Porsche 918 Spyder: Ko se združita evolucija in emocionalnost

Erprobung der Technik des 918 Spyder in einem so genannten Rolling Chassis

Gre za plug-in hibridno vozilo, ki s kombinacijo visokozmogljivega bencinskega motorja in najsodobnejših električ-nih pogonov dosega vozne zmogljivosti, ki so več kot izjemne: s pomočjo najboljših rešitev obeh tehnologij razvije 918 Spyder dinamično dirkalno moč 770 KM (566 kW), pri čemer pa je njegova poraba (okrog tri litre na 100 km) celo nižja kot pri večini današnjih mini avtomobilov. Poleg tega Porsche pri tem tehnološko dovršenem vozilu utira nove poti s spektakularnimi rešitvami, kot so karoserija iz plastike, ojačane z ogljikovimi vlakni (CFRP), popolnoma variabilna aerodinamika, prilagodljivo krmiljenje zadnje preme in izpušni sistem z navzgor speljanimi izpušnimi cevmi (Top Pipes). 918 Spyder torej nazorno kaže, kaj vse naj bi v prihodnje realizirali s pristopom Porsche Intelligent Performance.

918 Spyder je zasnovan kot superšportni avto in je legitimni naslednik Carrere GT. Prvi cilj je bil torej na dlani: preseči vozne zmogljivosti Carrere GT. Po aktualnih podatkih sodeč bo 918 Spyder bistveno hitrejši – pri pospeških in tudi na krožni dirkalni stezi: manj kot tri sekunde za pospešek od nič do 100 km/h (Carrera GT: 3,9 sekunde) in manj kot 7:22 minute, da prevozi Severno zanko na Nürburgringu (Carrera GT: 7:32 minute). Ta izjem-nost 918 Spyderja je v prvi vrsti rezultat kombinacije odlične zmogljivosti in edinstvene, do danes še nikoli realizirane učinkovitosti v segmentu superšportnih avtomobilov. Poraba okrog treh litrov na 100 km in akcijski radij več kot 25 km z električnim pogonom – s tem se zaenkrat ne more pohvaliti še noben drug avto iz tega segmenta.

Od komfortne do dirkalne karakteristike: pet načinov za tri motorje

Bistvo zasnove 918 Spyderja je razdelitev pogona na tri motorje; njihovo usklajeno delovanje uravnava inteligentni sistem, ki omogoča predhodni izbor enega od petih možnih načinov delovanja. Takšna strategija delovanja je temeljna značilnost 918 Spyderja: optimalno upošteva različnost zahtev – čimbolj varčen profil vožnje na eni
strani in maksimalno zmogljivost na drugi strani. Porschejevi razvojni inženirji so – da bi čim bolje izkoristili ta velik razkorak med različnimi nameni uporabe – določili skupno pet načinov delovanja, ki jih je po zgledu dirkalnikov možno aktivirati z “map”-stikalom na volanu (“map” v tem primeru pomeni krmilno polje).

Tiho in elegantno: “E-Power”

Če je baterija dovolj napolnjena, je ob zagonu vozila kot standardni nastavljen način
“E-Power”. 918 Spyder lahko v idealnih pogojih z izključno električnim pogonom prevozi več kot 25 kilometrov. Pri tem načinu delovanja se bencinski motor uporablja samo po potrebi: z aktiviranjem funkcije kickdown lahko takoj dosežete maksimalno pogonsko moč. Če se baterija izprazni do vnaprej določene minimalne vrednosti, sistem samodejno preklopi na hibridni način delovanja.

Varčno in udobno: “Hybrid”

V načinu “Hybrid” delujejo elektromotorja in bencinski motor kombinirano, pri čemer sta v ospredju čim večja učinkovitost in čim manjša poraba goriva. Od trenutne vozne situacije in od želene vozne zmogljivosti je odvisno, koliko moči prispeva vsaka od pogonskih komponent. Način “Hybrid” se običajno uporablja za zmeren, varčen način vožnje, na primer za vožnjo po mestu.

