Anatomía de una gran máquina
Conversación con el gerente de motores de Porsche, Matthias Hofstätter, sobre el nuevo 911
El 911 es un coche de ensueño para muchos. Nos reunimos de nuevo con el jefe del departamento de motores de Porsche para hablarnos de las vicisitudes a las que se tenían que enfrentar los equipos de desarrollo de la compañía a la hora de crear un modelo. Las siguientes líneas están dedicadas a la tecnología del nuevo 992.
Tirar de la palanca de liberación de la cubierta sobre el motor puede ser engañoso. Después de una mirada vacilante, te das cuenta de que lo que se supone que es una cubierta es en realidad un panel más pequeño que el alerón trasero, debajo del cual puedes ver lo que parece una tina de plástico con dos ventiladores instalados. Su función es clara, pero su apariencia tiene otro efecto: evoca modelos enfriados por aire con su ventilador central rodeado de cables de alto voltaje.
450. Este número expresa la potencia de la nueva generación 4 Carrera S y Carrera 992S motor de seis cilindros y seis cilindros bi-turbo de 1986 litros e inmediatamente evoca otras asociaciones: este super Porsche de 959 llamado 450, que también producía 33 hp . Con. Una buena ocasión para comparar y expresar el desarrollo de la tecnología en el campo de los motores de combustión interna con la misma marca. Sin embargo, si hace 959 años el XNUMX era la forma más alta y hasta exótica de capacidad técnica, hoy en día un motor de potencia similar es impulsado por las mencionadas versiones del Carrera S, que están más abajo en la jerarquía de la marca.
Nuestras similitudes también se extienden a la cilindrada, que es muy parecida: los 2848 cc del 3 frente a los 959 cc del 2981. El motor del 3 es una verdadera obra maestra tecnológica para su época, con una compleja refrigeración combinada. Los cilindros se enfrían mediante un potente ventilador, mientras que las culatas se basan en un sistema de refrigeración por agua de 992 l. Contribuyendo a la disipación de calor, por supuesto, como con todos los motores "de aire" de Porsche, hay un sistema de lubricación de enfriador de aceite que no puede adaptarse a ninguno de los dos. nada más y nada menos que 959 litros de aceite. Así, debido a la arquitectura del modelo con motor trasero y radiadores delanteros, el 25 está rodeado de tuberías que forman un sistema de circulación común.
A este respecto, poco ha cambiado hoy. El 911 Carrera 4S, que puede considerarse un pariente cercano del 959 gracias a la transmisión dual, no cuenta con un ventilador potente, sino que enfría y retiene 28,6 litros de líquido, mientras que el sistema de lubricación requiere 11,3 litros. mantequilla.
Sin embargo, la arquitectura, que incluye una disposición horizontal de seis cilindros, sin embargo, tiene otro indicador importante de la similitud de ambos motores: la confiabilidad. De hecho, esto es típico de todas las bicicletas bóxer de la compañía, que no anularán la garantía cuando se conducen en la pista. Para Porsche, la interacción de los componentes móviles del motor, respectivamente la fricción en el área de los segmentos del pistón, pistón, cilindro, así como en los cojinetes del cigüeñal y el mecanismo de sincronización, siempre ha sido de suma importancia.
Turbinas de diferente naturaleza
En ambos modelos, los turbocompresores están ubicados a ambos lados de los bancos de cilindros, pero en el 959 se construyó un sistema de reabastecimiento en cascada, que quedó como una golondrina blanca en la historia tecnológica. La combinación de un turbocompresor pequeño y grande parece tentadora y se usa a menudo hoy en día en motores diesel, pero no es adecuada para motores de gasolina, debido a la pequeña cantidad de gas a baja carga y rpm, pero a altas temperaturas no es tan eficiente como uno integrado. en unidades de inyección directa con una alta relación de compresión de turbinas de doble chorro combinadas con colectores de escape integrados en las cabezas. Si es necesario, compresores mecánicos (Volvo) o eléctricos (Mercedes). Hasta cierto punto, las razones anteriores subyacen a las diferencias de rendimiento entre los motores 992 y 995. Aunque, a diferencia de las versiones turboalimentadas más grandes (todavía de la generación 991), el motor Carrera 4S tiene turbocompresores de válvula de descarga de geometría fija con una presión de llenado máxima de 1,2 .530 bar, el par máximo es de 2300 Nm a 450 rpm. Ambas máquinas alcanzan una potencia máxima de 6500 CV. a 500 rpm, pero a pesar de tener un pequeño turbocompresor, el par máximo de 959 Nm a 5500 solo está disponible a... 33 rpm. Esta es realmente una expresión vívida del desarrollo de la tecnología durante estos XNUMX años.
