INOVATIVNI AUTOMOBILI (46)

Porsche 911 Turbo (2006.): prvi benzinski motor s turbopunjačem promjenjive geometrije

Nakon dokazivanja u dizelašima, dva turbopunjača VNT omogućila su da Porsche 911 Turbo, serije 997, snagu bokserskog 6-cilindraša, s 3600 ccm i direktnim ubrizgavanjem, poveća na 480 KS…

Porsche 911 Turbo šeste generacije naoštren je do krajnjih granica cestovnih bolida koji se mogu registrirati i legalno voziti. Snaga mu je nabijena na 480 KS pri 6000/min, a još uvjerljiviji je okretni moment od 680 Nm pri 1950 do 5000/min. To je dovoljno za špicu veću od 310 km/h i ubrzanje do stotke za samo 3,7 sekundi.

Snaga se na stražnje kotače, ili 4×4, prenosi ručnim 6-stupanjskim mjenjačem, ili automatskim Tiptronic S, s pet stupnjeva. Ubojite su performanse zasluga filigranskog brušenja svih bitnih sklopova motora, s podešavanjem faza usisnih i ispušnih ventila. No više od svega, eksploziji snage pridonijela su dva turbopunjača promjenjive geometrije.

Ta tehnologija turbopunjača, poznata po kraticama VNT (engl. Variable Nozzle Turbine) i VTG (njem. Variable Turbinengeometrie), od sredine 1990-ih masovno se koristi u dizelašima. Nabildani Elfer tu tehnologiju sada uvodi u benzinski program.

Osnovna ideja VNT koncepta je u mijenjanju smjera ulaznih plinova u rotor turbine, zakretanjem statorskih lopatica. Tako se kompenzira promjena obodne brzine rotora i u cijelom radnom području postiže najpovoljniji kut ustrujavanja plinova. To nije sve…

Promjenom geometrije statora sprječava se lokalno probijanja zvučnog zida na vrhu lopatica rotora. Naime, kad je relativna brzina na ulazu u rotor velika, tada ona na profilu lopatice može doseći brzinu zvuka, kada nastaje nepravilno vrtloženja i zagušenja tijeka na ulazu u rotor.

Sve to bitno poboljšava performanse u cjelokupnom radnom području, elastičnost kod niskih i srednjih okretaja (uklanjanje ‘turbo-rupe’) te eksplozivnost kod visokih. Potrebne korekcije geometrije (zakretanje lopatica statora) postižu se polužnim mehanizmom spojenim na membranski sklop, koji reagira na porast tlaka plinova na izlasku iz kompresora.

U statoru se stvara Venturijev efekt strujanja plinova, čime se postiže njihovo ubrzanje i dodatno povećanje učinkovitosti kompresora. Prednosti turbopunjača promjenljive geometrije najuočljivije su kod male brzine vrtnje motora. Pri 1500/min klasični turbopunjač postiže punu učinkovitost nakon tri sekunde, a VNT dvostruko prije.

Još je veća razlika u radnoj karakteristici, jer se izmjenom geometrije statora postiže gotovo linearni prirast tlaka punjenja, što povoljno utječe na radnu karakteristiku. Ugradnjom turbokompresora promjenljive geometrije, dizelski i benzinski motor s prednabijanjem postaje elastičniji i učinkovitiji, a u razmjeru s porastom snage potrošnja mu se smanjuje.

Sve je dobro poznato u turbodizelskom sektoru, a kod turbobenzinaca problem je u temperaturama ispušnih plinova, koji rastu do 1000°C (kod dizelaša nešto više od 800°C). Primjerice, najviša temperatura ispušnih plinova koji pokreću turbinu modela Volkswagen Passat 2.0 TDI iznosi 820°C, a gornji limit koji takav turbopunjač može podnijeti bez posljedica je 850°C. Najosjetljiviji je mehanizam za zakretanje statorskih lopatica.

To je i glavni razlog zbog kojeg je friziranje chip-tuningom štetno, jer se zbog malog povećanja snage (znatno manjeg od obećanog) temperatura ispušnih plinova raste i na 950°C. Zbog toga se znatno skraćuje trajnost, a nerijetko havarija nastaje već nakon nekoliko tisuća kilometara.

Budući da sportski benzinski motor ispuhuje plinove užarene i na više od 1000°C trebalo je konstruirati novu generaciju turbopunjača promjenjive geometrije. Najopterećeniji dijelovi izrađeni su od skupocjenih visokootpornih materijala (sinterirani tvrdi metali, keramika…) i obrađeni specijalnim postupcima.

U usporedbi s dizelašima turbopunjači su većih dimenzija i kapaciteta te se vrte do 160.000/min (kod dizelaša 220.000/min, kod malih i više). Zbog svega toga bilo je potrebno temeljito hlađenje motora (time se posredno smanjuju i temperature ispušnih plinova) te su dva velika hladnjaka rashladne tekućine smještena u prednjem dijelu karoserije.

Prvi Porsche 911 Turbo iz 1974. razvijao je 260 KS te postizao 250 km/h i do stotke ubrzavao za 5,8 sekundi. Bokserski 6-cilindraš hladio se zrakom. Snaga je potom rasla na 300, 320 i 408 KS, a kad je 2000. povećana na 420 KS, uvedeno je hlađenje tekućinom. Model šeste generacije, predstavljen 2006., dobio je izravno ubrizgavanje i dva turbopunjača VNT te je iz 3600 ccm ispaljivao 480 KS.

