Anatomía dunha máquina grande

Conversa co director do motor Porsche Matthias Hofstätter sobre o novo 911

O 911 é un coche soñado para moitos. Reunímonos de novo co xefe do departamento de motores de Porsche para falarnos das vicisitudes ás que se tiveron que enfrontar os equipos de desenvolvemento da compañía á hora de crear un modelo. As seguintes liñas están dedicadas á tecnoloxía do novo 992.

Tirar a panca de liberación da tapa sobre o motor pode ser enganoso. Despois dunha ollada vacilante, dáse conta de que o que se supón que é unha cuberta é en realidade un panel máis pequeno que o alerón traseiro, baixo o que se pode ver o que parece unha bañeira de plástico con dous ventiladores instalados. A súa función é clara, pero o seu aspecto ten outro efecto: evoca modelos arrefriados por aire co ventilador centrado no ventilador rodeado de cables de alta tensión.

450. Este número expresa a potencia da nova xeración do 4 Carrera S e o Carrera 992S do motor de seis cilindros bi-turbo de 1986 litros e seis cilindros e inmediatamente evoca outras asociacións: este super Porsche de 959 chamado 450, que tamén producía 33 CV. . Con. Unha boa ocasión para comparar e expresar o desenvolvemento da tecnoloxía no ámbito dos motores de combustión interna coa mesma marca. Porén, se hai 959 anos o XNUMX era a máis alta e incluso exótica forma de capacidade técnica, hoxe en día un motor de semellante potencia está propulsado polas citadas versións do Carrera S, que están máis baixas na xerarquía da marca.

As nosas semellanzas tamén se estenden á cilindrada, que está moi próxima: 2848 cc do 3 fronte aos 959 cc do 2981. O motor do 3 é unha verdadeira obra mestra tecnolóxica para a súa época, cunha complexa refrigeración combinada. Os cilindros son refrixerados por un potente ventilador, mentres que as cabezas dependen dun sistema de refrixeración por auga de 992 L. Contribuíndo á disipación da calor, por suposto, como con todos os motores "aire" de Porsche, hai un sistema de lubricación do enfriador de aceite que non pode acomodar ningún dos dous. nin máis nin menos que 959 litros de aceite. Así, debido á arquitectura do modelo con motor traseiro e radiadores dianteiros, o 25 está rodeado de canalizacións que forman un sistema de circulación común.

A este respecto, pouco cambiou hoxe. O 911 Carrera 4S, que se pode considerar un parente próximo ao 959 grazas á transmisión dual, non depende dun potente ventilador, senón que arrefría e sostén 28,6 litros de fluído, mentres que o sistema de lubricación require 11,3 litros. manteiga.

Non obstante, a arquitectura, que inclúe unha disposición horizontal de seis cilindros, ten outro indicador importante da semellanza de ambos os motores: a fiabilidade. De feito, isto é típico de todas as bicicletas bóxer da compañía, o que non anulará a garantía cando se conduza pola pista. Para Porsche, a interacción dos compoñentes móbiles do motor, respectivamente a fricción na zona dos aneis do pistón, o pistón, o cilindro, así como nos rodamentos do cigüeñal e do mecanismo de distribución, sempre foi de suma importancia.

Turbinas de distinta natureza

En ambos os modelos, os turbocompresores están situados a ambos os dous lados dos bancos de cilindros, pero no 959 construíuse un sistema de reabastecemento en cascada, que permaneceu como unha golondrina branca na historia tecnolóxica. A combinación dun turbocompresor pequeno e grande parece tentadora e úsase a miúdo en motores diésel, pero non é adecuada para motores de gasolina, debido á pequena cantidade de gas a baixa carga e rpm, pero a altas temperaturas non é tan eficiente como unha integrada. en unidades de inxección directa cunha alta relación de compresión de turbinas de dobre chorro combinadas con colectores de escape integrados nas cabezas. Se é necesario, compresores mecánicos (Volvo) ou eléctricos (Mercedes). Ata certo punto, as razóns anteriores subxacen nas diferenzas de rendemento entre os motores 992 e 995. Aínda que, a diferenza das versións turboalimentadas máis grandes (aínda a xeración 991), o motor Carrera 4S ten turbocompresores de xeometría fixa cunha presión de enchedo máxima de 1,2. .530 bar, o par máximo é de 2300 Nm a 450 rpm. Ambas máquinas alcanzan unha potencia máxima de 6500 CV. a 500 rpm, pero a pesar de ter un pequeno turbocompresor, o par máximo de 959 Nm a 5500 só está dispoñible a... 33 rpm. Esta é realmente unha expresión viva do desenvolvemento da tecnoloxía ao longo destes XNUMX anos.

