אנטומיה של מכונה גדולה

שיחה עם מנהל מנוע פורשה מתיאס הופשטטר על ה- 911 החדש

ה-911 היא מכונית חלומות עבור רבים. אנחנו נפגשים שוב עם ראש מחלקת המנועים של פורשה כדי לספר לנו על התהפוכות שצוותי הפיתוח של החברה נאלצו להתמודד איתם בעת יצירת דגם. השורות הבאות מוקדשות לטכנולוגיה של ה-992 החדש.

משיכת ידית שחרור המכסה מעל המנוע עלולה להיות מטעה. לאחר מבט מהוסס מבינים שמה שאמור להיות כיסוי הוא בעצם פאנל קטן יותר מהספויילר האחורי, שמתחתיו ניתן לראות מה שנראה כמו גיגית פלסטיק עם שני מאווררים מותקנים. הפונקציה שלהם ברורה, אבל למראה שלהם יש אפקט נוסף - הוא מעורר דגמים מקוררי אוויר עם המאוורר במרכז המאוורר שלהם מוקף בכבלים של מתח גבוה.

450. מספר זה מבטא את כוחות הסוס של הדור החדש של מנוע 4 Carrera S ו-Carrera 992S 1986 ליטר בי-טורבו-שישה צילינדרים שטוחים-שישה מנוע שטוח ומיד מעורר אסוציאציות נוספות - פורשה העל הזו משנת 959 שנקראה 450, שהפיקה גם 33 כ"ס. . עם. הזדמנות טובה להשוות ולבטא את התפתחות הטכנולוגיה בתחום מנועי הבעירה הפנימית עם אותו מותג. עם זאת, אם לפני 959 שנים ה-XNUMX הייתה צורת היכולת הטכנית הגבוהה ביותר ואף אקזוטית, כיום מנוע בעל הספק דומה מופעל על ידי הגרסאות האמורות של הקררה S, הנמוכות יותר בהיררכיית המותג.

הדמיון שלנו מתרחב גם לנפח, שהוא קרוב מאוד - 2848 סמ"ק של 3 מול 959 סמ"ק של 2981. המנוע של 3 הוא יצירת מופת טכנולוגית אמיתית לתקופתו, עם קירור משולב מורכב. הצילינדרים מקוררים על ידי מאוורר חזק, בעוד הראשים מסתמכים על מערכת קירור מים של 992 ליטר. תורם לפיזור החום, כמובן, כמו בכל מנועי ה"אייר" של פורשה, קיימת מערכת סיכה של מצנן שמן שלא יכולה להכיל אף אחד מהם. לא יותר ולא פחות מ-959 ליטר שמן. כך, בשל הארכיטקטורה של הדגם עם מנוע אחורי ורדיאטורים קדמיים, ה-25 מוקף בצינורות היוצרים מערכת זרימה משותפת.

מבחינה זו, מעט השתנה היום. 911 קאררה 4S, שיכולה להיחשב לקרוב משפחה של ה -959 בזכות התיבה הכפולה, אינו מסתמך על מאוורר חזק, אלא מתקרר ומחזיק 28,6 ליטר נוזלים, בעוד שמערכת השימון דורשת 11,3 ליטר. חמאה.

עם זאת, לארכיטקטורה, הכוללת סידור אופקי של שישה צילינדרים, יש אינדיקטור חשוב נוסף לדמיון של שני המנועים - אמינות. למעשה, זה אופייני לכל אופני הבוקסר של החברה, שלא יבטלו את האחריות בנסיעה על המסלול. עבור פורשה, האינטראקציה של רכיבי מנוע נעים, בהתאמה החיכוך באזור טבעות הבוכנה, הבוכנה, הצילינדר, כמו גם במסבים של גל הארכובה ומנגנון התזמון, תמיד הייתה בעלת חשיבות עליונה.

