Anatomia d’una màquina gran
Conversa amb el director de motors Porsche Matthias Hofstätter sobre el nou 911
El 911 és un cotxe de somni per a molts. Ens tornem a trobar amb el cap del departament de motors de Porsche per explicar-nos les vicissituds a les quals s'han hagut d'enfrontar els equips de desenvolupament de la companyia a l'hora de crear un model. Les següents línies estan dedicades a la tecnologia del nou 992.
Estirar la palanca d'alliberament de la coberta sobre el motor pot ser enganyós. Després d'una ullada dubitativa, t'adones que el que se suposa que és una coberta és en realitat un panell més petit que l'aleró posterior, sota el qual es pot veure el que sembla una tina de plàstic amb dos ventiladors instal·lats. La seva funció és clara, però el seu aspecte té un altre efecte: evoca models refrigerats per aire amb el seu ventilador centrat en el ventilador envoltat de cables d'alta tensió.
450. Aquesta xifra expressa la potència de la nova generació 4 Carrera S i Carrera 992S de 1986 litres bi-turbo-sis cilindres i sis cilindres i de seguida evoca altres associacions: aquest súper Porsche de 959 anomenat 450, que també produïa 33 CV. . Amb. Una bona ocasió per comparar i expressar el desenvolupament de la tecnologia en l'àmbit dels motors de combustió interna amb la mateixa marca. Tanmateix, si fa 959 anys el XNUMX era la forma més alta i fins i tot exòtica de capacitat tècnica, avui dia un motor amb una potència similar està propulsat per les versions esmentades del Carrera S, que són inferiors a la jerarquia de la marca.
Les nostres similituds també s'estenen a la cilindrada, que és molt propera: el 2848 de 3 cc enfront dels 959 cc del 2981. El motor del 3 és una veritable obra mestra tecnològica per a la seva època, amb una refrigeració combinada complexa. Els cilindres es refreden per un potent ventilador, mentre que els capçals es basen en un sistema de refrigeració d'aigua de 992 L. Contribuint a la dissipació de calor, per descomptat, com amb tots els motors "aire" de Porsche, hi ha un sistema de lubricació del refrigerador d'oli que no pot acomodar cap dels dos. ni més ni menys que 959 litres d'oli. Així, a causa de l'arquitectura del model amb motor posterior i radiadors davanters, el 25 està envoltat de canonades que formen un sistema de circulació comú.
En aquest sentit, poc ha canviat avui. El 911 Carrera 4S, que es pot considerar un parent proper del 959 gràcies a la transmissió dual, no depèn d’un ventilador potent, sinó que refreda i conté 28,6 litres de fluid, mentre que el sistema de lubricació requereix 11,3 litres. mantega.
Tanmateix, l'arquitectura, que inclou una disposició horitzontal de sis cilindres, té un altre indicador important de la similitud d'ambdós motors: la fiabilitat. De fet, això és típic de totes les bicicletes boxer de l'empresa, la qual cosa no anul·larà la garantia quan es condueixi per la pista. Per a Porsche, la interacció dels components del motor en moviment, respectivament la fricció a la zona dels anells del pistó, el pistó, el cilindre, així com en els coixinets del cigonyal i el mecanisme de distribució, sempre ha tingut una importància cabdal.
Turbines de diferent naturalesa
En ambdós models, els turbocompressors es troben a banda i banda dels bancs de cilindres, però al 959 es va construir un sistema de recàrrega en cascada, que va romandre una oreneta blanca en la història tecnològica. La combinació d'un turbocompressor petit i gran sembla temptadora i s'utilitza sovint en motors dièsel, però no és adequada per a motors de gasolina, a causa de la petita quantitat de gas a baixa càrrega i rpm, però a altes temperatures no és tan eficient com una integrada. en unitats d'injecció directa amb una alta relació de compressió de turbines de doble raig combinades amb col·lectors d'escapament integrats als capçals. Si cal, compressors mecànics (Volvo) o elèctrics (Mercedes). Fins a cert punt, els motius anteriors subjauen les diferències de rendiment entre els motors 992 i 995. Tot i que, a diferència de les versions turboalimentades més grans (encara generació 991), el motor Carrera 4S és amb turbocompressors wastegate de geometria fixa amb una pressió màxima d'ompliment d'1,2. .530 bar, el parell màxim és de 2300 Nm a 450 rpm. Ambdues màquines assoleixen una potència màxima de 6500 CV. a 500 rpm, però tot i tenir un turbocompressor petit, el parell màxim de 959 Nm a 5500 només està disponible a... 33 rpm. Aquesta és realment una expressió viva del desenvolupament de la tecnologia durant aquests XNUMX anys.