Ecuación de eficiencia

E aínda así, que explica estas diferenzas? A resposta é unha combinación de moitos factores tecnolóxicos. O 992 beneficia dunha arquitectura de motor "en caixa", con cada banco de cilindros cheo dun só turbocompresor. A este respecto, pódese considerar como a suma de dous motores de tres cilindros, e é un feito ben coñecido que este tipo de motor é moi axeitado para equipos turbo debido á longa distancia das ondas de pulsación e á falta de interferencia entre eles. Nos motores de seis cilindros en liña, os gases de cada un dos tres cilindros pódense dirixir a unha turbina diferente ou a un circuíto de dobre turbina diferente, pero debido á distancia entre os bancos de cilindros, só queda a primeira solución como opción para seis cilindros. -motores bóxer de cilindro. un esquema barato pero menos eficiente con un). Na carga en cascada do 959, cada un dos seis cilindros carga cada un dos turbocompresores cando está funcionando.

Pero iso é só unha parte da ecuación. O motor 992 ten unha carreira de 9,4 mm máis longa (un requisito previo para un par maior), xa que os materiais modernos de alta tecnoloxía permiten aumentar as forzas de inercia cando a velocidade do pistón aumenta de 14,5 a 16,6 m / s. ... Grazas á inxección directa (nunha nova xeración con inxectores piezoeléctricos para unha mestura máis fina), un complexo proceso de combustión, control de golpes e aire comprimido arrefriado a unha temperatura máis baixa mediante intercambiadores de calor de auga modernos (o que tamén axuda a acurtar a ruta do aire aos cilindros), a relación de compresión aumenta 10,2: 1. Ao engadir o sistema de carga variable VarioCam á ecuación considerada, esta diferenza no rendemento do motor faise moito máis clara.

É hora de cambiar ... e volver

O motor Carrera de tres litros non só é moi diferente do seu antigo predecesor, senón que tamén é bastante sofisticado en comparación co seu doador, presentado hai relativamente pouco tempo en 991. En principio, un aumento da potencia e do par en 30 unidades (de 420 a 450 CV e de 500 ). ata 530 Nm) parece facilmente alcanzable cunha configuración de software sinxela. Moito máis radical foi o enfoque do equipo de Matthias Hofstetter, xefe do departamento de motores de Porsche, con quen o autor desta liña tivo a oportunidade de reunirse por segunda vez durante a presentación do 992.

Un feito interesante que non atoparás en ningunha prensa é que o novo 911 foi deseñado orixinalmente como un híbrido enchufable. Para iso, ampliouse a vía dianteira e foi alí, entre as rodas dianteiras, onde debería situarse a batería de iones de litio. A transmisión recentemente desenvolvida con dous embragues e oito en lugar de sete marchas ten un tamaño de carcasa máis grande entre o cigüeñal e dous xogos de embragues, uns oito centímetros. Suponse que tiña un "disco eléctrico", como Hofstetter chamou ao motor, probablemente debido ao deseño do seu disco. Ata o momento todo ben, e en teoría parece xenial, sobre todo porque mover o centro de gravidade cara adiante e cara abaixo terá un efecto beneficioso na distribución do peso do 911. Na práctica, con todo, o coche reacciona a tales desexos dun xeito moi peculiar. xeito. "As primeiras versións (prototipo) do 992 tiveron unha aceleración brusca", di Matthias Hofstetter, "e causaron unha sensación real á dereita". Non obstante, o fino equilibrio do modelo vai ao inferno e o 911 vólvese inestable e imprevisible nas curvas. O montaxe de motores na parte dianteira con capacidade de vectorización de par podería compensar as deficiencias ata certo punto, pero supón un retorno á mesa de debuxo e uns novos custos de deseño enormes. En calquera caso, abandonouse o sistema híbrido dun só motor máis sinxelo, cancelouse unha cantidade bastante seria de traballos de deseño e o 911 volve ao rumbo sen ningún asistente eléctrico. Os esforzos para aumentar a potencia e reducir o consumo céntranse en compoñentes como o motor, a transmisión e a carrocería.

