Как Porsche използва технология от дизела в най-бързото 911 Turbo

Интересно е да се види как Porsche 911 Turbo се е променил през годините. Всяко поколение на този автомобил поставяше нови стандарти, но моделът от 2006 година бележи един от най-големите и важни технологични скокове, които двигателят на 911 Turbo някога е преживял. С него Porsche промени завинаги турбокомпресорите, създаде технологична база, от която да черпят бъдещите модели, и създаде най-бързия 911 Turbo, който някога е карал по пътищата.
 
 
  
 

Според Porsche, всеки модел 911 поставя нови стандарти в технологията на задвижването, доказани в света на състезанията. През 1974 година 911 Turbo дебютира като първият модел с принудително всмукване в гамата за пътни автомобили, като двигателят му е взет от моторните спортове. Две години по-късно е добавен интеркулер, за да се бори с топлината, генерирана от компресията на всмукания въздух в двигателя, което повишава мощността. Сега са възможни по-ниски температури в горивната камера, което позволява на инженерите да увеличат усилването.

„Просто казано, увеличихме налягането на турбокомпресора и постигнахме по-голям потенциал на мощността. В началото на 70-те години турбокомпресорът беше най-обещаващият път към бъдещето в моторспорта“, казва Норберт Сингер, бивш състезателен инженер.

В онези дни турбо дупката беше огромна, като ранните варианти на 911 Turbo изискваха 3500 об/мин, преди да започне да се развива пълната мощност. Тази турбо дупка беше врагът, а инженерите се заеха да търсят креативни начини да се борят с него.

Едно от първите такива нововъведения e biturbo конфигурацията, използвана за първи път от Porsche в модела 911 Turbo от 1995 г. Сега вместо един по-голям турбокомпресор се използваха два по-малки. По-малките турбокомпресори реагират по-бързо от по-големите, а използването на два като екип направи двигателя на 911 Turbo много по-отзивчив. За да се възползва от тази подобрена отзивчивост в ниските обороти, това беше и първото поколение 911 Turbo, оборудвано със стандартно усъвършенствано задвижване на четирите колела.

Това беше последното поколение 911 с въздушно охлаждане, което се възползваше от най-новите постижения в областта на управлението на двигателя и сензорите, както и от модерната система за дообработка на изходните газове. Според Porsche, това поколение на емблематичния модел се счита за автомобилът с най-ниски емисии за онова време. 

Широка гама от 911 и много иновации за 997

Поколението 997 се появи през 2005 и предлагаше на клиентите най-широката гама от нива на производителност за 911. Това поколение показа как Porsche може да се впусне с пълна сила в иновациите, с по-интелигентна нова система за задвижване на четирите колела и възможности за управление на сцеплението. Налична беше нововъведената система Porsche Active Suspension Management (PASM), както и спортна изпускателна система с контролируеми клапи и LED осветление. Също така това беше първото поколение, което предлагаше PDK трансмисия с двойни съединители.

2006 911 беше първата бензинова кола в серийно производство с променлива геометрия 

От началото на 90-те години на миналия век технологията, наречена Variable Turbine Geometry (VTG) или променлива геометрия, се наложи в света на турбодизеловите двигатели. С нейна помощ инженерите можеха да контролират и оформят потока на отработените газове при влизането им в турбокомпресора. Това се постигаше чрез регулиране на ъгъла на пръстеновидна конструкция от малки, фиксирани „лопатки“, които образуваха окръжност около бързо въртящата се перка на турбокомпресора. Лопатките са прецизно синхронизирани, за да се отварят и затварят, контролирайки и оформяйки обема на отработените газове, които достигат до турбината.

Тази способност да променя аеродинамиката на изпускателната система по желание в рамките на турбокомпресора отключи специални възможности. Кои са основните от тях? Променливата геометрия можеше да контролира потока на изпускателните газове, за да генерират по-високи скорости на турбокомпресора от по-малко газове. От мястото на водача? Турбодизеловият двигател можеше да реагира много по-бързо в по-широк диапазон от условия, като същевременно намаляваше турбо дупката. Това беше значително подобрение на пъргавостта при ниски обороти и Porsche искаше да се включи.

От решаващо значение е, че физическият механизъм зад тази VTG система, изискваше сътрудничеството на множество малки, прецизни движещи се части, разположени в най-горещата част на двигателя. В дизеловия двигател по-ниските температури на отработените газове улесняваха работата на VTG механизма. По това време технологията все още не беше приложена в производството на бензинови двигатели поради значително по-високите температури на отработените газове. А двигателят на 911 Turbo не беше обикновен бензинов двигател.

При разработването на 911 Turbo от 2005 г. инженерите от Porsche и BorgWarner си сътрудничат, за да се справят с предизвикателствата, свързани с топлината, при адаптирането на доказания VTG дизайн към бензинов двигател с екстремни характеристики. Първоначално използването на VTG турбокомпресорите им е било ограничено до дизелови двигатели, чиито температури на отработените газове достигат максимум около 860 градуса по Целзий. За 911 Turbo турбокомпресорите VTG трябваше да издържат на температури на газовете до 950 градуса.

Ръководителят на проекта в Porsche, Томас Крикелберг казва: „911 Turbo от поколение 997 беше важен момент в историята на Porsche с турбо. Когато бе пуснат на пазара през 2006 г., той беше първият серийно произвеждан автомобил с бензинов двигател, оборудван с VTG. С тази технология „турбо дупката” остана в миналото.”

До момента, в който работата по новата турбо система беше завършена, напредъкът в техническото ноу-хау и материалознанието доведе до създаването на двойка VTG турбокомпресори, способни да издържат на огромната топлина на отработените газове на 911 Turbo. Частите трябваше да издържат на безбройните топлинни цикли, на които биха били подложени в ръцете на пилот, който често участва в моторни спортове.

Какъв беше резултатът 

Впечатляващите технически характеристики и бързото развитие на производителността на 911 Turbo говорят сами за себе си. С помощта на VTG турбокомпресорите, моделът от 2006 г. вече лесно преминаваше границата от 4 секунди по отношение на ускорението от 0 до 100. Бъдещите актуализации и подобрения щяха да повишат нивата на мощност още повече. Това важеше особено за най-мощната версия - Turbo S.
 
От стартирането си преди 20 години, доставчикът BorgWarner продължава да развива работата си по високопроизводителния бензинов VTG турбокомпресор, използвайки нови материали, дизайни и сглобки. Самият VTG механизъм е претърпял няколко поколения ревизии до момента. Porsche вече внедри VTG турбокомпресори и в други модели от гамата си, включително най-новите 718 Boxster и 718 Cayman. Тази технология също така допринесе за рекордното време на обиколка на 911 GT2 RS – с малко допълнителна помощ от малък резервоар с дестилирана вода.