大型机器的解剖
与保时捷发动机经理 Matthias Hofstätter 就新款 911 进行对话
911 是许多人的梦想之车。 我们再次与保时捷发动机部门的负责人会面，向我们讲述了公司开发团队在创建模型时不得不面对的沧桑。 以下几行专门介绍新款 992 的技术。
将盖板释放杆拉到发动机上方可能会产生误导。 犹豫的看了一眼，才发现应该是盖板的其实是一块比后扰流板还小的面板，在面板下面可以看到一个看起来像塑料桶的东西，上面安装了两个风扇。 它们的功能很明确，但它们的外观还有另一种效果——它让人联想到风冷型号，其风扇以风扇为中心，周围环绕着高压电缆。
450。这个数字表达了新一代 4 Carrera S 和 Carrera 992S 1986 升双涡轮增压六缸水平对置六缸发动机的马力，并立即唤起其他联想 - 这款 959 年的超级保时捷称为 450，它也产生了 33 马力. 和。 一个很好的机会来比较和表达同一品牌在内燃机领域的技术发展。 然而，如果 959 年前 XNUMX 是技术能力最高甚至奇特的形式，那么今天具有类似功率的发动机由上述版本的 Carrera S 提供动力，这些版本在品牌等级中处于较低水平。
我们的相似之处还延伸到排量，非常接近 - 2848 的 3cc 与 959 的 2981cc。3 的发动机是当时真正的技术杰作，具有复杂的组合冷却。 气缸由强大的风扇冷却，而气缸盖则依靠 992 升水冷却系统。 有助于散热，当然，与所有保时捷“空气”发动机一样，有一个机油冷却器润滑系统，两者都无法满足。 不多不少于 959 升机油。 因此，由于采用后置发动机和前散热器的车型架构，25 被管道包围，形成了一个共同的循环系统。
在这方面，今天几乎没有改变。 911 Carrera 4S由于采用了双变速箱，可以说是959的近亲。它不依靠强大的风扇，而是冷却并容纳28,6升液体，而润滑系统则需要11,3升。 牛油。
然而，尽管如此，该架构包括六个气缸的水平布置，但具有两个发动机相似性的另一个重要指标 - 可靠性。 事实上，这是该公司所有拳击手自行车的典型特征，在赛道上行驶时不会使保修失效。 对于保时捷而言，运动发动机部件的相互作用，分别是活塞环、活塞、气缸以及曲轴和正时机构轴承区域的摩擦，一直是最重要的。
不同性质的涡轮
在这两款车型中，涡轮增压器都位于气缸列的两侧，但在 959 中，内置了梯级加油系统，这在技术史上仍然是一个白燕子。 小型和大型涡轮增压器的组合看起来很诱人，现在经常用于柴油发动机，但不适用于汽油发动机 - 由于在低负载和转速下气体量很少，但在高温下效率不如汽油发动机一个综合的。 在具有高压缩比的双喷气式涡轮机与内置于汽缸盖中的排气歧管相结合的直接喷射装置中。 如有必要，机械（沃尔沃）或电动（梅赛德斯）压缩机。 在某种程度上，上述原因构成了 992 和 995 发动机之间性能差异的基础。尽管与更大的涡轮增压（仍然是 991 代）涡轮增压版本不同，Carrera 4S 发动机采用固定几何形状的废气门涡轮增压器，最大填充压力为 1,2 .530 巴，2300 rpm 时的最大扭矩为 450 Nm。 两台机器的最大功率都达到 6500 马力。 在 500 rpm 时，尽管有一个小型涡轮增压器，但从 959 Nm 到 5500 的最大扭矩仅在…33 rpm 时可用。 这真是这XNUMX年来科技发展的生动体现。
效率方程
然而，如何解释这些差异呢？ 答案是许多技术因素的结合。 992 受益于“盒式”发动机架构，每排气缸都装有一个涡轮增压器。 在这方面，它可以认为是两台三缸发动机的总和，而众所周知的是，这种发动机由于脉动波的距离远，缺乏动力，非常适合涡轮增压设备。他们之间的干扰。 在直列六缸发动机中，三个气缸中的每一个的气体都可以被输送到不同的涡轮或不同的双涡轮回路，但由于气缸列之间的距离，只有第一个解决方案保留为六个选项-气缸水平对置发动机。 一个便宜但效率较低的方案）。 在 959 的级联增压中，六个气缸中的每一个都在运行时为每个涡轮增压器充电。
但这只是等式的一部分。 992发动机的冲程增加了9,4毫米（这是更高扭矩的前提），因为当活塞速度从14,5 m / s提高到16,6 m / s时，现代高科技材料可以使惯性力增加。 ... 得益于直接喷射（新一代采用压电喷射器以实现更精细混合），复杂的燃烧过程，爆震控制以及使用现代水热交换器将压缩空气冷却至较低温度（这也有助于缩短通往气缸的空气路径），压缩比提高至10,2：1.通过将VarioCam可变充气系统添加到所考虑的方程式中，发动机性能的这种差异变得更加明显。
现在该改变...再回来
