2 lat temu
Porsche zawsze było zagadką. Jest odnoszącym największe sukcesy konstruktorem samochodów sportowych w historii, wyprodukował ponad milion egzemplarzy 911 i wygrał więcej wyścigów, niż można zliczyć. Jednak niemiecka firma uparcie obstawała przy pozornie prymitywnych konstrukcjach długo po tym, jak wydawało się, iż to mądry pomysł.
Przykład: silnik chłodzony powietrzem, który znawcy nazywają Luftegekühlt, co po niemiecku oznacza chłodzony powietrzem (wymowa). Porsche przyjęło żądanie dyktatora na samochód, który działał zimą, iz pomysłowością i czystym uporem przekształciło chłodzone powietrzem silniki w bryły o wysokich osiągach, które zyskały swoich zaciekłych zwolenników. (Czy to kult Luftgekühlt?)
Przyjrzyjmy się historii chłodzonych powietrzem silników Porsche, dlaczego firma je utrzymała, a następnie wycofała je w latach 90.
Zaczęło się od Volkswagena
Silniki spalinowe wytwarzają moc ze spalania paliwa, co wytwarza ciśnienie w celu wytworzenia energii kinetycznej. Produktem ubocznym jest ciepło – dużo tego – które, jeżeli nie zostanie usunięte, może spowodować awarię silnika.
Pierwszy samochód napędzany gazem zbudowany przez Carla Benza w 1886 roku wykorzystywał chłodzenie wodne do odprowadzania ciepła z jednocylindrowego silnika. Pojawienie się grzejników zajęło jeszcze kilka lat, kiedy w 1897 roku Wilhelm Maybach opracował grzejnik rurowy, w którym woda przepływała przez wężową rurę w celu jej schłodzenia. Przytłaczająca większość samochodów z tamtych czasów opierała się na chłodzeniu wodą przez chłodnice. Nie bez powodu: woda odprowadza ciepło z metalu 175 razy wydajniej niż powietrze.
Wchodzą Ferdinand Porsche i Adolf Hitler. Wraz ze swoim systemem autostrad Hitler marzył o praktycznym i niedrogim samochodzie i poprosił Ferdinanda Porsche o zaprojektowanie „samochodu dla ludu” w 1934 r., Znanego początkowo jako „Projekt 60”. Wraz ze swoim synem Ferrym Porsche opracował podstawowe koncepcje, które obejmowały chłodzony powietrzem 4-cylindrowy silnik typu bokser zamontowany z tyłu.
Były dwa główne powody zastosowania silnika chłodzonego powietrzem: łatwość konserwacji i zimowa pogoda. W tamtych czasach nie każdy miał dostęp do garażu, więc ten projekt oznaczał mniej części dla łatwiejszej konserwacji i naprawy. Mówiąc bardziej wprost, chodzi o to, iż woda zamarza, a w tamtych czasach w samochodach nie stosowano jeszcze środków przeciw zamarzaniu. Wyeliminowanie wody z równania oznaczało, iż Volkswagen mógł bezproblemowo działać przez surowe niemieckie zimy. (Również powód, dla którego silnik został zamontowany z tyłu dla lepszej przyczepności.)
Choć pozornie uproszczony i anachroniczny, był funkcjonalny i doskonale pasował do specyfikacji projektowych. Volkswagen Beetle rozpoczął produkcję przed wojną, a zaraz po niej wznowiono ją w ramach odbudowy.
Porsche projektowali samochody tylko dla innych, ale teraz byli gotowi do wprowadzenia własnego samochodu: 356 Roadster, który wszedł do produkcji w 1948 roku (na zdjęciu powyżej). Silnik był lekko dostrojonym silnikiem Volkswagena, umieszczonym w lekkim nadwoziu ze zwinnym zawieszeniem.
Porsche gwałtownie się rozwijało i zyskało reputację na europejskich torach, między innymi wygrywając klasy w Le Mans w 1951 r. i Carrera Panamerica w 1952 r. Silniki 356 stawały się coraz mocniejsze dzięki większej pojemności skokowej, ulepszeniom głowic cylindrów, wałków rozrządu, wałów korbowych, wlotów i wydechów kolektory i podwójne gaźniki.
1968 Silnik Porsche 911R (Porsche)
Nadchodzi 911
We wczesnych latach sześćdziesiątych nadszedł czas na modernizację. Porsche 911 zostało po raz pierwszy zaprezentowane w 1963 roku i weszło do produkcji w 1964 roku. Silnik 911, zaprojektowany głównie przez Hansa Mezgera, miał dodatkowe dwa cylindry, które zwiększyły pojemność skokową do 2,0 l, ale konstrukcja była dość podobna do jego poprzednika. Głównym ulepszeniem było dodanie wentylatora do napędzania przepływu powietrza nad silnikiem w celu uzyskania lepszej wydajności. Aby lepiej kontrolować ciepło, w 911 dodano chłodzenie olejem i zastosowano aluminium w głównych komponentach, które znacznie skuteczniej przewodzi ciepło.
