Büyük bir makinenin anatomisi

Porsche Motor Müdürü Matthias Hofstätter ile yeni 911 hakkında sohbet

911, birçokları için bir rüya arabasıdır. Şirketin geliştirme ekiplerinin bir model yaratırken yüzleşmek zorunda kaldığı iniş çıkışları bize anlatmak için Porsche'nin motor departmanı başkanıyla tekrar bir araya geldik. Aşağıdaki satırlar yeni 992'nin teknolojisine ayrılmıştır.

Kapak serbest bırakma kolunu motorun üzerine çekmek yanıltıcı olabilir. Tereddütlü bir bakıştan sonra, kapak olması gereken şeyin aslında arka spoylerden daha küçük bir panel olduğunu ve altında iki fan takılı plastik bir küvete benzeyen bir şey görebileceğinizi fark ediyorsunuz. İşlevleri açıktır, ancak görünümlerinin başka bir etkisi vardır - yüksek voltaj kablolarıyla çevrelenmiş fan merkezli fanları olan hava soğutmalı modelleri çağrıştırır.

450. Bu sayı, yeni nesil 4 Carrera S ve Carrera 992S 1986-litre bi-turbo-altı silindirli düz altı motorun beygir gücünü ifade eder ve hemen diğer çağrışımları çağrıştırır - 959 olarak adlandırılan bu 450 süper Porsche, yine 33 hp üretti . İle. Aynı marka içten yanmalı motorlar alanındaki teknolojinin gelişimini karşılaştırmak ve ifade etmek için iyi bir fırsat. Bununla birlikte, 959 yıl önce XNUMX, teknik kabiliyetin en yüksek ve hatta egzotik biçimiydi, bugün benzer güce sahip bir motor, marka hiyerarşisinde daha düşük olan Carrera S'nin yukarıda belirtilen versiyonları tarafından çalıştırılıyor.

2848'un 3cc'ye karşı 959'nin 2981cc'lik motoruna çok yakın olan deplasmana da benzerliklerimiz uzanıyor.3'un motoru, karmaşık kombine soğutmasıyla, zamanına göre gerçek bir teknolojik başyapıt. Silindirler güçlü bir fan tarafından soğutulurken kafalar 992L'lik bir su soğutma sistemine dayanır. Elbette ısı dağılımına katkıda bulunan, tüm Porsche "havalı" motorlarda olduğu gibi, ikisini de barındıramayan bir yağ soğutucu yağlama sistemi vardır. 959 litreden az ve fazla yağ yok. Böylece arkadan motorlu ve ön radyatörlü modelin mimarisi gereği 25, ortak bir sirkülasyon sistemi oluşturan boru hatları ile çevrili.

Bu bakımdan bugün çok az şey değişti. İkili şanzıman sayesinde 911'un yakın akrabası sayılabilecek 4 Carrera 959S, güçlü bir fana güvenmiyor, bunun yerine 28,6 litre sıvıyı soğutup tutarken, yağlama sistemi 11,3 litreye ihtiyaç duyuyor. Tereyağı.

Bununla birlikte, altı silindirin yatay bir düzenlemesini içeren mimari, yine de, her iki motorun benzerliğinin bir başka önemli göstergesine sahiptir - güvenilirlik. Aslında bu, şirketin tüm boxer bisikletleri için tipiktir ve pistte sürüldüğünde garantiyi geçersiz kılmayacaktır. Porsche için, hareketli motor bileşenlerinin etkileşimi, sırasıyla piston segmanları, piston, silindir alanındaki sürtünme ve ayrıca krank mili yatakları ve zamanlama mekanizması her zaman çok önemli olmuştur.