טורבינות בעלות אופי שונה

בשני הדגמים ממוקמים מגדשי טורבו משני צידי גדות הצילינדרים, אך ב-959 נבנתה מערכת תדלוק מדורגת שנותרה סנונית לבנה בהיסטוריה הטכנולוגית. השילוב של מגדש טורבו קטן וגדול נראה מפתה ומשמש היום לרוב במנועי דיזל, אך אינו מתאים למנועי בנזין - בשל כמות הגז הקטנה בעומס נמוך ובסל"ד, אך בטמפרטורות גבוהות הוא אינו יעיל כמו אחד משולב. ביחידות הזרקה ישירה עם יחס דחיסה גבוה של טורבינות דו-סילון בשילוב סעפות פליטה המובנות בראשים. במידת הצורך, מדחסים מכניים (וולבו) או חשמליים (מרצדס). במידה מסוימת, הסיבות לעיל עומדות בבסיס ההבדלים בביצועים בין מנועי 992 ו- 995. למרות שבניגוד לגרסאות הטורבו הגדולות יותר (עדיין דור 991), מנוע ה-Carrera 4S הוא עם מגדשי טורבו מבוזבזים בגיאומטריה קבועה עם לחץ מילוי מרבי של 1,2 .530 בר, מומנט מרבי הוא 2300 ננומטר ב-450 סל"ד. שתי המכונות מגיעות להספק מרבי של 6500 כ"ס. ב-500 סל"ד, אך למרות שיש לו מגדש טורבו קטן, מומנט מרבי מ-959 ננומטר עד 5500 זמין רק ב...33 סל"ד. זהו באמת ביטוי חי להתפתחות הטכנולוגיה במהלך XNUMX השנים הללו.

משוואת יעילות

ובכל זאת, מה מסביר את ההבדלים הללו? התשובה היא שילוב של גורמים טכנולוגיים רבים. ה-992 נהנה מארכיטקטורת מנוע "ארגז", כאשר כל בנק צילינדרים מלא במגדש טורבו בודד. בהקשר זה ניתן להתייחס אליו כסכום של שני מנועי שלושה צילינדרים, וזו עובדה ידועה כי מנוע מסוג זה מתאים מאוד לציוד מוגדש טורבו בשל המרחק הרב של גלי הפעימה והיעדרם. הפרעה ביניהם. במנועי שישה ישרים ניתן לנתב את הגזים מכל אחד משלושת הצילינדרים לטורבינה אחרת או למעגל כפול טורבינה אחר, אך בשל המרחק בין גדות הצילינדרים נותר רק הפתרון הראשון כאופציה לשישה. -מנועי בוקסר צילינדרים. תוכנית זולה אך פחות יעילה עם אחד). במטען המפל של ה-959, כל אחד מששת הצילינדרים טוען כל אחד ממגדשי הטורבו כשהוא פועל.

אבל זה רק חלק מהמשוואה. למנוע 992 פעימה ארוכה יותר של 9,4 מ"מ (תנאי מוקדם למומנט גבוה יותר), מכיוון שחומרי ההיי-טק המודרניים מאפשרים להגדיל את כוחות האינרציה כאשר מהירות הבוכנה מוגברת מ -14,5 ל -16,6 מ 'לשנייה. ... הודות להזרקה ישירה (בדור חדש עם מזרקי פייזו לערבוב עדין יותר), תהליך בעירה מורכב, בקרת דפיקות ואוויר דחוס מקורר לטמפרטורה נמוכה יותר באמצעות מחליפי חום מים מודרניים (מה שעוזר גם לקצר את נתיב האוויר לגלילים), יחס הדחיסה מוגבר ל 10,2: 1. על ידי הוספת מערכת הטעינה המשתנה VarioCam למשוואה הנדונה, הבדל זה בביצועי המנוע ברור בהרבה.

הגיע הזמן לשנות ... ולחזור

מנוע ה -991 ליטר קאררה שונה לא רק מקודמו הרחוק, אלא גם די מתוחכם בהשוואה לתורם, שהוצג לאחרונה יחסית בשנת 30. באופן עקרוני, עלייה בהספק ובמומנט של 420 יחידות (מ -450 ל -500 כ"ס ומ -530 ). נראה עד 992 ננומטר) ניתן להשגה בקלות עם הגדרת תוכנה פשוטה. הרבה יותר קיצונית הייתה גישתו של צוותו של מתיאס הופשטטר, ראש מחלקת המנועים של פורשה, איתו היה למחבר שורה זו אפשרות להיפגש בפעם השנייה במהלך הצגת XNUMX.