Športno in dinamično: “Sport-Hybrid”

Z večjim poudarkom na dinamiki delujejo motorji 918 Spyderja v načinu “Sport-Hybrid”. Bencinski motor tukaj deluje neprekinjeno in je odgovoren za glavni pogon. Elektromotorja mu dodatno pomagata z električno funkcijo boost (kratkotrajno povečanje moči), kadar voznik zahteva večjo moč ali kadar bi delovno točko bencinskega motorja radi optimirali tako, da bi bilo delovanje čimbolj učinkovito. Pri tem načinu sta v prvem planu zmogljivost in športna vožnja.

Za hitre kroge: “Race-Hybrid”

“Race-Hybrid” je način, ki zagotavlja največjo možno zmogljivost in izrazito športno vožnjo. Bencinski motor deluje predvsem pri visoki obremenitvi in polni baterijo, kadar voznik ne zahteva maksimalne moči. Elektromotorja po potrebi dodatno pomagata s funk¬cijo boost, kadar voznik zahteva še večjo moč. Elektromotorja se uporabljata vse do meje maksi¬malne moči, da bi bila s tem zagotovljena največja možna zmogljivost za vožnjo po dirkalni stezi. Napolnjenost baterije se pri tem načinu delovanja ne vzdržuje na konstantni ravni, temveč niha znotraj celotnega območja napolnjenosti. Za razliko od načina “Sport-Hybrid” elektromotorja tu kratek čas delujeta na meji svoje maksimalne moči, kar zagotavlja večjo moč ob koriščenju funkcije boost. Ta povečana poraba moči se kompenzira tako, da bencinski motor intenzivneje polni baterijo.

Za dirkalne izzive: “Hot Lap”

S pritiskom na tipko “Hot Lap” na sredini “map”-stikala se sprostijo še zadnje rezerve
918 Spyderja; aktiviranje je možno samo v načinu “Race-Hybrid”. Podobno kot v kvalifi-kacijskem načinu potem trakcijska baterija za nekaj hitrih krogov deluje na meji svoje maksimalne moči. Pri tem se izkorišča vsa razpoložljiva energija baterije.

Glavni pogon: osemvaljnik iz dirkalnika

Glavni vir pogona je 4,6-litrski osemvaljni motor z močjo preko 570 KM (419 kW), ki so ga izpeljali neposredno iz pogonskega agregata uspešnega RS Spyderja, zato dopušča do 9000 vrt./min. Enako kot dirkalni motor za RS Spyder tudi agregat za 918 Spyder vključuje mazanje s suhim karterjem z ločenim rezervoarjem za olje in odsesavanjem olja. Vse štiri sesal¬ne črpalke so zaradi optimiranja mase izdelane iz plastike. Sicer pa je občutno zmanjšanje mase rezultat lahke gradnje, ki se odraža v rešitvah, kot so na primer ojnice iz titana, tanka nizkotlačna litina za ročično ohišje in glavi motorja, trdnejša lahka ročična gred iz visokotrdnostnega jekla ter izpušni sistem, izdelan iz izjemno tanke jeklene litine. Rezultat izboljšav na področju mase in zmogljivosti je za atmosferski motor več kot odlično razmerje med močjo in prostornino, ki znaša okrog 125 KM (92 kW)/l in je torej bistveno boljše kot pri Carreri GT (106 KM (78 kW)/l).

Izjemna dediščina izdelovanja dirkalnikov: Top Pipes

Bencinski pogonski agregat ne prispeva k emocionalnemu značaju 918 Sypderja samo s svojo zmogljivostjo, temveč tudi z značilnim zvokom. Vzrok za to so predvsem takoimeno-va¬ne Top Pipes: izpušne cevi, ki so neposredno nad motorjem speljane navzgor v zgornji del zadka. Podobne rešitve nima noben drug serijski avto. Največja prednost Top Pipes so izjemno kratke poti, saj se vroči izpušni plini po najkrajši, neposredni poti odvajajo iz vozila in zato izpušni protitlak ostaja nizek. Za takšno konstrukcijo je bil potreben nov koncept termodinamičnega toka zraka: pri takoimenovanem HSI-motorju je vroča stran znotraj črke V med valji, sesalni strani pa sta na zunanji strani. In še ena prednost: v motor¬nem pros-toru temperatura ostane hladnejša.

To koristi predvsem litij-ionski bateriji, ki ima najboljšo zmogljivost v temperaturnem območju od 20 do 40 stopinj Celzija, zato je potreben manjši vložek v aktivno hlajenje baterije.