Porsche nieustannie rozwijało 911, dodając wtrysk paliwa w latach 70. i stale zwiększając pojemność skokową. Największa poprawa nastąpiła w 1975 roku wraz z dodaniem pojedynczej turbosprężarki, która rozwinęła moc 260 KM przy pojemności skokowej 3,0 l. W 1978 roku Porsche jako pierwsze zastosowało chłodnicę międzystopniową w samochodzie produkcyjnym, aby jeszcze bardziej poprawić wydajność turbosprężarki.
Ostateczną ewolucją chłodzonego powietrzem silnika Porsche był 2,8-litrowy płaski 6 w rewolucyjnych supersamochodach 959. Śliska 959 dorównywała najlepszym na świecie, gdy została wprowadzona na rynek w 1986 roku, dzięki dwóm turbosprężarkom i podwójnym krzywkom umieszczonym w głowicach chłodzonych cieczą. Rezultatem była potężna moc 444 KM napędzająca wszystkie cztery koła.
W latach 90. konstrukcja chłodzona powietrzem osiągała swoje techniczne granice. W posunięciu uważanym przez wielu zwolenników Porsche za herezję, Stuttgart zamknął erę chłodzonych powietrzem w 1997 roku po 50 latach i rozpoczął erę chłodzonych wodą modelem 996.
Plusy i minusy chłodzenia powietrzem Porsche
Trzeba podziwiać sukces Porsche w inżynieryjnych obejściach dotyczących chłodzenia powietrzem i konstrukcji tylnego silnika. Ciągła ewolucja Stuttgartu dokonała pozornie niemożliwego przezwyciężenia nieodłącznych problemów i przekształcenia ich w światowej klasy maszyny, zarówno na szosie, jak i na torze.
Samochody chłodzone powietrzem są przez cały czas uważane przez wielu miłośników za najlepsze produkowane. Z drugiej strony możliwe, iż byli po prostu zbyt uparci i utknęli na swoich drogach. O ile dalej mogliby zajść, gdyby wcześniej zastosowali wydajniejsze chłodzenie i układ silnika pośrodku? Poniżej znajduje się kilka powodów przemawiających za i przeciw skromnemu silnikowi chłodzonemu powietrzem.
Plusy
Niższa masa i środek ciężkości. Silniki chłodzone powietrzem mają kompaktową konstrukcję, dzięki czemu mogą być umieszczone niżej w samochodzie, co jest dużą zaletą w sytuacjach podczas jazdy wyczynowej. Konfiguracja boksera zastosowana przez Porsche miała również najważniejsze znaczenie dla umieszczenia środka ciężkości jak najniżej.
Łatwiejsza konserwacja. Chłodzenie odbywa się dzięki żeber i wentylatorów, a nie chłodnic, pomp, węży i płynu chłodzącego. Oznacza to mniej części i mniej rzeczy, które mogą się nie udać. (Zapytaj dowolnego brytyjskiego właściciela samochodu, jaki procent awarii jest spowodowany przez układy chłodzenia!) Ze względu na szerszy zakres temperatur części są zbudowane solidniej iz większymi tolerancjami.
911 Cylinder tłokowy i żebrowany
Modułowa konstrukcja. Chłodzone powietrzem 6-cylindrowe silniki Porsche wykorzystują 16 różnych odlewów, podczas gdy w większości silników częściej stosuje się dwa odlewy (blok i głowicę). jeżeli tłok ulegnie awarii, można wymienić ten cylinder bez rozbierania całego bloku, co stanowi znaczną różnicę w kosztach i czasie niż w przypadku większości samochodów.
Niezawodność. Tak długo, jak nadąża się za konserwacją, te silniki są trwałe. Tak bardzo, iż przez dziesięciolecia były standardem w wyścigach długodystansowych.
Dolny opór. Grzejniki są wydajne jako wymienniki ciepła, ale są zdecydowanie nieefektywne aerodynamicznie, więc samochody chłodzone powietrzem nie potrzebują dużych przednich grilli ani kanałów, aby przeciągnąć powietrze przez ciągnącą się chłodnicę.
Świetny dźwięk. Chłodzone powietrzem silniki Porsche, zwłaszcza płaskie szóstki, mają charakterystyczny, poruszający serce dźwięk. (Chcesz dowodu?) W silnikach chłodzonych wodą kurtka wypełniona cieczą pochłania dźwięki, ale zdecydowanie nie jest tak w przypadku silnika chłodzonego powietrzem, który emituje więcej decybeli – w dobry sposób podczas jazdy, ale może nie tak dobrze dla sąsiedzi.
