Anatomija velikog stroja

Razgovor s upraviteljem Porscheovih motora Matthiasom Hofstätterom o novom modelu 911

911 je auto iz snova za mnoge. Ponovno se susrećemo s voditeljem Porscheovog odjela za motore kako bi nam ispričao s kakvim su se peripetijama razvojni timovi tvrtke morali suočiti pri izradi modela. Sljedeći redovi posvećeni su tehnologiji novog 992.

Povlačenje poluge za otpuštanje poklopca preko motora može dovesti u zabludu. Nakon neodlučnog pogleda shvaćate da je ono što bi trebalo biti poklopac zapravo ploča manja od stražnjeg spojlera, ispod koje se vidi nešto što izgleda kao plastična kada s dva ugrađena ventilatora. Njihova funkcija je jasna, ali njihov izgled ima još jedan učinak - evocira zrakom hlađene modele s ventilatorom u središtu ventilatora okruženim visokonaponskim kabelima.

450. Ovaj broj izražava konjske snage nove generacije 4 Carrera S i Carrera 992S 1986-litrenog bi-turbo-šest-cilindričnog ravnog šestocilindričnog motora i odmah budi druge asocijacije - ovaj super Porsche iz 959. nazvan 450, koji je također proizvodio 33 KS . S. Dobra prilika za usporedbu i izražavanje razvoja tehnologije u području motora s unutarnjim izgaranjem s istom markom. Međutim, ako je prije 959 godine XNUMX bio najviši, pa čak i egzotičan oblik tehničke sposobnosti, danas motor slične snage pokreću gore spomenute inačice Carrera S, koje su niže u hijerarhiji marke.

Naše sličnosti također se protežu na obujam, koji je vrlo sličan - 2848 ccm kod modela 3 naspram 959 ccm kod modela 2981. Motor modela 3 pravo je tehnološko remek-djelo za svoje vrijeme, sa složenim kombiniranim hlađenjem. Cilindri se hlade snažnim ventilatorom, dok se glave oslanjaju na sustav vodenog hlađenja od 992L. Naravno, kao i kod svih Porscheovih "zračnih" motora, doprinosi rasipanju topline, tu je i sustav podmazivanja hladnjaka ulja koji ne može prihvatiti ni jedno ni drugo. ni više ni manje nego 959 litara ulja. Dakle, zbog arhitekture modela sa stražnjim motorom i prednjim radijatorima, 25 je okružen cjevovodima koji čine zajednički cirkulacijski sustav.

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

Međutim, arhitektura, koja uključuje horizontalni raspored šest cilindara, ipak ima još jedan važan pokazatelj sličnosti oba motora - pouzdanost. Zapravo, ovo je tipično za sve bokserske motocikle tvrtke, koji neće poništiti jamstvo ako se voze na stazi. Za Porsche je međudjelovanje pokretnih komponenti motora, odnosno trenje u području klipnih prstenova, klipa, cilindra, kao i u ležajevima koljenastog vratila i razvodnog mehanizma, uvijek bilo od najveće važnosti.

Turbine različite prirode

U oba modela turbopunjači su smješteni s obje strane redova cilindara, no u 959 ugrađen je kaskadni sustav dolijevanja goriva koji je ostao bijela lasta u tehnološkoj povijesti. Kombinacija malog i velikog turbopunjača djeluje primamljivo i danas se često koristi u dizelskim motorima, ali nije prikladna za benzinske motore – zbog male količine plina pri malom opterećenju i broju okretaja, ali pri visokim temperaturama nije tako učinkovita kao integrirani. u jedinicama s izravnim ubrizgavanjem s visokim omjerom kompresije dvomlaznih turbina u kombinaciji s ispušnim kolektorima ugrađenim u glave. Po potrebi mehanički (Volvo) ili električni (Mercedes) kompresori. Do neke mjere, gore navedeni razlozi leže u pozadini razlika u performansama između motora 992 i 995. Iako, za razliku od većih verzija s turbopunjačem (još uvijek generacije 991), motor Carrera 4S ima turbopunjače fiksne geometrije wastegate s maksimalnim tlakom punjenja od 1,2 .530 bara, najveći okretni moment je 2300 Nm pri 450 o/min. Oba stroja postižu najveću snagu od 6500 KS. pri 500 o/min, no unatoč malom turbopunjaču, maksimalni okretni moment od 959 Nm do 5500 dostupan je samo pri…33 o/min. Ovo je stvarno živopisan izraz razvoja tehnologije u ove XNUMX godine.

Jednadžba učinkovitosti

Pa ipak, što objašnjava te razlike? Odgovor je kombinacija mnogih tehnoloških čimbenika. 992 koristi arhitekturu motora u "kutiji", sa svakom skupinom cilindara ispunjenih jednim turbopunjačem. S tim u vezi, može se smatrati zbrojem dva trocilindrična motora, a dobro je poznata činjenica da je ovaj tip motora vrlo pogodan za opremu s turbopunjačem zbog velike udaljenosti pulsirajućih valova i nedostatka smetnja među njima. U šesterolinijskim motorima, plinovi iz svakog od tri cilindra mogu se usmjeriti u drugu turbinu ili u drugi dvoturbinski krug, ali zbog udaljenosti između redova cilindara, samo prvo rješenje ostaje kao opcija za šest -cilindrični boxer motori. jeftina ali manje učinkovita shema s jednim). U kaskadnom punjenju modela 959, svaki od šest cilindara puni svaki turbopunjač dok radi.