Equació d'eficiència
I, tanmateix, què explica aquestes diferències? La resposta és una combinació de molts factors tecnològics. El 992 es beneficia d'una arquitectura de motor "en caixa", amb cada banc de cilindres ple d'un únic turbocompressor. En aquest sentit, es pot considerar com la suma de dos motors de tres cilindres, i és un fet conegut que aquest tipus de motor és molt adequat per a equipaments turbo per la llarga distància de les ones de pulsació i la manca de interferència entre ells. En els motors de sis cilindres en línia, els gasos de cadascun dels tres cilindres es poden dirigir a una turbina diferent o a un circuit de turbina dual diferent, però a causa de la distància entre els bancs de cilindres, només queda la primera solució com a opció per a sis. -motors boxer de cilindres. un esquema barat però menys eficient amb un). A la càrrega en cascada del 959, cadascun dels sis cilindres carrega cadascun dels turbocompressors quan està en marxa.
Però això només és una part de l’equació. El motor 992 té una carrera de 9,4 mm més llarga (requisit previ per a un parell superior), ja que els materials moderns d’alta tecnologia permeten augmentar les forces inercials quan la velocitat del pistó augmenta de 14,5 a 16,6 m / s. ... Gràcies a la injecció directa (en una nova generació amb injectors piezoelèctrics per a una mescla més fina), un procés de combustió complex, control de cops i aire comprimit refredat a una temperatura més baixa mitjançant intercanviadors de calor d’aigua moderns (que també ajuden a escurçar el recorregut d’aire cap als cilindres), la relació de compressió augmenta fins a 10,2: 1. En afegir el sistema de càrrega variable VarioCam a l’equació que es considera, aquesta diferència en el rendiment del motor es fa molt més clara.
És hora de canviar ... i tornar
El motor Carrera de tres litres no només és molt diferent del seu predecessor, sinó que també és força sofisticat en comparació amb el seu donador, presentat fa relativament poc el 991. En principi, un augment de potència i parell en 30 unitats (de 420 a 450 CV i de 500 ). fins a 530 Nm) sembla fàcilment assolible amb una configuració de programari senzilla. Molt més radical va ser l’enfocament de l’equip de Matthias Hofstetter, el cap del departament de motors de Porsche, amb qui l’autor d’aquesta línia va tenir la possibilitat de reunir-se per segona vegada durant la presentació del 992.
Un fet interessant que no trobareu a cap premsa és que el nou 911 es va dissenyar originalment com un híbrid endollable. Per fer-ho, es va eixamplar la via davantera i va ser allà, entre les rodes davanteres, on s'hauria d'haver col·locat la bateria d'ió liti. La transmissió recentment desenvolupada amb dos embragatges i vuit en lloc de set engranatges té una mida més gran de la carcassa entre el cigonyal i dos jocs d'embragatges, uns vuit centímetres. Se suposava que contenia un "disc elèctric", com Hofstetter va anomenar el motor, probablement a causa del seu disseny de disc. Fins aquí tot va bé, i en teoria es veu molt bé, sobretot perquè moure el centre de gravetat cap endavant i cap avall tindrà un efecte beneficiós en la distribució del pes del 911. A la pràctica, però, el cotxe reacciona a aquests desitjos d'una manera molt peculiar. manera. "Les primeres versions (prototips) del 992 van tenir una forta acceleració", diu Matthias Hofstetter, "i van causar una sensació real a la dreta". No obstant això, el bon equilibri del model va a l'infern, i el 911 es torna inestable i impredictible a les corbes. El muntatge de motors a la part davantera amb capacitat de vectorització del parell podria compensar les deficiències fins a cert punt, però significa un retorn a la taula de dibuix i nous costos de disseny enormes. En qualsevol cas, s'ha abandonat el sistema híbrid d'un sol motor més senzill, s'ha cancel·lat una quantitat bastant seriosa de treballs de disseny i el 911 torna al camí sense cap assistent elèctric. Els esforços per augmentar la potència i reduir el consum es centren en components com el motor, la transmissió i la carrosseria.