Farklı yapıdaki türbinler

Her iki modelde de turboşarjlar, silindir sıralarının her iki yanında bulunur, ancak 959'da teknolojik tarihte beyaz bir kırlangıç ​​olarak kalan kademeli bir yakıt ikmal sistemi inşa edildi. Küçük ve büyük bir turboşarjın kombinasyonu cazip görünüyor ve bugün genellikle dizel motorlarda kullanılıyor, ancak benzinli motorlar için uygun değil - düşük yük ve devirde az miktarda gaz nedeniyle, ancak yüksek sıcaklıklarda o kadar verimli değil. entegre bir kafalara yerleştirilmiş egzoz manifoldları ile birleştirilmiş ikiz jet türbinlerinin yüksek sıkıştırma oranına sahip doğrudan enjeksiyon ünitelerinde. Gerekirse mekanik (Volvo) veya elektrikli (Mercedes) kompresörler. Bir dereceye kadar, 992 ve 995 motorları arasındaki performans farklılıklarının altında yukarıdaki nedenler yatmaktadır.Daha büyük turboşarjlı (hala 991 nesli) turboşarjlı versiyonların aksine, Carrera 4S motor, maksimum dolum basıncı 1,2 olan sabit geometrili atık kapaklı turboşarjlara sahiptir. .530 bar, maksimum tork 2300 rpm'de 450 Nm'dir. Her iki makine de maksimum 6500 hp güce ulaşıyor. 500 rpm'de, ancak küçük bir turboşarja sahip olmasına rağmen, 959 Nm'den 5500'a maksimum tork yalnızca…33 rpm'de mevcuttur. Bu, XNUMX yılda teknolojinin gelişiminin gerçekten canlı bir ifadesidir.

Verimlilik denklemi

Ve yine de, bu farklılıkları açıklayan nedir? Cevap, birçok teknolojik faktörün bir kombinasyonudur. 992, her bir silindir sırasının tek bir turboşarj ile doldurulduğu "kutulu" bir motor mimarisinden yararlanır. Bu bakımdan iki adet üç silindirli motorun toplamı olarak değerlendirilebilir ve titreşim dalgalarının uzun mesafeli olması ve titreşim olmaması nedeniyle bu tip motorların turboşarjlı ekipmanlar için çok uygun olduğu bilinen bir gerçektir. aralarındaki girişim. Sıralı altılı motorlarda, üç silindirin her birinden gelen gazlar farklı bir türbine veya farklı bir çift türbin devresine yönlendirilebilir, ancak silindir sıraları arasındaki mesafe nedeniyle altı silindir için yalnızca ilk çözüm bir seçenek olarak kalır. -silindirli boxer motorlar. biriyle ucuz ama daha az verimli bir plan). 959'un kademeli şarjında, altı silindirin her biri çalışırken turboşarjların her birini şarj eder.

Ama bu denklemin sadece bir kısmı. 992 motor, 9,4 mm daha uzun strok (daha yüksek tork için bir ön koşul) vardır, çünkü modern ileri teknoloji malzemeler, piston hızı 14,5'ten 16,6 m / s'ye yükselirken artan atalet kuvvetlerine izin verir. ... Doğrudan enjeksiyon (daha ince karıştırma için piezo enjektörlü yeni nesil), karmaşık bir yanma işlemi, vuruntu kontrolü ve modern su ısı eşanjörleri kullanılarak daha düşük bir sıcaklığa soğutulmuş basınçlı hava sayesinde (aynı zamanda silindirlere giden hava yolunu kısaltmaya yardımcı olur), sıkıştırma oranı 10,2: 1. Söz konusu denkleme VarioCam değişken şarj sistemini ekleyerek, motor performansındaki bu fark çok daha nettir.

Değişme zamanı ... ve geri dönme zamanı

Üç litrelik Carrera motor, yalnızca uzaktaki selefinden çok farklı değil, aynı zamanda nispeten yakın zamanda 991'de sunulan donörüne kıyasla oldukça gelişmiş. Prensip olarak, güç ve torkta 30 birim artış (420'den 450 hp'ye ve 500'den 530'e) ). 992 Nm'ye kadar) basit bir yazılım ayarıyla kolayca elde edilebilir görünüyor. Bu hattın yazarının XNUMX'nin sunumu sırasında ikinci kez tanışma şansı bulduğu Porsche motor departmanı başkanı Matthias Hofstetter ekibinin yaklaşımı çok daha radikaldi.

