlozi leže u osnovi razlika u performansama između motora 992 i 995. Iako, za razliku od većih verzija s turbopunjačem (još uvijek generacije 991) s turbopunjačem, motor Carrera 4S ima fiksnu geometriju wastegate turbo punjača s maksimalnim pritiskom punjenja od 1,2 .530 bara, maksimalni obrtni moment je 2300 Nm pri 450 o/min. Obje mašine dostižu maksimalnu snagu od 6500 KS. pri 500 o/min, ali uprkos tome što ima mali turbo punjač, ​​maksimalni obrtni moment od 959 Nm do 5500 je dostupan samo pri…33 o/min. Ovo je zaista živopisan izraz razvoja tehnologije u ove XNUMX godine.

Jednačina efikasnosti

Pa ipak, šta objašnjava ove razlike? Odgovor je kombinacija mnogih tehnoloških faktora. 992 ima koristi od "upakirane" arhitekture motora, sa svakim nizom cilindara ispunjenim jednim turbo punjačem. U tom smislu, može se smatrati zbirom dva trocilindrična motora, a dobro je poznata činjenica da je ovaj tip motora vrlo pogodan za opremu s turbo punjenjem zbog velike udaljenosti talasa pulsiranja i nedostatka smetnje između njih. Kod šestokrevetnih motora, plinovi iz svakog od tri cilindra mogu se usmjeriti u drugu turbinu ili u drugi krug s dvije turbine, ali zbog udaljenosti između redova cilindara, samo prvo rješenje ostaje kao opcija za šest -cilindrični bokser motori. jeftina, ali manje efikasna shema s jednim). U kaskadnom punjenju 959, svaki od šest cilindara puni svaki od turbopunjača kada radi.

Ali to je samo dio jednadžbe. Motor 992 ima 9,4 mm duži hod (preduvjet za veći obrtni moment), jer moderni visokotehnološki materijali omogućavaju povećanje inercijskih sila kada se brzina klipa poveća sa 14,5 na 16,6 m / s. ... Zahvaljujući izravnom ubrizgavanju (u novoj generaciji s piezo brizgaljkama za finije miješanje), složenom procesu sagorijevanja, regulaciji kucanja i komprimiranom zraku hlađenom na nižu temperaturu pomoću modernih izmjenjivača vode (što također pomaže u skraćivanju zraka do cilindara), stupanj kompresije se povećava 10,2: 1. Dodavanjem varijabilnog sistema punjenja VarioCam u razmatranu jednadžbu, ova razlika u performansama motora postaje mnogo jasnija.

Vrijeme je za promjenu ... i povratak

Trolitarski Carrera motor ne samo da se razlikuje od svog dalekog prethodnika, već je i prilično sofisticiran u odnosu na svog donatora, predstavljenog relativno nedavno 991. godine. U principu, povećanje snage i obrtnog momenta za 30 jedinica (sa 420 na 450 ks i sa 500 ). do 530 Nm) čini se lako ostvarivim jednostavnim softverskim podešavanjem. Mnogo radikalniji bio je pristup tima Matthiasa Hofstettera, šefa Porscheovog odjela za motore, s kojim se autor ove linije imao priliku po drugi put sastati tijekom predstavljanja 992.

Zanimljiva činjenica koju nećete naći ni u jednoj štampi je da je novi 911 originalno dizajniran kao plug-in hibrid. Da bi se to postiglo, prednji trag je proširen i upravo je tamo, između prednjih točkova, trebala biti smještena litijum-jonska baterija. Novorazvijeni mjenjač sa dva kvačila i osam umjesto sedam brzina ima povećanu veličinu kućišta između radilice i dva seta kvačila - oko osam centimetara. Trebalo je da sadrži "električni disk", kako je Hofstetter nazvao motor, vjerovatno zbog njegovog dizajna diska. Za sada dobro, a u teoriji izgleda odlično, pogotovo jer će pomicanje centra gravitacije naprijed-nadolje imati blagotvoran učinak na raspodjelu težine 911. U praksi, međutim, automobil na takve želje reaguje vrlo neobično način. “Prve (prototipne) verzije 992 imale su naglo ubrzanje,” kaže Matthias Hofstetter, “i izazvale pravu senzaciju na desnoj strani.” Međutim, fini balans modela odlazi dođavola, a 911 postaje nestabilan i nepredvidiv u krivinama. Montaža motora na prednjoj strani sa mogućnošću vektoriranja obrtnog momenta mogla bi donekle nadoknaditi nedostatke, ali to znači povratak na ploču za crtanje i ogromne troškove novog dizajna. U svakom slučaju, napušten je jednostavniji jednomotorni hibridni sistem, poništen je prilično ozbiljna količina dizajnerskog posla, a 911 se vratio na kurs bez ikakvih električnih asistenata. Napori za povećanje snage i smanjenje potrošnje usmjereni su na komponente kao što su motor, prijenos i karoserija.

