Anatomi mesin besar

Percakapan dengan Manajer Mesin Porsche Matthias Hofstätter tentang 911 baru

911 adalah mobil impian bagi banyak orang. Kami bertemu lagi dengan kepala departemen mesin Porsche untuk memberi tahu kami tentang perubahan yang harus dihadapi tim pengembangan perusahaan saat membuat model. Baris berikut didedikasikan untuk teknologi 992 baru.

Menarik tuas pelepas penutup di atas mesin bisa menyesatkan. Setelah melirik sekilas, Anda menyadari bahwa apa yang seharusnya menjadi penutup sebenarnya adalah panel yang lebih kecil dari spoiler belakang, di mana Anda dapat melihat bak plastik dengan dua kipas terpasang. Fungsinya jelas, tetapi penampilannya memiliki efek lain - ini membangkitkan model berpendingin udara dengan kipas yang berpusat pada kipas yang dikelilingi oleh kabel tegangan tinggi.

450. Angka ini menunjukkan tenaga kuda generasi baru 4 Carrera S dan Carrera 992S 1986 liter bi-turbo-enam silinder flat-six engine dan segera membangkitkan asosiasi lain - Porsche super 959 ini disebut 450, yang juga menghasilkan 33 hp . Dengan. Kesempatan yang baik untuk membandingkan dan mengungkapkan perkembangan teknologi di bidang mesin pembakaran dalam dengan merek yang sama. Namun, jika 959 tahun yang lalu XNUMX adalah bentuk kemampuan teknis tertinggi dan bahkan eksotis, hari ini mesin dengan tenaga serupa ditenagai oleh versi Carrera S yang disebutkan di atas, yang lebih rendah dalam hierarki merek.

Kesamaan kami juga meluas ke perpindahan, yang sangat dekat - 2848cc 3 versus 959cc 2981. Mesin 3 adalah mahakarya teknologi sejati pada masanya, dengan pendinginan gabungan yang kompleks. Silinder didinginkan oleh kipas yang kuat, sedangkan kepala mengandalkan sistem pendingin air 992L. Berkontribusi pada pembuangan panas, tentu saja, seperti semua mesin "udara" Porsche, terdapat sistem pelumasan pendingin oli yang tidak dapat mengakomodasi keduanya. tidak lebih dan tidak kurang dari 959 liter oli. Jadi, karena arsitektur model dengan mesin belakang dan radiator depan, 25 dikelilingi oleh pipa yang membentuk sistem sirkulasi bersama.

Dalam hal ini, hanya sedikit yang berubah hari ini. 911 Carrera 4S, yang dapat dianggap sebagai kerabat dekat dari 959 berkat transmisi ganda, tidak mengandalkan kipas yang kuat, tetapi mendinginkan dan menampung 28,6 liter cairan, sedangkan sistem pelumasan membutuhkan 11,3 liter. mentega.

Namun, arsitekturnya, yang mencakup pengaturan horizontal enam silinder, memiliki indikator penting lain dari kesamaan kedua mesin - keandalan. Faktanya, ini tipikal dari semua sepeda boxer perusahaan, yang tidak akan membatalkan garansi saat dikendarai di lintasan. Bagi Porsche, interaksi komponen mesin penggerak, masing-masing gesekan di area ring piston, piston, silinder, serta bantalan poros engkol dan mekanisme pengaturan waktu, selalu menjadi hal yang sangat penting.

Turbin dengan sifat berbeda

Pada kedua model, turbocharger terletak di kedua sisi bank silinder, tetapi pada 959 sistem pengisian bahan bakar kaskade dibangun, yang tetap menjadi menelan putih dalam sejarah teknologi. Kombinasi turbocharger kecil dan besar tampak menggoda dan sering digunakan saat ini di mesin diesel, tetapi tidak cocok untuk mesin bensin - karena jumlah gas yang sedikit pada beban dan rpm rendah, tetapi pada suhu tinggi tidak seefisien yang terintegrasi. dalam unit injeksi langsung dengan rasio kompresi tinggi dari turbin twin-jet yang dikombinasikan dengan manifold buang yang terpasang di kepala. Jika perlu, kompresor mekanis (Volvo) atau listrik (Mercedes). Sampai batas tertentu, alasan di atas mendasari perbedaan kinerja antara mesin 992 dan 995. Meskipun, tidak seperti versi turbocharged yang lebih besar (masih generasi 991), mesin Carrera 4S menggunakan turbocharger wastegate geometri tetap dengan tekanan pengisian maksimum 1,2 .530 bar, torsi maksimum 2300 Nm pada 450 rpm. Kedua mesin mencapai tenaga maksimal 6500 hp. pada 500 rpm, namun meski memiliki turbocharger kecil, torsi maksimum dari 959 Nm hingga 5500 hanya tersedia pada…33 rpm. Ini benar-benar ekspresi nyata dari perkembangan teknologi selama XNUMX tahun ini.