Hiçbir basında bulamayacağınız ilginç bir gerçek, yeni 911'in orijinal olarak bir plug-in hibrit olarak tasarlanmış olmasıdır. Bunu yapmak için ön iz genişletildi ve lityum iyon pilin ön tekerleklerin arasına yerleştirilmesi gerekiyordu. Yedi vites yerine iki kavramalı ve sekiz vitesli yeni geliştirilen şanzıman, krank mili ile iki kavrama takımı arasında büyütülmüş bir mahfaza boyutuna sahiptir - yaklaşık sekiz santimetre. Muhtemelen disk tasarımı nedeniyle Hofstetter'in motora verdiği adla bir "elektrikli disk" içermesi gerekiyordu. Şimdiye kadar her şey iyi ve teoride harika görünüyor, özellikle de ağırlık merkezini ileri ve aşağı kaydırmak 911'in ağırlık dağılımı üzerinde faydalı bir etkiye sahip olacağından. Ancak pratikte, araba bu tür isteklere çok tuhaf bir şekilde tepki veriyor. yol. Matthias Hofstetter, "992'nin ilk (prototip) versiyonları keskin bir ivmeye sahipti ve sağ tarafta gerçek bir sansasyon yarattı" diyor. Ancak modelin hassas dengesi bozulur ve 911 virajlarda dengesiz ve öngörülemez hale gelir. Tork yönlendirme özelliğine sahip motorların öne monte edilmesi eksiklikleri bir dereceye kadar telafi edebilir, ancak bu, çizim tahtasına geri dönüş ve çok büyük yeni tasarım maliyetleri anlamına gelir. Her halükarda, daha basit tek motorlu hibrit sistem terk edildi, oldukça ciddi miktarda tasarım çalışması iptal edildi ve 911 herhangi bir elektrikli asistan olmadan rotasına geri döndü. Gücü artırma ve tüketimi azaltma çabaları, motor, şanzıman ve kaporta gibi bileşenlere odaklanıyor.

Artan güç adına, motorun yeni versiyonu, türbin ve kompresör için sırasıyla üç milimetre (48 mm'ye kadar) ve dört milimetre (55 mm'ye kadar) olmak üzere daha büyük turboşarjlarla donatılmıştır. Bu, yeni dizel partikül filtresinin yarattığı engellere rağmen 1,2 bar'lık bir basınca ulaşılmasını mümkün kıldı. Basınçlı hava ısı eşanjörlerinin konumu da değiştirildi, silindir sıralarının dışındaki alanlardan motorun ortasındaki ve üstündeki bir alana taşındı. Bu, hava yolunu kısaltır, motor tepkisini iyileştirir ve pompa kayıplarını azaltır (bu, büyük ölçüde Porsche'deki insanların bu tür sert tasarım değişikliklerine karşı muhafazakar tavrı nedeniyle elde edilmesi zordu). Yeni konfigürasyon, motora yönelik hava akışında 10 derecelik bir azalmaya zemin hazırlıyor ve bu, daha ince bir hava-yakıt karışımı oluşturan piezo enjektörlerle birlikte, sıkıştırma oranının yarım birim artırılarak 10,2:1'e çıkarılmasını sağlıyor ( patlamanın ön koşullarını önlemek adına 959'un sıkıştırma oranının sadece 8,3:1 olduğunu söylemenin tam zamanı). Ayrıca gazların türbinlere giden yolunu eşitlemek için devre aşağıdan yukarıya doğru hareket ettirilerek tek devre olarak değiştirilmiştir. Böylece türbinler, aracın arkasından bakıldığında farklı bir yönde dönmektedir.