En nome do aumento da potencia, a nova versión do motor está equipada con turbocompresores máis grandes, respectivamente tres milímetros (ata 48 mm) e catro milímetros (ata 55 mm) para a turbina e o compresor. Isto permitiu acadar unha presión de 1,2 bar, a pesar dos obstáculos creados polo novo filtro de partículas diésel. Tamén se modificou a posición dos intercambiadores de calor de aire comprimido, pasando das zonas exteriores dos bancos de cilindros a unha zona do medio e por riba do motor. Isto acurta o camiño do aire, mellora a resposta do motor e reduce as perdas da bomba (o que foi difícil de conseguir, en gran parte debido á actitude conservadora da xente a bordo de Porsche ante cambios tan drásticos de deseño). A nova configuración prepara o escenario para unha redución de 10 graos no fluxo de aire dirixido polo motor, e isto, xunto cos inxectores piezoeléctricos que crean unha mestura aire-combustible máis fina, permite que a relación de compresión se incremente na metade da unidade ata 10,2:1 ( é un bo momento para mencionar que en nome de previr as condicións previas para a detonación, a relación de compresión do 959 é só de 8,3:1). Ademais, para igualar o camiño dos gases cara ás turbinas, o circuíto cambiouse a un único movendo de abaixo cara arriba. Así, as turbinas xiran nunha dirección diferente cando se ven desde detrás do coche.

Usando o sistema VarioCam con diferentes perfís de leva de árbore de levas, os enxeñeiros de Porsche axustan a viaxe das dúas válvulas de admisión de xeitos diferentes, que teñen unha carga parcial diferente. Así, o aire que entra no motor comeza a "arremolinarse", creando un movemento turbulento, tanto ao longo do eixe vertical (o chamado vórtice) como horizontalmente (voltereta). Isto axuda a mellorar significativamente a calidade do proceso de combustión, no que a fronte da chama se move máis rápido e a combustión é máis eficiente. A plena carga, a carreira uniformízase porque a velocidade do aire é o suficientemente alta como para que tal solución simplemente non sexa necesaria. Como resultado, Hofstätter di que os contaminantes das emisións de gases brutos redúcense significativamente, co que agora o catalizador ten moito menos traballo que facer. Así, a súa quilometraxe aumenta a máis de 300 mil quilómetros. Ademais, debido á menor temperatura dos gases, o catalizador en cuestión xa non está feito de chapa metálica, senón que é un fundido que, á súa vez, permite reducir a resistencia ao fluxo de gas e, en si mesmo, aumenta a eficiencia. Todo o "conxunto arquitectónico", incluído o filtro de partículas con válvulas integradas, é necesario para crear unha paisaxe sonora 911 que é definitivamente única.

Máis aluminio na funda

A transmisión é completamente nova, agora con oito marchas, o cal, debido ao esquema de propulsión, é exclusivo do 911 e non se usa en ningún modelo da marca nin preocupación. A primeira marcha é máis curta que a anterior e a oitava é máis longa que a sétima velocidade máis alta anterior. As novas relacións de velocidade tamén permiten unha condución final máis longa, o que resulta nun motor máis silencioso e funciona a velocidades máis baixas a altas velocidades de estrada.

Unha transmisión máis precisa do par ao eixe dianteiro é un requisito previo para mellorar o comportamento do vehículo, e isto débese ao novo deseño do embrague de varias placas no diferencial dianteiro. Toda a unidade ten discos reforzados e refrixerados por auga e un escape máis rápido. Todo isto non só mellora a dinámica, senón tamén a capacidade de cross-country da máquina, por exemplo, cando se conduce sobre a neve.

Aínda que utiliza principalmente a arquitectura 992 actual, na práctica cambiou significativamente. A proporción de aceiro neste deseño "multi-mix" reduciuse do 63 ao 30 por cento. No exterior, substituíronse os grandes paneis de aceiro antigo por outros de aluminio, requirindo un novo enfoque para a súa fixación. A proporción (aluminio extruído) aumenta significativamente na parte de apoio do corpo. Como resultado, a resistencia á torsión é aínda mellor.

Ao paquete de eficiencia global engádese a aerodinámica adaptativa da carrocería, que utiliza diferentes estratexias para dirixir o aire a través do alerón traseiro e nas aberturas diante das rodas dianteiras. Estes últimos están equipados con válvulas activas que se abren en función das necesidades das unidades de refrixeración. O alerón traseiro tamén ten outra función, dirixir o aire cando sexa necesario para mellorar a refrixeración do motor e especialmente os intercoolers. E, por suposto, a todo isto hai que engadir os freos e chasis únicos de Porsche, así como a vectorización de par e baixada cunha barra estabilizadora activa no eixe traseiro, así como a dirección activa das rodas traseiras.

Texto: Georgy Kolev

2020-08-30