Итог тренировки

Мощнее, выносливее, эффективнее — вот результат нового технического оснащения 911 Carrera, в первую очередь, за счет силовых турбодвигателей.

Матч закончился, скоро следующий. Старая истина из мира футбола стала руководством для разработчиков «одиннадцатого». Едва нынешнее поколение Porsche 911 в 2011 году было представлено публике, а инженеры центра в Вайссахе уже поставили перед собой новые цели по техническому оснащению модели. Девиз ясен: «Лидерство сохраняет тот, кто постоянно стремится к совершенству».

Звание лучших «спортсменов» должно определяться по объективным показателям. Вот модель 911 Carrera: мощность двигателя 272 кВт (370 л.с.), оснащается трансмиссией с двухдисковым сцеплением (PDK). По сравнению с предшественником он лучше «натренирован»: разгон с места до 200 км/ч за 14,8 секунды — на секунду меньше. Однако, существеннее другое (и это было важной целью «тренировок»): расход топлива в европейском цикле движения 7,4 л на 100 км, ранее было 8,2 л. 911 Carrera S, максимальная мощность двигателя 309 кВт (420 л.с.), разгоняется с места до 200 км/ч всего за 13,2 секунды, а расход топлива теперь сократился до 7,7 л, т.е. ровно на литр меньше, чем у предшественника. Но в практическом плане важнее ускорения параметры тягового усилия. И здесь новый Porsche Carrera с ручной КПП уже дает фору конкурентам: на предпоследней передаче для ускорения с 80 до 120 км/ч трeбуются всего 5,5 секунды.

Турбодвигатель

1 Система VarioCam Plus
В новых оппозитных двигателях изменяются фазы газораспределения для впускных и выпускных клапанов. Для впускных клапанов может меняться длина хода штока

2 Водяной насос
Подключаемый водяной насос ускоряет прогрев двигателя после запуска

3 Картер коленвала
Покрытие поверхности втулок цилиндра за счет напыления частиц железа снижает трение и расход масла

4 Прямой впрыск топлива
Форсунки для впрыска топ-лива расположены по центру, а топливо нагнетается под давлением до 250 бар

5 Турбокомпрессор
Работа двух турбокомпрессоров позволяет поддерживать высокий крутящий момент при 1 700–5 000 оборотов в минуту

6 Охладитель воздуха
Сжатый воздух после турбонагнетателя охлаждается окружающим воздухом, увеличивая мощность двигателя

«Нет ли здесь подвоха?», спросит зритель, глядя на эти показатели. Томас Крикельберг, отвечающий за разработку приводов для 911, показывает диаграмму, которая все объясняет. На ней прослеживаются характеристики крутящего момента для нового поколения шестицилиндровых трехлитровых оппозитных двигателей, сейчас впервые устанавливаемых на 911 Carrera и Carrera S. Кривая напоминает Столовую гору в Кейптауне, параметры колеблются от 1 700 до 5 000 об/мин. Специалист сразу заметит: такое характерно исключительно для мотора с турбонаддувом. Атмосферным двигателям без турбокомпрессора для достижения необходимого крутящего момента и увеличения мощности требуется более высокая частота вращения. Создав 911 Turbo, компания Porsche хотя и ушла вперед в конструировании турбированных приводов, однако, до сих пор на Carrera ставились атмосферные двигатели, они отличаются улучшенной эластичностью и стабильно работают на высоких оборотах. «Мы сделали все возможное, чтобы ход Carrera с новыми турбодвигателями был такой же, как у модели с атмосферным», уверяет Крикельберг.

Решение задачи потребовало интенсивного труда разработчиков с целью минимизировать время с момента нажатия на педаль газа до достижения максимального крутящего момента. Это было достигнуто в результате целого ряда новых решений. Был, например, установлен не один большой, а два малых турбокомпрессора, по одному на ряд цилиндров. Инерция у них ниже, и рабочая частота вращения достигается быстрее. Кроме этого, проходящий через турбину поток регулируется быстро открывающимся электропневматическим клапаном. Система управления двигателем также имеет адаптивные свойства. «Предусмотрено распознавание спортивного режима», объясняет Крикельберг. «При особой динамике вождения электроника реагирует на это». В этом случае, либо если заранее выбран спортивный режим, к турбине непрерывно идет массовый поток отработанных газов, чтобы сохранять режим работы и «держать ее в постоянной готовности». Конструкторы также уделили большое внимание сохранению высокого крутящего момента при низкой частоте вращения. Благодаря усовершенствованной системе VarioCam Plus теперь в широком диапазоне легко регулируется момент открытия и закрытия выпускных клапанов, до этого можно было лишь регулировать фазы газораспределения, а также менять длину хода штока впускного клапана.

