1974 kam diese Technik im 911 Turbo zu ihrem weltweiten Ersteinsatz in einem Seriensportwagen. Nun hat Porsche die variablen Turbinengeometrie im neuen Porsche 911 Turbo erstmals eingesetzt, speziell entwickelt für die Anwendung in einem Hochleistungs-Ottomotor. Das aus den Vorgängermotoren bewährte Grundmotorkonzept mit Trockensumpfschmierung konnte im Wesentlichen übernommen werden, wurde aber im Detail den gestiegenen Belastungen angepasst. Folgende Komponenten des Grundmotors werden im Beitrag erläutert: 1. Kurbelgehäuse, 2. Zylindergehäuse und Laufbuchsen, 3. Kurbeltrieb, 4. Zylinderkopf und Ventiltrieb, 5. Steuertrieb. Das Ansaug- und Drucksystem des Motors wurde komplett neu ausgeführt. Der Abgaskrümmer wurde mit geringen Modifikationen vom Vorgängermodell übernommen. Die Kühlanlage des Vorgängermodells konnte mit Detailoptimierungen weitestgehend für das Nachfolgemodell übernommen werden. Der konstruktive Kern der Variablen Turbinengeometrie (VTG) sind verstellbare Leitschaufeln, die den Abgasmassenstrom des Motors variabel und gezielt auf die Turbine des Abgasturboladers leiten. Ein Abgasturbolader mit Variabler Turbinengeometrie verbindet die jeweiligen Vorteile von einem kleinen und einem großen Abgasturbolader. Erreicht wird die Kombination der jeweiligen Vorteile durch den Einsatz variabler Leitschaufeln vor dem Turbinenrad des Abgasturboladers. Diese Schaufeln simulieren im geschlossenen Zustand (kleiner Schaufelkanal) einen kleinen und im geöffneten Zustand (großer Schaufelkanal) eine große Turbine. Zur Realisierung wirkungsgradoptimaler Spiele und Toleranzen und einer anforderungsgerechten Werkstoffauswahl wurden aufwändige Strömungs- und Strukturberechnungen durchgeführt. Zum Einsatz kommen unter anderem hochtemperaturfeste Legierungen aus der Luft- und Raumfahrttechnik. Ebenso wurden spezielle Thermoschock-Programme entwickelt, um die Funktion des Turboladers unter Extrembedingungen abprüfen zu können. Der Einsatz des Turboladers mit Variabler Turbinengeometrie am Ottomotor erfordert softwaretechnisch eine grundsätzlich andere Ausführung der Ladedruckregelung als beim bisher bekannten Turbolader mit Bypassklappe. Um das Potenzial voll auszuschöpfen, erfolgt die Ansteuerung auf der Hardwareseite über einen elektrischen Stellmotor. Hard- und Software werden im Beitrag beschrieben.
Turbocharging has a long lasting tradition at Porsche. Already in 1974, this technique was first implemented in a series sports car with the 911 Turbo. Now Porsche is about to celebrate a new world premiere: the first-time implementation of the Variable Turbine Geometry concept in the new Porsche 911 Turbo - a system specifically developed for application in high-performance SI engines. To adapt the Variable Turbine Geometry to the SI engine concept, innovative materials were needed which had to be carried over from aerospace engineering. In addition, completely new functions had to be developed for the boost pressure control system to make it cope with the higher demands on agility and response. The new 3.6-litre engine convinces by outstanding torque and performance data: A torque level of 620 Nm, available between engine speeds of as low as 1950 rpm and up to 5000 rpm, as well as a power output of 353 kW at 6000 rpm. A further novel feature is the overboost function, which allows torque to be increased by additional 60 Nm to a maximum value of 680 Nm at engine speeds of 2100 to 4000 rpm in sports mode. Such values as the specific power output of 98 kW/l and specific torques of 189 Nm/l in overboost mode are top figures which meet the highest demands in the sports car segment and are unrivalled by competitors. The basic engine was carried over from the predecessor model but had to be modified in many aspects to take account of the higher load levels. The gas exchange was further improved and the engine weight reduced. By revising the switch strategy of the Variocam Plus system, fuel consumption of the car with Tiptronic gearbox according to the NEDCcycle could be reduced by 0.3 l per 100 km. The new 911 Turbo meets the current EU IV and LEV2/LEV emission standards.
Der neue Sechszylinder-Biturbo-Motor mit Variabler Turbinengeometrie für den Porsche 911 Turbo
The new six-cylinder bi-turbo engine with variable turbine geometry for the Porsche 911 Turbo
2005
25 Seiten, 18 Bilder, 1 Tabelle, 3 Quellen
Conference paper
German
Der neue Sechszylinder Biturbo Motor mit Variabler Turbinengeometrie fuer den Porsche 911 Turbo
Automotive engineering | 2006
|Die Mechanik des neuen Porsche 6-Zylinder Biturbo-Motors mit Variabler Turbinengeometrie
Tema Archive | 2006
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