三升Carrera发动机不仅与其遥远的前辈有很大不同，而且与它于991年才推出的捐助者相比也非常复杂。原则上，功率和扭矩增加了30单位（从420到450 hp和从500 hp增大） ）。 通过简单的软件设置，似乎很容易达到530 Nm）。 保时捷发动机部门负责人Matthias Hofstetter的团队采取了更为激进的方法，该系列的作者有幸与992展示会上第二次见面。
您不会在任何媒体上找到的一个有趣事实是，新款 911 最初设计为插电式混合动力车。 为此，加宽了前轮距，锂离子电池应该位于前轮之间。 新开发的带有两个离合器和八个齿轮而不是七个齿轮的变速器在曲轴和两组离合器之间增加了外壳尺寸——大约八厘米。 它应该包含一个“电动圆盘”，正如 Hofstetter 所说的引擎，这可能是由于其圆盘设计。 到目前为止一切顺利，理论上它看起来很棒，特别是因为向前和向下移动重心将对 911 的重量分布产生有益影响。然而，在实践中，汽车以非常奇特的方式对这种需求做出反应方式。 “992 的第一个（原型）版本有一个急剧的加速，”Matthias Hofstetter 说，“并在右侧引起了真正的轰动。” 然而，模型的精细平衡变得糟糕，911 在角落变得不稳定和不可预测。 在前部安装具有扭矩矢量能力的电机可以在一定程度上抵消缺点，但这意味着返回绘图板和巨大的新设计成本。 无论如何，更简单的单引擎混合动力系统已经被放弃，大量的设计工作被取消，911 在没有任何电动助手的情况下重回正轨。 增加动力和降低消耗的努力集中在发动机、变速器和车身等部件上。
以增加功率为名，新版发动机配备了更大的涡轮增压器——涡轮增压器和压气机分别为三毫米（最大 48 毫米）和四毫米（最大 55 毫米）。 尽管新的柴油微粒过滤器造成了障碍，但仍可实现 1,2 巴的压力。 压缩空气热交换器的位置也发生了变化，从气缸组外侧的区域移动到发动机中部和上方的区域。 这缩短了空气路径，提高了发动机响应，并减少了泵损失（这很难实现，主要是由于保时捷车上的人对这种剧烈的设计变化持保守态度）。 新配置为发动机导向气流减少 10 度奠定了基础，这与产生更稀薄空气燃料混合物的压电喷射器一起，使压缩比增加了半个单位，达到 10,2:1（现在是时候提一下，以防止爆炸的先决条件为名，959 的压缩比仅为 8,3:1）。 此外，为了平衡气体到涡轮机的路径，通过从底部移动到顶部将回路更改为单一回路。 因此，从汽车后面看时，涡轮机的旋转方向不同。
保时捷工程师通过使用具有不同凸轮轴凸轮轮廓的VarioCam系统，以不同的方式调整两个进气门的行程，从而实现了不同的部分负载行程。 因此，进入发动机的空气开始“涡旋”，沿垂直轴（所谓的涡流）和水平方向（突击）产生湍流。 这有助于显着提高燃烧过程的质量，在该过程中，火焰前移速度更快，燃烧效率更高。 在满载时，行程平稳，因为空气速度足够高，因此根本不需要这种解决方案。 因此，霍夫斯泰特说，原料气排放中的污染物水平大大降低了，因此催化剂现在要做的工作少得多。 因此，其里程增加到超过300万公里。 另外，由于气体的温度较低，所讨论的催化剂不再由金属薄板制成，而是铸件，这进而可以减小对气流的阻力，并且本身可以提高效率。 整个“建筑合奏”，包括带有集成阀的微粒过滤器，都是打造绝对独特的911音景所必需的。
外壳更多
变速箱是全新的，现在有911档，由于驱动方案的原因，这是XNUMX所独有的，并且未在该品牌或关注的任何车型中使用。 第一档比前一档短，第八档比前一档最高七档长。 新的齿轮比还允许更长的终传动，从而使发动机更安静，并在高速行驶时以较低的速度行驶。
将扭矩更精确地传递到前轴是改善车辆性能的先决条件，这是由于前差速器中的多片离合器的新设计所致。 整个装置是水冷的，增强的制动盘和更快的擒纵机构。 所有这些不仅改善了动力，而且还提高了机器的越野能力，例如在雪地上行驶时。
尽管它主要使用当前的992体系结构，但实际上已发生了很大的变化。 这种“多混合”设计中的钢材比例已从63％降低到30％。 在外部，大型古董钢板已被铝制钢板取代，需要一种新的固定方法。 比例（挤压铝）在身体的支撑部位显着增加。 结果，抗扭强度更好。
添加到整体效率包是自适应车身空气动力学，使用不同的策略将空气引导通过后扰流板并进入前轮前方的开口。 后者配备了根据冷却装置的需要打开的主动阀。 后扰流板还有另一个作用，在需要时引导空气以改善发动机冷却，尤其是中冷器。 当然，除此之外，我们还必须添加保时捷独特的制动器和底盘，后桥上带有主动防倾杆的扭矩矢量分配和下坡，以及主动后轮转向。
文字：Georgy Kolev
2020-08-30