Persamaan efisiensi

Namun, apa yang menjelaskan perbedaan ini? Jawabannya adalah kombinasi dari banyak faktor teknologi. 992 mendapat manfaat dari arsitektur mesin "kotak", dengan setiap tepi silinder diisi dengan satu turbocharger. Dalam hal ini, ini dapat dianggap sebagai penjumlahan dari dua mesin tiga silinder, dan merupakan fakta yang terkenal bahwa mesin jenis ini sangat cocok untuk peralatan turbocharger karena jarak gelombang pulsasi yang jauh dan kurangnya interferensi di antara mereka. Pada mesin enam lurus, gas dari masing-masing tiga silinder dapat dialihkan ke turbin yang berbeda atau ke sirkuit turbin ganda yang berbeda, tetapi karena jarak antara bank silinder, hanya solusi pertama yang tersisa sebagai opsi untuk enam. -mesin boxer silinder. skema murah tapi kurang efisien dengan satu). Dalam cascade charge 959, masing-masing dari enam silinder mengisi daya masing-masing turbocharger saat sedang bekerja.

Tapi itu hanya sebagian dari persamaan. Mesin 992 memiliki langkah 9,4 mm lebih panjang (prasyarat untuk torsi yang lebih tinggi), karena material berteknologi tinggi modern memungkinkan peningkatan gaya inersia seiring peningkatan kecepatan piston dari 14,5 menjadi 16,6 m / s. ... Berkat injeksi langsung (dalam generasi baru dengan injektor piezo untuk pencampuran yang lebih halus), proses pembakaran yang kompleks, kontrol ketukan, dan udara tekan yang didinginkan ke suhu yang lebih rendah menggunakan penukar panas air modern (yang juga membantu mempersingkat jalur udara ke silinder), rasio kompresi ditingkatkan menjadi 10,2: 1. Dengan menambahkan sistem pengisian variabel VarioCam ke persamaan yang dipertimbangkan, perbedaan dalam performa mesin ini jauh lebih jelas.

Saatnya untuk berubah ... dan kembali

Mesin tiga liter Carrera tidak hanya sangat berbeda dari pendahulunya yang jauh, tetapi juga agak canggih dibandingkan dengan pendonornya, yang disajikan relatif baru-baru ini pada tahun 991. Pada prinsipnya, peningkatan tenaga dan torsi sebesar 30 unit (dari 420 menjadi 450 hp dan dari 500 ). hingga 530 Nm) tampak mudah dicapai dengan pengaturan perangkat lunak sederhana. Jauh lebih radikal adalah pendekatan tim Matthias Hofstetter, kepala departemen mesin Porsche, yang bertemu dengan penulis baris ini untuk kedua kalinya selama presentasi 992.

Fakta menarik yang tidak akan Anda temukan di media mana pun adalah bahwa 911 baru pada awalnya dirancang sebagai plug-in hybrid. Untuk melakukan ini, trek depan diperlebar dan di sanalah, di antara roda depan, baterai lithium-ion seharusnya ditempatkan. Transmisi yang baru dikembangkan dengan dua kopling dan delapan bukannya tujuh roda gigi memiliki ukuran rumah yang lebih besar antara poros engkol dan dua set kopling - sekitar delapan sentimeter. Itu seharusnya berisi "cakram listrik", demikian Hofstetter menyebut mesinnya, mungkin karena desain cakramnya. Sejauh ini bagus, dan secara teori terlihat hebat, terutama karena menggeser pusat gravitasi ke depan dan ke bawah akan memberi efek menguntungkan pada distribusi bobot 911. Namun dalam praktiknya, mobil bereaksi terhadap keinginan seperti itu dengan cara yang sangat aneh. jalan. “Versi (prototipe) pertama dari 992 memiliki akselerasi yang tajam,” kata Matthias Hofstetter, “dan menimbulkan sensasi nyata di sebelah kanan.” Namun, keseimbangan yang bagus dari model ini menjadi kacau, dan 911 menjadi tidak stabil dan tidak dapat diprediksi di tikungan. Memasang motor di bagian depan dengan kemampuan vektor torsi dapat mengimbangi kekurangan sampai batas tertentu, tetapi itu berarti kembali ke papan gambar dan biaya desain baru yang sangat besar. Bagaimanapun, sistem hybrid bermesin tunggal yang lebih sederhana telah ditinggalkan, sejumlah pekerjaan desain yang cukup serius telah dibatalkan, dan 911 kembali ke jalurnya tanpa asisten listrik. Upaya peningkatan tenaga dan pengurangan konsumsi difokuskan pada komponen seperti mesin, transmisi, dan bodywork.