En nom de l'augment de potència, la nova versió del motor està equipada amb turbocompressors més grans, respectivament tres mil·límetres (fins a 48 mm) i quatre mil·límetres (fins a 55 mm) per a la turbina i el compressor. Això va permetre aconseguir una pressió d'1,2 bar, malgrat els obstacles creats pel nou filtre de partícules dièsel. També s'ha canviat la posició dels intercanviadors de calor d'aire comprimit, passant de zones a l'exterior dels bancs de cilindres a una zona del mig i per sobre del motor. Això escurça el recorregut de l'aire, millora la resposta del motor i redueix les pèrdues de la bomba (cosa que va ser difícil d'aconseguir, en gran part a causa de l'actitud conservadora de la gent a bord de Porsche davant canvis de disseny tan dràstics). La nova configuració estableix les bases per a una reducció de 10 graus del flux d'aire dirigit pel motor, i això, juntament amb els injectors piezoeléctrics que creen una mescla aire-combustible més fina, permet augmentar la relació de compressió en mitja unitat fins a 10,2:1 ( és un bon moment per esmentar que en nom de prevenir les condicions prèvies per a la detonació, la relació de compressió del 959 és només de 8,3:1). A més, per tal d'igualitzar el camí dels gasos cap a les turbines, es va canviar el circuit per un únic desplaçant-se de baix a dalt. Així, les turbines giren en una direcció diferent quan es veuen des de darrere del cotxe.
Mitjançant el sistema VarioCam amb diferents perfils de lleva d’arbre de lleves, els enginyers de Porsche ajusten el recorregut de les dues vàlvules d’admissió de maneres diferents, que tenen desplaçaments parcials diferents. Així, l’aire que entra al motor comença a “remolinar-se”, creant un moviment turbulent, tant al llarg de l’eix vertical (l’anomenat vòrtex) com horitzontalment (tombarella). Això ajuda a millorar significativament la qualitat del procés de combustió, en què el front de la flama es mou més ràpidament i la combustió és més eficient. A plena càrrega, la carrera s’equivoca perquè la velocitat de l’aire és prou elevada perquè no sigui necessària aquesta solució. Com a resultat, Hofstetter diu que el nivell de contaminants en les emissions de gas brut es redueix significativament, amb el resultat que ara el catalitzador té molta menys feina a fer. Així, el seu quilometratge augmenta a més de 300 mil quilòmetres. A més, a causa de la temperatura més baixa dels gasos, el catalitzador en qüestió ja no es fabrica amb xapa, sinó que és una fosa que, al seu torn, permet reduir la resistència al flux de gas i, per si mateixa, augmenta l’eficiència. Es requereix tot el "conjunt arquitectònic", inclòs el filtre de partícules amb vàlvules integrades, per crear un paisatge sonor 911 que és definitivament únic.
Més alumini a la funda
La transmissió és completament nova, ara compta amb vuit marxes, que, a causa de l’esquema d’accionament, és exclusiu del 911 i no s’utilitza en cap model de la marca ni de la marca. La primera marxa és més curta que l’anterior i la vuitena més llarga que la setena marxa més alta anterior. Les noves relacions d’engranatges també permeten una transmissió final més llarga, que es tradueix en un motor més silenciós i que funciona a velocitats més baixes a velocitats elevades a la carretera.
Una transmissió més precisa del parell motor a l’eix davanter és un requisit previ per millorar el comportament del vehicle, i això es deu al nou disseny de l’embragatge multiplata al diferencial davanter. Tota la unitat té discos reforçats i refredats per aigua i un escapament més ràpid. Tot això no només millora la dinàmica, sinó també la capacitat de travessia de la màquina, per exemple, quan es condueix sobre la neu.
Tot i que utilitza principalment l’arquitectura 992 actual, a la pràctica ha canviat significativament. La proporció d'acer en aquest disseny "multi-mix" s'ha reduït del 63 al 30 per cent. A l'exterior, s'han substituït grans panells d'acer antic per panells d'alumini, cosa que requereix un nou enfocament per fixar-los. La proporció (alumini extruït) augmenta significativament a la part de suport del cos. Com a resultat, la resistència a la torsió és encara millor.
Al paquet d'eficiència general s'afegeix l'aerodinàmica adaptativa del cos, utilitzant diferents estratègies per dirigir l'aire a través de l'aleró posterior i cap a les obertures davant de les rodes davanteres. Aquests últims estan equipats amb vàlvules actives que s'obren en funció de les necessitats de les unitats de refrigeració. L'aleró posterior també té un altre paper, dirigir l'aire quan sigui necessari per millorar la refrigeració del motor i especialment els intercoolers. I, per descomptat, a tot això cal afegir-hi els frens i el xassís únics de Porsche, així com la vectorització de parell i la baixada amb una barra estabilizadora activa a l'eix posterior, així com la direcció activa de les rodes posteriors.
Text: Georgy Kolev
2020-08-30
