К защите титула готов: новый Porsche 919 Hybrid

24/03/2016
Чемпионат мира по гонкам на выносливость FIA WEC, LMP1

Штуттгарт. Мировая премьера нового 919 Hybrid: за два дня до официального пролога чемпионата мира по гонкам на выносливость FIA WEC в Поль Рикар, Франция, Porsche представляет свой гоночный автомобиль на этот сезон. Новый 919 Hybrid отличается прежде всего значительно усовершенствованной техникой. Двигатель стал более экономичным, аэродинамика точнее адаптирована ко всем трассам, а масса отдельных деталей снижена. «Ле-мановской прототип мощностью более  900 л.с. готов к защите титула», утверждает Фриц Энцингер, руководитель LMP1.

Даже цветовое оформление третьего поколения 919 Hybrid стало эволюционным: «В дебютном 2014 году модель 919 была белой и несла на себе надпись Porsche Intelligent Performance. Первые буквы надписи также украшали три гоночных автомобиля 2015 года, которые были окрашены в белый, красный и черный цвета. В 2016 году все эти три цвета были использованы для нового дизайна.

Новыми стали также стартовые номера: в 2015 на 24 часах Ле-Мане была одержана двойная победа. Команда Porsche выиграла чемпионский титул в зачете производителей. Тимо Бернхард (Германия), Брендин Хартли (Новая Зеландия) и Марк Уэббер (Австралия) стали чемпионами в личном зачете, и поэтому они в этом году стартуют под номером 1. Второй автомобиль под управлением Романа Дюма (Франция), Нила Яни (Швейцария) и Марка Либа (Германия) выйдет на старт под номером 2.

    

Главные отличительные черты нового 919 Hybrid: впервые команда Porsche в полной мере использует регламент WEC и делает ставку на три различных аэродинамических пакета, которые идеально соответствуют требованиям отдельных трасс. Регламент не разрешает использовать более трех таких вариантов. Кроме того, удалось сократить массу четырехцилиндрового турбированного двигателя и расход топлива. Обе системы рекуперации энергии, входящие в состав гибридного привода, работают еще более эффективно. В 2016 году компоненты электрического привода стали более мощными и эффективными. Это относится к оптимизированному электродвигателю на передней оси, а также к силовой электронике и новому поколению литий-ионной батареи, разработанной Porsche. Новая передняя ось расширяет возможности настройки, а тщательная совместная разработка шин вместе с партнерской компанией Michelin позволяет добиться более точной общей настройки нового 919 Hybrid.

Porsche 919 Hybrid 2016 года в деталях:

Схема шасси Porsche 919 осталась в 2016 году неизменной, как и концепция  гибридного привода, состоящего из двухлитрового четырехцилиндрового турбированного бензинового двигателя и двух систем рекуперации энергии (использование энергии торможения на передней оси и энергии отработавших газов). Команда Porsche еще в 2014 году сделала ставку на эту смелую и верную концепцию. Однако тогда у автомобиля был еще серьезный потенциал для улучшения. В первую очередь это касалось массы. И поэтому для 2015 года был построен новый автомобиль. Для 2016 года потребность в изменениях была меньше, и теперь Porsche извлекает пользу из стабильности своей концепции.

    

Регламент WEC делает ставку на гибриды:

Регламент LMP1 обязывает производителей использовать гибридный привод и устанавливает прямую связь между возможностями прототипов и их энергоэффективностью. Это означает, что допускается использовать большое количество энергии от систем рекуперации, но одновременно пропорционально должно быть сокращено количество топлива. Расчет идет на каждом круге.

При выборе концепции гибридного привода WEC предоставляет инженерам большую свободу действий. Дизельный или бензиновый двигатель, атмосферный или с турбонаддувом, рабочий объем, одна или две системы рекуперации – все это команды определяют для себя сами. Это позволяет активно использовать инновации, которые имеют большое значение для создания серийных спортивных автомобилей будущего. А для Porsche это был решающий аргумент для возвращения в высшую лигу мирового автоспорта.

Четырехцилиндровый турбированный двигатель с непосредственным впрыском топлива:

Эффективность процесса сгорания и приготовления рабочей смеси у двухлитрового четырехцилиндрового турбированного бензинового двигателя, который приводит в движение задние колеса, была дополнительно повышена в результате тесного взаимодействия с инженерами из Вайссаха, работающими на серийном производстве. Также снова была сокращена масса V-образного двигателя с углом развала цилиндров 90 градусов. В прошлом году мощность двигателя внутреннего сгорания была значительно выше 500 л.с. В 2016 году регламент разрешает использовать на круге лишь небольшое количество энергии, получаемой от сгорания топлива, и ограничивает расход топлива. Тем самым регламент не допускает бесконечного увеличения скоростей в LMP1 и стимулирует одновременно инженеров на поиски решений, позволяющих получить больше мощности из меньшего количества топлива. В случае с 919 это означает сокращение на 8 процентов расхода топлива и мощности. Говоря другими словами, на круге в Ле-Мане двигатель будет отдавать примерно на 10 мегаджоулей меньше. Это стоит около четырех секунд на круге Ле-Мана длиной 13,629 км. Новые ограничения сократили мощность двигателя внутреннего сгорания, который развивает теперь менее 500 л.с.