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

Vrijeme je za promjenu ... i povratak

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

Zanimljiva činjenica koju nećete naći ni u jednom tisku je da je novi 911 izvorno zamišljen kao plug-in hibrid. Da bi se to postiglo, prednji trag je proširen i tamo, između prednjih kotača, trebala je biti smještena litij-ionska baterija. Novorazvijeni mjenjač s dvije spojke i osam umjesto sedam stupnjeva prijenosa ima povećanu veličinu kućišta između koljenastog vratila i dva seta spojki – oko osam centimetara. Trebao je sadržavati "električni disk", kako je Hofstetter nazvao motor, vjerojatno zbog dizajna diska. Zasad je dobro, au teoriji izgleda sjajno, pogotovo jer će pomicanje težišta prema naprijed i dolje povoljno utjecati na raspodjelu težine 911-ice. U praksi, međutim, automobil na takve želje reagira na vrlo neobičan način. put. “Prve (prototipne) verzije 992 imale su oštro ubrzanje,” kaže Matthias Hofstetter, “i izazvale su pravu senzaciju na desnoj strani.” No, fini balans modela odlazi k vragu, a 911 postaje nestabilan i nepredvidiv u zavojima. Montaža motora s prednje strane s mogućnošću vektoriranja momenta mogla bi donekle nadoknaditi nedostatke, ali to znači povratak na ploču za crtanje i velike nove troškove dizajna. U svakom slučaju, jednostavniji hibridni sustav s jednim motorom je napušten, prilično ozbiljna količina dizajnerskih radova je otkazana, a 911 se vraća na stazu bez električnih pomoćnika. Napori za povećanjem snage i smanjenjem potrošnje usmjereni su na komponente kao što su motor, prijenos i karoserija.

U ime povećane snage, nova verzija motora opremljena je većim turbopunjačima - tri milimetra (do 48 mm) odnosno četiri milimetra (do 55 mm) za turbinu i kompresor. To je omogućilo postizanje tlaka od 1,2 bara, usprkos preprekama koje stvara novi filtar dizelskih čestica. Položaj izmjenjivača topline komprimiranog zraka također je promijenjen, premještajući se iz područja na vanjskoj strani nizova cilindara u područje u sredini i iznad motora. To skraćuje put zraka, poboljšava odziv motora i smanjuje gubitke pumpe (što je bilo teško postići, uglavnom zbog konzervativnog stava ljudi u Porscheu prema tako drastičnim promjenama dizajna). Nova konfiguracija postavlja pozornicu za smanjenje protoka zraka usmjerenog motorom od 10 stupnjeva, a to, zajedno s piezo mlaznicama koje stvaraju rjeđu smjesu zraka i goriva, omogućuje povećanje omjera kompresije za pola jedinice na 10,2:1 ( pravo je vrijeme spomenuti da je u ime sprječavanja preduvjeta za detonaciju kompresijski omjer 959 samo 8,3:1). Osim toga, kako bi se izjednačio put plinova do turbina, krug je promijenjen u jedan pomicanjem odozdo prema gore. Dakle, turbine se okreću u drugom smjeru gledano iza vozila.

Koristeći sustav VarioCam 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 gibanje, kako duž vertikalne osi (tzv. Vrtlog), tako i vodoravno (salto). To pomaže značajno poboljšati kvalitetu procesa izgaranja, u kojem se prednji dio plamena brže kreće, a izgaranje 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 razina onečišćujućih tvari u emisijama sirovih plinova znatno smanjena, što rezultira da katalizator sada ima puno manje posla. Tako se njegova kilometraža povećava na više od 300 tisuća kilometara. Uz to, zbog niže temperature plinova, predmetni katalizator više nije izrađen od lima, već je odljev, što zauzvrat omogućuje smanjenje otpora protoku plina i sam po sebi povećava učinkovitost. Cijela "arhitektonska cjelina", uključujući filtar za čestice s integriranim ventilima, potrebna je za stvaranje zvučne kulise 911 koja je definitivno jedinstvena.

Više aluminija u kućištu

Mjenjač je potpuno nov, sada s osam stupnjeva prijenosa, što je zbog pogonske sheme jedinstveno za 911 i ne koristi se ni u jednom modelu marke ili koncerna. Prva brzina je kraća od prethodne, a osma dulja od prethodne najviše sedme brzine. Novi omjeri brzina omogućuju i dulji krajnji pogon, što rezultira tišim motorom i pri nižim brzinama pri velikim brzinama na autocesti.

Precizniji prijenos okretnog momenta na prednju osovinu preduvjet je za poboljšanje ponašanja vozila, a to je zahvaljujući novom dizajnu višepločne spojke u prednjem diferencijalu. Cijela jedinica je hlađena vodom, ojačana diskovima i bržim izlazom. Sve to ne samo da poboljšava dinamiku, već i sposobnost vožnje stroja, primjerice tijekom vožnje po snijegu.

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

Sveukupnom paketu učinkovitosti dodana je prilagodljiva aerodinamika karoserije, koja koristi različite strategije za usmjeravanje zraka kroz stražnji spojler i u otvore ispred prednjih kotača. Potonji su opremljeni aktivnim ventilima koji se otvaraju ovisno o potrebama rashladnih jedinica. Stražnji spojler ima i drugu ulogu, usmjerava zrak kada je to potrebno za poboljšanje hlađenja motora, a posebno međuhladnjaka. I, naravno, svemu tome moramo dodati jedinstvene kočnice i podvozje Porschea, kao i vektoriranje okretnog momenta i nizbrdo s aktivnim stabilizatorom na stražnjoj osovini, kao i aktivno upravljanje stražnjim kotačima.

Tekst: Georgy Kolev

2020-08-30