Minusy
Mniej wydajne. W silnikach chłodzonych powietrzem zakres temperatur jest znacznie szerszy, co oznacza, iż mieszanka paliwowa spala się inaczej. Podczas uruchamiania silniki chłodzone powietrzem dłużej pozostają zimne. Niższa temperatura wpływa na odparowywanie mieszanki paliwowej, co może skutkować nieefektywnym spalaniem paliwa. Jest to większy problem we wcześniejszych modelach, ponieważ wprowadzenie wtrysku paliwa i czujników elektronicznych Bosch zmniejszyło ten problem.
Wyższe emisje. Od lat 70. XX wieku, kiedy zanieczyszczenie powietrza stało się problemem, mniej wydajne spalanie skutkowało większym zanieczyszczeniem. Porsche musiało nieustannie walczyć o to, aby samochody były zgodne z normami i dodawać urządzenia minimalizujące emisje z rury wydechowej.
Upadek chłodzonych powietrzem
Upadek silnika chłodzonego powietrzem nie był spowodowany żadną wrodzoną wadą, co Porsche wielokrotnie udowadniało. Po prostu nie był w stanie nadążyć za wzrostem wydajności konkurencji. W latach 80. konkurencja w dziedzinie samochodów sportowych i supersamochodów zaostrzała się, a moc zbliżała się do 500 KM i więcej.
Tam, gdzie inni uzyskiwali osiągi, zwiększając wentylację dzięki czterech zaworów na cylinder, co umożliwiło lepszy przepływ powietrza i wyższe obroty, chłodzenie powietrzem nie było w stanie nadążyć, ponieważ ten poziom mocy generował niewiarygodne ilości ciepła, które musiało zostać rozproszone. W przypadku egzotycznych materiałów i technologii możliwe było zwiększenie mocy w silnikach chłodzonych powietrzem, ale nie byłoby to opłacalne komercyjnie. Kultowe Porsche 917 z początku lat 70. osiągało już 500 KM dzięki płaskiemu silnikowi V-12 chłodzonemu powietrzem, ale wymagało to materiałoznawstwa na poziomie NASA i złożonego silnika.
W końcu Porsche zdało sobie sprawę, iż trzymanie się starej szkoły chłodzenia powietrzem zaszkodzi im na rynku. Podjęli więc trudne wyzwanie, aby przejść na silniki chłodzone wodą. Może nie mają uroku ani tradycji, ale silniki 996 i nie tylko wyniosły osiągi Porsche na nowy poziom.
Niemniej jednak silniki Luftgekühlt zasługują na miejsce w każdej Engine Hall of Fame. W przeciwieństwie do wszystkich konwencjonalnych opinii, Porsche było w stanie wykorzystać skromny silnik chłodzony powietrzem i przekształcić go w światowego lidera. Dla wielu nie ma substytutu dla chłodzonego powietrzem.
Bibliografia
24 grudnia 1897: Debiut chłodnicy rurowej Wilhelma Maybacha, Mercedes-Benz Group Media, 23 listopada 2007 r. Ferdinand Porsche, Biography.com, 18 sierpnia 2015 r. Garbutt, Jason, wszystkie te 10 samochodów mają silniki chłodzone powietrzem, Gorące samochody, 5 sierpnia , 2020Jak działa silnik chłodzony powietrzem Porsche?, McNally Institute, 10 lutego 2022 r. Wynalazek chłodnicy samochodowej, Ruian Sherrock Auto Parts, 2 marca 2021 r.Laban, Brian, The Complete Porsche, Lowe & B. Hould Publishers, 2004Neiger, Christopher, How działa chłodzony powietrzem silnik, jak działa, 10 lutego 2021 r. , Don, Jak genialny sześciocylindrowy silnik chłodzony powietrzem Porsche rozwijał się przez trzy dekady, Hagerty Media, 3 października 2019 r. Stoklosa, Alexander, Flat Sixy: The Evolution of the Porsche 911 in the US, Samochód i kierowca, 13 grudnia 2013 r. Historia silnika chłodzonego powietrzem Porsche, Dick Lovett Porsche (Wielka Brytania), 26 marca 2020 r. Trop, Jaclyn, Jak powstało ostatnie Porsche 911 chłodzone powietrzem, Fortune, 1 października 2018 r. Powstaje Volkswagen, History.com, 16 listopada 2021 r. Ward, Ted, How Air-Cooled Engines Work: An Idiot’s guide to Luftgekühlt, 14 kwietnia 2020 Co sprawia, iż Twoje Porsche chłodzone powietrzem jest cenne?, Europejskie osiągi Dlaczego Porsche przeszło z modeli 911 chłodzonych powietrzem na chłodzone wodą?, Quora