עובדה מעניינת שלא תמצאו באף עיתונות היא שה-911 החדש תוכנן במקור כהיברידית פלאג-אין. לשם כך הורחב המסילה הקדמית ושם, בין הגלגלים הקדמיים, היה צריך לאתר את סוללת הליתיום-יון. לתיבת ההילוכים החדשה שפותחה עם שני מצמדים ושמונה במקום שבעה הילוכים יש גודל בית מוגדל בין גל הארכובה ושני סטים של מצמדים - כשמונה סנטימטרים. הוא היה אמור להכיל "דיסק חשמלי", כפי שכינה הופשטטר את המנוע, כנראה בשל עיצוב הדיסק שלו. עד כאן הכל בסדר, ובתיאוריה זה נראה מצוין, במיוחד שהסטת מרכז הכובד קדימה ולמטה תשפיע לטובה על חלוקת המשקל של ה-911. אולם בפועל, המכונית מגיבה לרצונות כאלה בצורה מאוד מוזרה. דֶרֶך. "הגרסאות הראשונות (אב-טיפוס) של ה-992 קיבלו תאוצה חדה", אומר מתיאס הופשטטר, "וגרמו לסנסציה אמיתית בימין". עם זאת, האיזון העדין של הדגם הולך לעזאזל, וה-911 הופך ללא יציב ובלתי צפוי בפינות. הרכבת מנועים בחזית עם יכולת וקטור מומנט יכולה לקזז במידה מסוימת את החסרונות, אבל המשמעות היא חזרה ללוח השרטוט ועלויות עיצוב חדשות ענקיות. בכל מקרה, המערכת ההיברידית החד-מנוע הפשוטה יותר נזנחה, כמות רצינית למדי של עבודת עיצוב בוטלה, וה-911 חזרה למסלול ללא כל עוזרים חשמליים. המאמצים להגביר את ההספק ולהפחית את הצריכה מתמקדים ברכיבים כמו מנוע, תיבת הילוכים וגוף.

בשם ההספק המוגבר, הגרסה החדשה של המנוע מצוידת במגדשי טורבו גדולים יותר - בהתאמה שלושה מילימטרים (עד 48 מ"מ) וארבעה מילימטרים (עד 55 מ"מ) עבור הטורבינה והמדחס. זה איפשר להגיע ללחץ של 1,2 בר, למרות המכשולים שיצר מסנן חלקיקי הדיזל החדש. המיקום של מחליפי החום של האוויר הדחוס השתנה גם הוא, ונעו מאזורים בצד החיצוני של גדות הצילינדרים לאזור באמצע ומעל המנוע. זה מקצר את נתיב האוויר, משפר את תגובת המנוע ומפחית את הפסדי המשאבה (מה שהיה קשה להשיג, בעיקר בגלל היחס השמרני של האנשים על סיפון פורשה כלפי שינויים כה דרסטיים בעיצוב). התצורה החדשה קובעת את הקרקע להפחתה של 10 מעלות בזרימת האוויר מכוונת המנוע, וזה, יחד עם מזרקי פייזו שיוצרים תערובת אוויר-דלק דקה יותר, מאפשר להגדיל את יחס הדחיסה בחצי יחידה ל-10,2:1 ( זה זמן טוב להזכיר שבשם מניעת תנאים מוקדמים לפיצוץ, יחס הדחיסה של ה-959 הוא 8,3:1 בלבד). בנוסף, על מנת להשוות את נתיב הגזים לטורבינות, הוחלף המעגל ליחיד על ידי מעבר מלמטה למעלה. לפיכך, הטורבינות מסתובבות בכיוון אחר במבט מאחורי הרכב.