Две системы рекуперации энергии:

На передней оси при торможении кинетическая энергия преобразуется в электрическую. Вторая система рекуперации находится в выпускном тракте. Отработавшие газы – параллельно с турбонагнетателем – приводят в действие вторую турбину. Она использует избыточную энергию давления отработавших газов, которая обычно не находит практического применения. Технология VTG - регулировка геометрии турбины в зависимости от давления отработавших газов - позволяет даже на низких оборотах двигателя и соответственно при низком давлении отработавших газов изменить положение лопаток турбины. Дополнительная турбина непосредственно связана с электрическим генератором. Полученное таким образом электричество накапливается в литий-ионной батарее, которая питается также энергией от системы рекуперации KERS на передней оси. Если гонщику требуется полная отдача от силовой установки, он получает в свое распоряжение дополнительную мощность в размере более 400 л.с. Эта мощность направляется от электродвигателя на передние колеса и временно превращает Porsche 919 Hybrid в полноприводный автомобиль с суммарной мощностью около 900 л.с. Команда постоянно работает над совершенствованием стратегии рекуперации и использования дополнительной энергии на каждой трассе.

Литий-ионная батарея как накопитель энергии:

При выборе накопителя энергии регламент WEC предоставляет инженерами практически полную свободу. Конкуренты сначала предлагали маховики и так называемые Ultracaps (электрохимические супер-конденсаторы). В 2016 году все они пошли путем Porsche, выбрав литий-ионные батареи. Важным решением для Porsche 919 Hybrid было использование высокого напряжения 800 вольт – технологии, которую применили разработчики серийных автомобилей в концепте Mission E.

Энергетические классы в регламенте WEC:

Регламент предусматривает четыре класса от двух до восьми мегаджоулей дополнительной электрической энергии. Эталоном является трасса в Ле-Мане длиной 13,629 км, а для других восьми трасс производится перерасчет. Высокая эффективность двигателя внутреннего сгорания, систем рекуперации и накопителя энергии позволила команде Porsche уже в 2015 году стать первым и единственным производителем в классе 8 мегаджоулей. В самом высоком классе рекуперации используемый FIA ограничитель подачи топлива не позволяет использовать на круге более 4,31 литра бензина. Инженерам также приходится учитывать, что чем мощнее системы рекуперации и накопители энергии, чем они больше и тяжелее.

Примерный расчет для круга в Ле-Мане * (13,629 км):

  • 2 мегаджоуля рекуперируемой энергии = 4,70 л бензина = 3,70 л дизеля
  • 4 мегаджоуля рекуперируемой энергии = 4,54 л бензина = 3,58 л дизеля
  • 6 мегаджоулей рекуперируемой энергии = 4,38 л бензина = 3,47 л дизеля
  • 8 мегаджоулей рекуперируемой энергии = 4,31 л бензина = 3,33 л дизеля

*Действительно с 01.01.2016 до гонки в Ле-Мане 2016 года включительно

Надежное шасси с высокой безопасностью:

Монокок Porsche 919 Hybrid представляет собой – как и в Формуле-1 –сэндвичевую конструкцию из карбоновых волокон и является цельным элементом. Монокок, двигатель внутреннего сгорания и коробка передач образуют один жесткий узел. В то время как четырехцилиндровый силовой агрегат выполняет несущую функцию, алюминиевая гоночная семиступенчатая коробка передач с секвентальным переключением и гидравлическим приводом располагается в отдельном карбоновом корпусе. В 2016 году коробка передач и ее опоры остались без изменений, а главное внимание при совершенствовании коробки было уделено сокращению массы.

Новая передняя подвеска, тщательная разработка шин:

В 2016 году Porsche 919 Hybrid получил новую переднюю подвеску и оптимизированную заднюю подвеску, что позволило улучшить динамику движения, баланс и сцепление с трассой. После обстоятельных тестов в феврале следует ожидать повышения эффективности шин, разработанных компанией Michelin.

Эффективная аэродинамика для каждой трассы:

Что касается совершенствования аэродинамики, то в 2016 команда Porsche впервые пойдет тремя путями. До сих пор на первой гонке чемпионата мира в сезоне команда Porsche шла на компромисс и выставляла 919 с меньшей прижимной силой, чем это было необходимо для трассы в Сильверстоуне. Этот компромисс объяснялся необходимостью сосредоточить все внимание на главном событии сезона – гонке в Ле-Мане. Французская трасса с ее длинными прямыми требует настолько низкого коэффициента аэродинамического сопротивления, что прижимную силу приходилось ограничивать на минимально возможном уровне. В 2016 году 919 впервые будет начинать сезон с аэродинамическим пакетом, обеспечивающим высокую прижимную силу. А в Ле-Мане будет использована версия с очень низкой прижимной силой. Для последующих шести гонок сохраняется усовершенствованный пакет, обеспечивающий высокую прижимную силу. Использование более трех вариантов аэродинамических пакетов в год регламентом не предусмотрено.

Аэродинамические изменения объясняются необходимостью дальнейшего повышения эффективности и стабильного управления в различных ситуациях. Они призваны сократить воздействия таких явлений, как боковой ветер, нарушение баланса в поворотах, изменение угла рыскания и крена.