Inovativni automobili (1): Renault Fuego GTX (1982.) uveo daljinsko centralno otvaranje vrata 

Inovativni automobili (2): Ford Vedette (1948.) uveo MacPhersonovu opružnu nogu

Inovativni automobili (3): Renault 4 (1961.) uveo zatvoreni, stlačeni rashladni sustav motora

Inovativni automobili (4): Nash Ambassador (1938.), prvi automobil s uređajem za hlađenje kabine

Inovativni automobili (5): Packard 180 Touring Sedan (1939.): prvi automobil s klima uređajem

Inovativni automobili (6): Mercedes-Benz 260 D (1936.): prvi serijski automobil s dizelskim motorom

Inovativni automobili (7): Porsche 356 (1952.) uveo potpuno sinkronizirani mjenjač 

Inovativni automobili (8): Tucker 48 (1947.) uveo disk kočnice

Inovativni automobili (9): Peugeot 403 (1955.) uveo termostatski ventilator hladnjaka motora

Inovativni automobili (10): Plymouth Voyager (1983.): prvi obiteljski minivan – monovolumen

Inovativni automobili (11): Tracta (1928.): prvi automobil s prednjim pogonom

Inovativni automobili (12): Renault 16 (1965.): prva kombilimuzina s petorim vratima

Inovativni automobili (13): Oldsmobile Custom 8 Cruiser (1939.): prvi automobil s automatskim mjenjačem

Inovativni automobili (14): Duesenberg Model A (1921.): prvi automobil s hidrauličkim kočnicama

Inovativni automobili (15): Panhard 4 (1904.): prvi automobil s volanom!

Inovativni automobili (16): Lohner-Porsche (1900.): prvi automobil s pogonom 4×4, električnim!

Inovativni automobili (17): Tatra T77 (1934.), prvi serijski aerodinamični automobil

Inovativni automobili (18): Plymouth Valiant (1960.): prvi automobil s alternatorom

Inovativni automobili (19): Volvo PV544 (1959.): prvi automobil sa sigurnosnim pojasom u tri točke

Inovativni automobili (20): DKW F1 (1931.): prvi automobil s motorom ugrađenim poprečno

Inovativni automobili (21): Lancia Lambda (1922.): prvi automobil sa samonosećom karoserijom

Inovativni automobili (22): Mercedes-Benz 300 SD (1978.): prvi automobil s turbodizelskim motorom

Inovativni automobili (23): NSU Wankel Spider (1963.): prvi automobil s wankel motorom

Inovativni automobili (24): DAF 600 (1958.): prvi automobil s kontinuiranim automatskim mjenjačem – CVT

Inovativni automobili (25): Jensen FF (1966.), prvi je ugradio mehanički ABS, jedan od pionira pogona 4×4

Inovativni automobili (26): Mercedes-Benz 450 SE (1978.): prvi automobil s elektroničkim ABS sustavom

Inovativni automobili (27): Citroën Traction Avant (1934.), prvi hatchback, prvi s radijalnim gumama, jedan od prvih s prednjim pogonom…

Inovativni automobili (28): Mercedes-Benz 300 SL Coupe (1954.): prvi automobil s direktnim ubrizgavanjem benzina

Inovativni automobili (29): Spyker 60 HP (1903.): uveo mehanički pogon 4×4, 6-cilindarski motor i kočenje preko 4 kotača

Inovativni automobili (30): Mercedes 6/25/40 PS (1921.): prvi automobil s mehaničkim kompresorom

Inovativni automobili (31): Lancia Ardea (1948.): prvi automobil s 5-stupanjskim mjenjačem

Inovativni automobili (32): Lamborghini Miura (1966.): prvi suvremeni supersportski automobil

Inovativni automobili (33): Citroën DS (1955.): pionir hidropneumatskog ovjesa, jedan od najrevolucionarnijih i najljepših automobila ikada

Inovativni automobili (34): Chrysler Imperial (1951.): prvi automobil sa servouređajem upravljača

Inovativni automobili (35): Oldsmobile Toronado (1973.): prvi automobil sa serijskim zračnim jastukom

Inovativni automobili (36): Fiat Croma Turbo D i.d. (1988.): prvi automobil pokretan turbodizelskim motorom s direktnim ubrizgavanjem

Inovativni automobili (37): Alfa Romeo 156 (1997.) uveo Common rail, direktno dizelsko ubrizgavanje preko zajedničkog voda 

Inovativni automobili (38): Oldsmobile Jetfire (1962.): prvi automobil s turbopunjačem

Inovativni automobili (39): Renault Voiturette (1898.): prvi automobil s kardanskim vratilom

Inovativni automobili (40): Maserati Biturbo (1981.): prvi automobil s dva turbopunjača

Inovativni automobili (41): Glas S 1004 Coupe (1962.): uveo zupčasti remen za pokretanje bregastog vratila motora

Inovativni automobili (42): Alfa Romeo Spider (1990.): uveo podešavanje faze ventila (VVT)

Inovativni automobili (43): Volkswagen Passat Formel E (1981.): prvi automobil sa sustavom Start-Stop

Inovativni automobili (44): Dodge 30-35 Touring (1914.): prvi automobil s potpuno metalnom karoserijom

Inovativni automobili (45): Fiat Croma Turbo D i.d. (1988.): prvi automobil pokretan turbodizelskim motorom s direktnim ubrizgavanjem

Share on facebook
Share on twitter
Share on pinterest
Share on linkedin