באמצעות מערכת VarioCam עם פרופילי פיקה שונים של גל זיזים, מהנדסי פורשה מכוונים את הנסיעות של שני שסתומי הכניסה בדרכים שונות, עם מעבר עומס חלקי שונה. לפיכך, האוויר הנכנס למנוע מתחיל "להתערבל", ויוצר תנועה סוערת, הן לאורך הציר האנכי (מה שמכונה מערבולת) והן לרוחב (סלטה). זה עוזר לשפר משמעותית את איכות תהליך הבעירה, בו חזית הלהבה נעה מהר יותר והבערה יעילה יותר. בעומס מלא השבץ מתפנה מכיוון שמהירות האוויר גבוהה מספיק כדי שפתרון כזה פשוט אינו נחוץ. כתוצאה מכך, הופשטטר אומר כי המזהמים בפליטת הגז הגולמי מצטמצמים משמעותית, וכתוצאה מכך לזרז יש הרבה פחות עבודה לעשות. לפיכך, קילומטראז 'שלו עולה ליותר מ -300 אלף ק"מ. בנוסף, בשל הטמפרטורה הנמוכה יותר של הגזים, הזרז המדובר אינו מיוצר עוד ממתכת, אלא הוא יציק, אשר בתורו מאפשר להפחית את ההתנגדות לזרימת הגז וכשלעצמו מגביר את היעילות. כל "ההרכב האדריכלי", כולל מסנן החלקיקים עם השסתומים המשולבים, נדרש ליצור נוף קול 911 שהוא בהחלט ייחודי.

יותר אלומיניום במקרה

תיבת ההילוכים חדשה לחלוטין, כעת עם שמונה הילוכים, אשר בשל תוכנית הכונן ייחודית ל- 911 ואינה משמשת בשום דגם של המותג או הקונצרן. ההילוך הראשון קצר יותר מהקודם, והשמיני ארוך יותר מההילוך השביעי הקודם. יחסי ההילוכים החדשים מאפשרים גם הנעה סופית ארוכה יותר, מה שמביא למנוע שקט יותר ופועל במהירויות נמוכות יותר במהירויות הכביש המהירות.

העברת מומנט מדויקת יותר לסרן הקדמי היא תנאי מוקדם לשיפור התנהגות הרכב, וזאת עקב העיצוב החדש של המצמד הרב-פלטתי בדיפרנציאל הקדמי. כל היחידה מקוררת במים, דיסקים מחוזקים ובריחה מהירה יותר. כל זה לא רק משפר את הדינמיקה, אלא גם את היכולת החוצה של המכונה, למשל, כשנוסעים על שלג.

למרות שהיא משתמשת בעיקר בארכיטקטורת 992 הנוכחית, בפועל היא השתנתה משמעותית. שיעור הפלדה בתכנון "רב-מיקס" זה צומצם מ -63 ל -30 אחוזים. מבחוץ, לוחות פלדה עתיקים גדולים הוחלפו בלוחות אלומיניום, הדורשים גישה חדשה לתיקונם. הפרופורציה (אלומיניום מחולל) עולה משמעותית בחלק התומך של הגוף. כתוצאה מכך עמידות הפיתול טובה אף יותר.

נוסף לחבילת היעילות הכוללת אווירודינמיקה אדפטיבית של הגוף, תוך שימוש באסטרטגיות שונות כדי להפנות אוויר דרך הספוילר האחורי ואל פתחים מול הגלגלים הקדמיים. האחרונים מצוידים בשסתומים פעילים הנפתחים בהתאם לצרכי יחידות הקירור. לספוילר האחורי יש גם תפקיד נוסף, לכוון אוויר בעת הצורך לשיפור קירור המנוע ובעיקר את האינטרקולרים. וכמובן, לכל זה יש להוסיף את הבלמים והשלדה הייחודיים של פורשה, כמו גם וקטור מומנט וירידה עם מוט נגד גלגול אקטיבי על הסרן האחורי, כמו גם היגוי אקטיבי של הגלגל האחורי.

טקסט: ג'ורג'י קולב

2020-08-30