Atas nama peningkatan tenaga, mesin versi baru dilengkapi dengan turbocharger yang lebih besar - masing-masing tiga milimeter (hingga 48 mm) dan empat milimeter (hingga 55 mm) untuk turbin dan kompresor. Ini memungkinkan untuk mencapai tekanan 1,2 bar, terlepas dari hambatan yang ditimbulkan oleh filter partikulat diesel baru. Posisi penukar panas udara terkompresi juga telah diubah, berpindah dari area di luar bank silinder ke area di tengah dan di atas mesin. Ini memperpendek jalur udara, meningkatkan respons mesin, dan mengurangi kehilangan pompa (yang sulit dicapai, sebagian besar karena sikap konservatif orang-orang di dalam Porsche terhadap perubahan desain yang drastis). Konfigurasi baru mengatur tahapan untuk pengurangan 10 derajat dalam aliran udara yang diarahkan mesin, dan ini, bersama dengan injektor piezo yang menghasilkan campuran udara-bahan bakar yang lebih tipis, memungkinkan rasio kompresi ditingkatkan setengah unit menjadi 10,2:1 ( ini saat yang tepat untuk menyebutkan bahwa demi mencegah prasyarat ledakan, rasio kompresi 959 hanya 8,3:1). Selain itu, untuk menyamakan jalur gas ke turbin, sirkuit diubah menjadi satu dengan memindahkan dari bawah ke atas. Dengan demikian, turbin berputar ke arah yang berbeda jika dilihat dari belakang mobil.

Menggunakan sistem VarioCam dengan profil camshaft cam yang berbeda, insinyur Porsche menyesuaikan perjalanan dua katup masuk dengan cara yang berbeda, yang memiliki perjalanan beban parsial yang berbeda. Dengan demikian, udara yang memasuki mesin mulai "berputar", menciptakan gerakan turbulen, baik di sepanjang sumbu vertikal (yang disebut pusaran) maupun secara horizontal (jungkir balik). Ini membantu meningkatkan kualitas proses pembakaran secara signifikan, di mana bagian depan api bergerak lebih cepat dan pembakaran lebih efisien. Pada beban penuh, kayuhan meratakan karena kecepatan udara cukup tinggi sehingga solusi seperti itu tidak diperlukan. Akibatnya, Hofstätter mengatakan polutan dalam emisi gas mentah berkurang secara signifikan, akibatnya katalis sekarang memiliki lebih sedikit pekerjaan yang harus dilakukan. Dengan demikian, jarak tempuh meningkat menjadi lebih dari 300 ribu kilometer. Selain itu, karena suhu gas yang lebih rendah, katalis yang dimaksud tidak lagi terbuat dari lembaran logam, tetapi merupakan cetakan, yang, pada gilirannya, memungkinkan untuk mengurangi hambatan aliran gas dan dengan sendirinya meningkatkan efisiensi. Keseluruhan "ensembel arsitektural", termasuk filter partikulat dengan katup terintegrasi, diperlukan untuk menciptakan pemandangan suara 911 yang pasti unik.

Lebih banyak aluminium di dalam casing

Transmisinya benar-benar baru, sekarang dengan delapan gigi, yang, karena skema penggerak, unik untuk 911 dan tidak digunakan dalam model merek atau masalah apa pun. Gigi pertama lebih pendek dari gigi sebelumnya, dan gigi kedelapan lebih panjang dari gigi ketujuh tertinggi sebelumnya. Rasio roda gigi baru juga memungkinkan penggerak akhir yang lebih panjang, yang menghasilkan mesin yang lebih tenang dan bekerja pada kecepatan rendah pada kecepatan jalan raya yang tinggi.

Transmisi torsi yang lebih presisi ke gandar depan merupakan prasyarat untuk meningkatkan perilaku kendaraan, dan ini berkat desain baru kopling multi-pelat di diferensial depan. Seluruh unit berpendingin air, cakram yang diperkuat dan pelarian yang lebih cepat. Semua ini tidak hanya meningkatkan dinamika, tetapi juga kemampuan alat berat lintas negara, misalnya saat berkendara di salju.

Meskipun sebagian besar menggunakan arsitektur 992 saat ini, dalam praktiknya telah berubah secara signifikan. Proporsi baja dalam desain "multi-campuran" ini telah dikurangi dari 63 menjadi 30 persen. Di luar, panel baja antik besar telah diganti dengan yang aluminium, membutuhkan pendekatan baru untuk memperbaikinya. Proporsi (aluminium ekstrusi) meningkat secara signifikan di bagian pendukung tubuh. Hasilnya, ketahanan torsi menjadi lebih baik.

Ditambahkan ke paket efisiensi keseluruhan adalah aerodinamika bodi adaptif, menggunakan strategi berbeda untuk mengarahkan udara melalui spoiler belakang dan masuk ke bukaan di depan roda depan. Yang terakhir dilengkapi dengan katup aktif yang terbuka tergantung kebutuhan unit pendingin. Spoiler belakang juga memiliki peran lain, mengarahkan udara saat dibutuhkan untuk meningkatkan pendinginan mesin dan terutama intercooler. Dan, tentu saja, untuk semua ini kita harus menambahkan rem dan sasis Porsche yang unik, serta vektor torsi dan menuruni bukit dengan anti-roll bar aktif di poros belakang, serta kemudi roda belakang yang aktif.

Teks: Georgy Kolev

2020-08-30