Турбокомпрессор

1 Размещение
Поскольку оба компрессора расположены рядом с головкой блока цилиндров, потеря энергии отработанных газов мала, а эластичность двигателя выше

2 Регулировочный клапан
Электропневматический регулятор служит для быстрого распределения потока отработанных газов

3 Турбинное колесо
Турбинное колесо приводится в действие отработанными газами, передавая кинети-ческую энергию рабочему колесу нагнетателя на том же валу

4 Колесо нагнетателя
Нагнетает всасываемый воздух с избыточным давлением в камеру сгорания

Для совокупной мощности турбодвигателя решающим является охлаждение подаваемого воздуха. При компрессии температура всасываемого воздуха растет, он — что некстати — расширяется, в результате меньше необходимого кислорода поступает в камеру сгорания. И мощность без дополнительного охлаждения за счет окружающего воздуха была бы меньше. Требовалось организовать подачу воздуха охлаждения к промежуточным охладителям без существенного расширения задней части кузова. Так что пришлось существенно переработать ее конструкцию, но внешне это практически осталось незаметным.

Охлаждение воздуха

1 Воздухозаборник
Окружающий воздух, необходимый для охлаждения, поступает в отверстие перед задним спойлером

2 Охлаждение
Два теплообменника справа и слева существенно снижают температуру нагнетаемого воздуха

3 Выход газов
Через два отверстия в заднем бампере воздух охлаждения покидает моторный отсек. Они устроены таким образом, что происходит падение давления

Как бы ни был важен турбонаддув, он лишь один из аспектов разработки нового поколения оппозитных двигателей. Оба трехлитровых мотора разработаны практически заново. Например, непосредственный впрыск топлива. Впервые форсунки располагаются по центру, т.е. форсунка находится строго между четырьмя впускными и выпускными клапанами. Под давлением до 250 бар топливо подается в цилиндр и образует туман из мелких капель. За счет этого топливо равномерно распределяется в камере сгорания, на стенках цилиндра — минимум отложений, топливо лучше сгорает, образуя меньше вредных выбросов. Мотор 911 Carrera изначально по уровню выбросов соответствует требованиям Euro 6.

От механической части новых двигателей требовалось: минимум веса и трения. Картер коленвала отвечает обоим требованиям. Прежний материал с повышенным содержанием кремния уступил место элементу, изготовленному по технологии низколегированного алюминиевого литья. Благодаря инновационной технологии нанесения защитных покрытий удалось отказаться от тяжелых втулок из серого чугуна. На шероховатые от механического воздействия поверхности наносятся частицы железа, получаемые под действием плазменного луча. Поверхность становится не только прочной и стойкой к воздействию топлива различного качества, но еще и существенно снижается трение. Вес блока цилиндров в сборе уменьшился на 1,5 кг. Применение картера из полимера и отказ от вторичного газового контура для очистки отработанных газов дают снижение веса еще на два килограмма, соответственно.

Аэродинамика и легкая конструкция

1 Удобообтекаемый
У нового 911 Carrera коэффициент аэродинамического сопротивления на достойном для данного класса уровне 0,29

2 Закрыто
При малой нагрузке на двигатель ламели перед радиатором закрыты, снижая сопротивление встречному потоку

3 Меньший вес
Новая технология производства уменьшает вес колесных дисков, что важно для экономичности и комфорта

Облегченная конструкция особенно эффективна там, где имеется неподрессоренная масса, т.е. на колесе. Новые 20-дюймовые диски привлекательны внешне, к тому же еще и легкие благодаря технологии на основе ротационных валиков, которая позволяет уменьшить толщину стенок изделия до уровня, который достигается лишь при ковке. В итоге экономятся нескольких сот грамм веса на каждом колесе. На задней оси колеса стали на полдюйма шире, чтобы с учетом увеличенных моментов вращения автомобиль уверенно держался бы на дороге. В базовой комплектации покрышки задних колес размера 295/35 — раньше были 285/35.

Машина выглядит еще атлетичнее, но не пострадала и маневренность, особенно если выбрать опцию управляемой задней оси. При парковке в результате поворота задних колес навстречу движению радиус сокращается почти на 50 см. При скорости более 80 км/ч задние колеса также легко управляемы и поворачиваются в том же направлении, что и передние. Это стабилизирует автомобиль на поворотах при высокой скорости или при резком перестроении. Таким образом, можно прийти к выводу, что на рынок выходит опять же лучшая модель 911…

Текст Йоханнес Винтерхаген