Ecuación de eficiencia
Y sin embargo, ¿qué explica estas diferencias? La respuesta es una combinación de muchos factores tecnológicos. El 992 se beneficia de una arquitectura de motor "en caja", con cada banco de cilindros lleno de un solo turbocompresor. En este sentido, se puede considerar como la suma de dos motores de tres cilindros, y es bien sabido que este tipo de motor es muy adecuado para equipos turboalimentados por la gran distancia de las ondas de pulsación y la falta de interferencia entre ellos. En los motores de seis cilindros en línea, los gases de cada uno de los tres cilindros se pueden enrutar a una turbina diferente o a un circuito de doble turbina diferente, pero debido a la distancia entre los bancos de cilindros, solo queda la primera solución como opción para seis. -Motores bóxer de cilindros. un esquema barato pero menos eficiente con uno). En la carga en cascada del 959, cada uno de los seis cilindros carga cada uno de los turbocompresores cuando está funcionando.
Pero eso es solo una parte de la ecuación. El motor 992 tiene una carrera 9,4 mm más larga (un requisito previo para un par más alto), ya que los materiales modernos de alta tecnología permiten aumentar las fuerzas de inercia cuando se aumenta la velocidad del pistón de 14,5 a 16,6 m / s. ... Gracias a la inyección directa (en la nueva generación con inyectores piezoeléctricos para una mezcla más fina), un complejo proceso de combustión, control de detonación y aire comprimido enfriado a una temperatura más baja utilizando modernos intercambiadores de calor de agua (que también ayuda a acortar el paso del aire a los cilindros), la relación de compresión aumenta a 10,2: 1. Al agregar el sistema de carga variable VarioCam a la ecuación en consideración, esta diferencia en el rendimiento del motor es mucho más clara.
Es hora de cambiar ... y volver
El motor Carrera de tres litros no solo es muy diferente de su predecesor lejano, sino también bastante sofisticado en comparación con su donante, presentado relativamente recientemente en 991. En principio, un aumento de potencia y par en 30 unidades (de 420 a 450 CV y de 500 ). hasta 530 Nm) parece fácilmente alcanzable con una configuración de software simple. Mucho más radical fue el planteamiento del equipo de Matthias Hofstetter, jefe del departamento de motores de Porsche, con quien el autor de esta línea tuvo la oportunidad de reunirse por segunda vez durante la presentación del 992.
Un dato interesante que no encontrarás en ninguna prensa es que el nuevo 911 se diseñó originalmente como un híbrido enchufable. Para ello, se ensanchaba la vía delantera y era allí, entre las ruedas delanteras, donde debía ubicarse la batería de iones de litio. La transmisión de nuevo desarrollo con dos embragues y ocho en lugar de siete marchas tiene un tamaño de carcasa aumentado entre el cigüeñal y dos juegos de embragues, unos ocho centímetros. Se suponía que contenía un "disco eléctrico", como Hofstetter llamó al motor, probablemente debido a su diseño de disco. Hasta ahora todo bien, y en teoría se ve muy bien, especialmente porque mover el centro de gravedad hacia adelante y hacia abajo tendrá un efecto beneficioso en la distribución del peso del 911. Sin embargo, en la práctica, el automóvil reacciona a tales deseos de una manera muy peculiar. forma. “Las primeras versiones (prototipo) del 992 tenían una fuerte aceleración”, dice Matthias Hofstetter, “y causaron una verdadera sensación en la derecha”. Sin embargo, el fino equilibrio del modelo se va al garete, y el 911 se vuelve inestable e impredecible en las curvas. El montaje de motores en la parte delantera con capacidad de vectorización de par podría compensar las deficiencias hasta cierto punto, pero significa volver a la mesa de dibujo y enormes costos de diseño nuevos. En cualquier caso, se abandonó el sistema híbrido monomotor más simple, se canceló una cantidad bastante importante de trabajo de diseño y el 911 volvió a su curso sin asistentes eléctricos. Los esfuerzos para aumentar la potencia y reducir el consumo se centran en componentes como el motor, la transmisión y la carrocería.