U ime povećane snage, nova verzija motora opremljena je većim turbopunjačima - odnosno tri milimetra (do 48 mm) i četiri milimetra (do 55 mm) za turbinu i kompresor. To je omogućilo postizanje pritiska od 1,2 bara, uprkos preprekama koje stvara novi filter za čestice dizela. Položaj izmjenjivača topline komprimovanog zraka je također promijenjen, krećući se od područja na vanjskoj strani cilindra u područje u sredini i iznad motora. Ovo skraćuje put vazduha, poboljšava odziv motora i smanjuje gubitke pumpe (što je bilo teško postići, uglavnom zbog konzervativnog stava ljudi u Porscheu prema tako drastičnim promenama dizajna). Nova konfiguracija postavlja scenu za smanjenje protoka zraka usmjerenog na motor za 10 stupnjeva, a to, zajedno s piezo injektorima koji stvaraju tanju mješavinu zraka i goriva, omogućava povećanje omjera kompresije za pola jedinice na 10,2:1 ( pravo je vrijeme napomenuti da je u ime sprječavanja preduslova za detonaciju, omjer kompresije 959 samo 8,3:1). Osim toga, kako bi se izjednačio put plinova do turbina, kolo je promijenjeno u jednokrevetno kretanjem odozdo prema vrhu. Stoga se turbine okreću u drugom smjeru kada se gledaju iza vozila.

Koristeći VarioCam sistem s različitim profilima bregastog vratila, Porscheovi inženjeri prilagođavaju hod dva usisna ventila na različite načine, koji imaju različit hod djelomičnog opterećenja. Dakle, zrak koji ulazi u motor počinje se „vrtjeti“, stvarajući turbulentno kretanje, kako duž vertikalne osi (takozvani vrtlog), tako i vodoravno (salto). To pomaže značajno poboljšati kvalitetu procesa sagorijevanja, u kojem se prednji dio plamena brže kreće, a sagorijevanje je učinkovitije. Pri punom opterećenju hod se ujednačava jer je brzina zraka dovoljno velika da takvo rješenje jednostavno nije potrebno. Kao rezultat toga, Hofstetter kaže da je nivo zagađivača u emisijama sirovih plinova znatno smanjen, što rezultira da katalizator sada ima mnogo manje posla. Tako se njegova kilometraža povećava na preko 300 hiljada kilometara. Uz to, zbog niže temperature plinova, predmetni katalizator više nije izrađen od lima, već je lijevan, što zauzvrat omogućava smanjenje otpora protoku plina i samo po sebi povećava učinkovitost. Čitava "arhitektonska cjelina", uključujući filter za čestice s integriranim ventilima, potrebna je za stvaranje zvučne kulise 911 koja je definitivno jedinstvena.

Više aluminijuma u kućištu

Mjenjač je potpuno nov, sada sa osam brzina, što je zbog pogonske šeme jedinstveno za model 911 i ne koristi se ni u jednom modelu marke ili koncerna. Prva brzina je kraća od prethodne, a osma duža od prethodne najviše sedme brzine. Novi omjeri brzina omogućavaju i duži krajnji pogon, što rezultira tišim motorom i pri nižim brzinama pri velikim brzinama na autoputu.

Precizniji prenos obrtnog momenta na prednju osovinu preduvjet je za poboljšanje ponašanja vozila, a to je zahvaljujući novom dizajnu višepločne spojke u prednjem diferencijalu. Cijela jedinica ima vodeno hlađenje, ojačane diskove i brži izlaz. Sve to ne samo da poboljšava dinamiku, već i sposobnost vožnje mašine, na primjer, u vožnji po snijegu.

Iako uglavnom koristi trenutnu arhitekturu 992, u praksi se značajno promijenila. Udio čelika u ovom "multi-mix" dizajnu smanjen je sa 63 na 30 posto. Izvana su velike antičke čelične ploče zamijenjene aluminijskim, što zahtijeva novi pristup njihovom pričvršćivanju. Udio (ekstrudirani aluminij) značajno se povećava u nosećem dijelu tijela. Kao rezultat, otpor na uvijanje je još bolji.

Ukupnom paketu efikasnosti dodata je i prilagodljiva aerodinamika karoserije, koristeći različite strategije za usmjeravanje zraka kroz zadnji spojler u otvore ispred prednjih kotača. Potonji su opremljeni aktivnim ventilima koji se otvaraju ovisno o potrebama rashladnih jedinica. Stražnji spojler ima i drugu ulogu, usmjeravajući zrak kada je to potrebno za poboljšanje hlađenja motora, a posebno međuhladnjaka. I, naravno, svemu ovome moramo dodati jedinstvene kočnice i šasiju Porschea, kao i vektoriranje obrtnog momenta i nizbrdo sa aktivnim stabilizatorom na zadnjoj osovini, kao i aktivno upravljanje zadnjim točkovima.

Tekst: Georgy Kolev

2020-08-30