Farklı eksantrik mili kam profillerine sahip VarioCam sistemini kullanan Porsche mühendisleri, iki emme valfinin hareketini farklı kısmi yük hareketlerine sahip farklı şekillerde ayarlar. Böylece, motora giren hava, hem dikey eksen boyunca (sözde girdap) hem de yatay olarak (takla) türbülanslı hareket oluşturarak "girdap" olmaya başlar. Bu, alev cephesinin daha hızlı hareket ettiği ve yanmanın daha verimli olduğu yanma sürecinin kalitesini önemli ölçüde iyileştirmeye yardımcı olur. Tam yükte, strok eşitlenir çünkü hava hızı, böyle bir çözüme gerek kalmayacak kadar yüksektir. Sonuç olarak Hofstätter, ham gaz emisyonlarındaki kirletici maddelerin önemli ölçüde azaldığını ve bunun sonucunda katalizörün artık çok daha az işi olduğunu söylüyor. Böylece kilometresi 300 bin kilometreyi aşıyor. Ek olarak, gazların daha düşük sıcaklığından dolayı, söz konusu katalizör artık sacdan yapılmaz, bunun yerine gaz akışına karşı direnci azaltmaya izin veren ve kendi başına verimliliği artıran bir dökümdür. Entegre valfli partikül filtresi de dahil olmak üzere tüm "mimari topluluk", kesinlikle benzersiz bir 911 ses düzeni oluşturmak için gereklidir.

Kasada daha fazla alüminyum

Şanzıman tamamen yenidir, şimdi sürüş şeması nedeniyle 911'e özgü olan ve markanın veya endişenin herhangi bir modelinde kullanılmayan sekiz vites ile. İlk vites bir öncekinden daha kısadır ve sekizinci, bir önceki en yüksek yedinci vitesten daha uzundur. Yeni dişli oranları ayrıca daha uzun bir nihai sürüşe izin verir, bu da daha sessiz bir motor sağlar ve yüksek otoyol hızlarında daha düşük hızlarda çalışır.

Torkun ön aksa daha hassas aktarımı, gelişmiş araç davranışı için bir ön koşuldur ve bu, ön diferansiyeldeki çok plakalı kavramanın yeni tasarımından kaynaklanmaktadır. Ünitenin tamamı su soğutmalı, güçlendirilmiş diskler ve daha hızlı eşapmandır. Bütün bunlar sadece dinamikleri iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda örneğin karda sürerken makinenin arazi kabiliyetini de iyileştirir.

Esas olarak mevcut 992 mimarisini kullanmasına rağmen, pratikte önemli ölçüde değişmiştir. Bu "çoklu karışım" tasarımında çeliğin oranı yüzde 63'ten yüzde 30'a düşürüldü. Dışarıda, büyük antika çelik paneller alüminyum olanlarla değiştirildi ve bunları sabitlemek için yeni bir yaklaşım gerekiyor. Oran (ekstrüde alüminyum), gövdenin destek kısmında önemli ölçüde artar. Sonuç olarak, burulma direnci daha da iyidir.

Genel verimlilik paketine, havayı arka spoylerden ön tekerleklerin önündeki açıklıklara yönlendirmek için farklı stratejiler kullanan uyarlanabilir gövde aerodinamiği eklenir. İkincisi, soğutma ünitelerinin ihtiyaçlarına bağlı olarak açılan aktif valflerle donatılmıştır. Arka spoylerin başka bir rolü daha vardır, gerektiğinde motor soğutmasını ve özellikle ara soğutucuları iyileştirmek için havayı yönlendirir. Ve tabii ki tüm bunlara Porsche'nin benzersiz frenlerini ve şasisini, ayrıca arka aksta aktif bir viraj demiri ile tork vektörleme ve yokuş aşağı sürüşü ve aktif arka tekerlek direksiyonunu eklemeliyiz.

Metin: Georgy Kolev

2020-08-30