En nombre de una mayor potencia, la nueva versión del motor está equipada con turbocompresores más grandes, respectivamente de tres milímetros (hasta 48 mm) y cuatro milímetros (hasta 55 mm) para la turbina y el compresor. Esto permitió alcanzar una presión de 1,2 bar, a pesar de los obstáculos creados por el nuevo filtro de partículas diésel. También se ha cambiado la posición de los intercambiadores de calor de aire comprimido, pasando de zonas en el exterior de las bancadas de cilindros a una zona en el centro y encima del motor. Esto acorta la ruta del aire, mejora la respuesta del motor y reduce las pérdidas de la bomba (lo cual fue difícil de lograr, en gran parte debido a la actitud conservadora de las personas a bordo de Porsche hacia cambios de diseño tan drásticos). La nueva configuración prepara el escenario para una reducción de 10 grados en el flujo de aire dirigido por el motor, y esto, junto con los inyectores piezoeléctricos que crean una mezcla de aire y combustible más delgada, permite que la relación de compresión se incremente en media unidad a 10,2:1 ( es un buen momento para mencionar que en nombre de la prevención de condiciones previas para la detonación, la relación de compresión del 959 es de solo 8,3:1). Además, para igualar el camino de los gases a las turbinas, se cambió el circuito a uno único moviéndose de abajo hacia arriba. Por lo tanto, las turbinas giran en una dirección diferente cuando se ven desde atrás del vehículo.
Utilizando el sistema VarioCam con diferentes perfiles de levas de árbol de levas, los ingenieros de Porsche ajustan el recorrido de las dos válvulas de admisión de diferentes maneras, que tienen diferentes recorridos de carga parcial. Así, el aire que entra en el motor comienza a "arremolinarse", creando un movimiento turbulento, tanto a lo largo del eje vertical (el llamado vórtice) como horizontalmente (salto mortal). Esto ayuda a mejorar significativamente la calidad del proceso de combustión, en el que el frente de la llama se mueve más rápido y la combustión es más eficiente. A plena carga, la carrera se nivela porque la velocidad del aire es lo suficientemente alta como para que dicha solución simplemente no sea necesaria. Como resultado, Hofstätter dice que los contaminantes en las emisiones de gas crudo se reducen significativamente, con el resultado de que el catalizador ahora tiene mucho menos trabajo que hacer. Así, su kilometraje aumenta a más de 300 mil kilómetros. Además, debido a la menor temperatura de los gases, el catalizador en cuestión ya no es de chapa, sino que es una fundición, lo que a su vez permite reducir la resistencia al flujo de gas y por sí mismo aumenta la eficiencia. Todo el "conjunto arquitectónico", incluido el filtro de partículas con válvulas integradas, es necesario para crear un paisaje sonoro del 911 que es definitivamente único.
Más aluminio en el estuche
La transmisión es completamente nueva, ahora con ocho marchas, que, debido al esquema de manejo, es exclusivo del 911 y no se usa en ningún modelo de la marca o preocupación. La primera marcha es más corta que la anterior y la octava es más larga que la séptima marcha más alta anterior. Las nuevas relaciones de transmisión también permiten una transmisión final más larga, lo que resulta en un motor más silencioso y funciona a velocidades más bajas a altas velocidades de carretera.
Una transmisión más precisa del par al eje delantero es un requisito previo para mejorar el comportamiento del vehículo, y esto se debe al nuevo diseño del embrague multidisco en el diferencial delantero. Toda la unidad está refrigerada por agua, discos reforzados y un escape más rápido. Todo esto no solo mejora la dinámica, sino también la capacidad de campo traviesa de la máquina, por ejemplo, al conducir sobre nieve.
Aunque utiliza principalmente la arquitectura 992 actual, en la práctica ha cambiado significativamente. La proporción de acero en este diseño de "mezcla múltiple" se ha reducido del 63 al 30 por ciento. En el exterior, los grandes paneles de acero antiguos se han reemplazado por paneles de aluminio, lo que requiere un nuevo enfoque para fijarlos. La proporción (aluminio extruido) aumenta significativamente en la parte de soporte del cuerpo. Como resultado, la resistencia a la torsión es aún mejor.
Al paquete de eficiencia general se le suma la aerodinámica adaptativa de la carrocería, que utiliza diferentes estrategias para dirigir el aire a través del alerón trasero y hacia las aberturas frente a las ruedas delanteras. Estos últimos están equipados con válvulas activas que se abren según las necesidades de las unidades de refrigeración. El alerón trasero también tiene otra función, ya que dirige el aire cuando es necesario para mejorar la refrigeración del motor y especialmente de los intercoolers. Y, por supuesto, a todo esto hay que sumar los frenos y chasis únicos de Porsche, así como vectorización de par y descenso con barra estabilizadora activa en el eje trasero, así como dirección activa en las ruedas traseras.
Texto: Georgy Kolev
2020-08-30