Paralelno v pogonskem sklopu: hibridni modul

Na motor V8 je priključen hibridni modul; 918 Spyder je enako kot Porschejevi aktualni hibridni modeli zasnovan kot paralelni hibrid. Hibridni modul je v osnovi sestavljen iz elektromotorja z močjo 90 kW in prekinitvene sklopke kot veznega elementa do bencin-skega motorja. Zaradi paralelne razporeditve hibridnega modula je 918 Spyder lahko gnan samo preko bencinskega motorja ali samo preko elektromotorja, možna pa je tudi kombi-na¬cija obeh pogonov. Kot je značilno za Porschejeve superšportne avtomobile, je pogon¬ski sklop pri 918 Spyderju umeščen pred zadnjo premo in nima neposredne mehanske povezave s sprednjo premo.

Z glavo navzdol za nižje težišče: menjalnik z dvojno sklopko

Za prenos moči na zadnjo premo skrbi 7-stopenjski menjalnik z dvojno sklopko (PDK). Ta visokozmogljivi agregat je izdelan na osnovi menjalnika PDK za model 911 Turbo, za 918 Spyder pa so ga popolnoma predelali in še dodatno izboljšali, da bi bila zmogljivost čim večja. Da bi dosegli karseda nizek vgradni položaj in s tem čim nižje težišče celotnega vozila, je menjalnik v primerjavi z na primer dvosedežnim Boxsterjem, ki ima motor umeščen na sredini, okoli vzdolžne osi obrnjen za 180 stopinj “na glavo”. Kadar na zadnji premi ni potrebna pogonska moč, se lahko oba pogona oddvojita, tako da se odpreta prekinitvena oz. PDK-sklopka. Potem je možen način vožnje, ki je značilen za Porschejeve hibridne pogone, tj. vožnja z izkoriščanjem kinetične energije z odklopljenim bencinskim motorjem.

Neodvisni štirikolesni pogon: sprednja prema z elektromotorjem

Na sprednji premi je vgrajen še en, samozadosten elektromotor z močjo okrog 80 kW. Električni pogon na sprednji premi kolesa poganja s stalnim razmerjem. Prekinitvena sklopka skrbi za to, da se lahko pri višjih hitrostih elektromotor odklopi, da ne bi prišlo do preturiranja. Pogonski navor se uravnava za vsako premo posebej. Tako dobimo izjemno hitro odzivno funkcijo štirikolesnega pogona, ki zagotavlja velik potencial za vlečno silo in vozno dinamiko.

Litij-ionska baterija s plug-in sistemom polnjenja

Za električno napajanje elektromotorjev se uporablja tekočinsko hlajena litij-ionska baterija iz 312 posamičnih celic z energijsko vsebnostjo okrog 7 kWh. Pri 918 Spyderju je baterija zasnovana s poudarkom na čim večji zmogljivosti, tako pri oddajanju kot tudi pri spreje-manju električne moči, da bi čim bolje ustrezala zahtevam glede zmogljivosti elektro-motorjev. Zmogljivost in življenjska doba litij-ionske trakcijske baterije sta med drugim odvisni tudi od njenega toplotnega stanja. Baterija v 918 Spyderju je zato tekočinsko hlajena preko lastnega hladilnega krogotoka.

Za dovajanje energije so pri Porscheju razvili nov sistem s plug-in polnilnim vmesnikom in povečanim rekuperacijskim potencialom. Preko plug-in vmesnika v B-stebričku na sovozni-kovi strani lahko električni zbiralnik priklopimo neposredno na gospodinjsko električno omrežje in ga polnimo. Polnilni vmesnik je standardiziran in izdelan tako, da ustreza različnim državam. V bližini trakcijske baterije se nahaja polnilnik, ki izmenični tok iz električnega omrežja pretvarja v istosmerni tok z maksimalno polnilno močjo 3,6 kW. Na nemškem električnem omrežju z napetostjo 230 V lahko baterijo s priloženim polnilnim kablom na vtičnici z 10 A varovalko na primer napolnite v štirih urah. Poleg tega zraven 918 Spyderja dobite kompaktno polnilno postajo, ki jo lahko fiksno postavite v domačo garažo. Ta postaja neodvisno od regionalnih pogojev omogoča hitro in udobno polnjenje, ki traja okrog dve uri.

Potrojena regeneracija energije: rekuperacija