Performance und Effizienz die Boxermotoren im neuen Porsche 911 Carrera. Matthias Bollhorn, Marco Hartlev

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Klara Baumhauer
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1 Performance und Effizienz die Boxermotoren im neuen Porsche 911 Carrera 1

2 Gliederung 1.Einleitung 2.Antriebskonzept 3.Performance 4.Effizienz 5.Emotion 2

3 Einleitung Neuheiten bei der Entwicklung des 911 ca. 90% aller Bauteile wurden neu konstruiert bzw. weiterentwickelt Typische Carrera Eigenschaften, wie Fahrdynamik und Fahrleistung bei geringem Verbrauch weiter verschärft Größte Probleme: Ausbalancieren von Gegensatzpaaren und Spagat zwischen Alltagstauglichkeit und Sportlichkeit 3

4 Einleitung Hauptansatzpunkte Komplett neue Fahrzeug-Plattform in Stahl-Aluminium-Mischbauweise neues Maßkonzept mit 100 Millimeter längerem Radstand, breiterem Vorderwagen, größeren Rädern neuer Hinterwagen mit breiterem Spoiler Gewichtsreduzierung um bis zu 45 Kilogramm Neue Innovative Fahrwerksysteme Downsizing der Saugmotoren 4

5 Gliederung 1.Einleitung 2.Antriebskonzept 3.Performance 4.Effizienz 5.Emotion 5

6 Antriebskonzept hervorstechendes Merkmal: geringer Verbrauch bei hoher Leistung konsequenter Leichtbau 6-Zylinder Boxerkonzept Niedriger Schwerpunkt Hervorragender Masseausgleich Hohe spezifische Leistung 6

7 Antriebskonzept Entwicklung, Leistung und Verbrauch seit

8 Antriebskonzept Entwicklungsziele deutliche Absenkung von Verbrauchs- und Emissionswerten Verstärkung des emotionalen Fahrerlebnisses Anpassung der Motor- und Getriebelage an neue Fahrzeugarchitektur Ausgangsbasis 2008 eingeführte Boxerfamilien 9A1 mit deutlichen Überarbeitungen Kurbeltrieb Riementrieb Steuertrieb Ventiltrieb Kühlung Abgasanlage 8

9 Antriebskonzept Technische Daten 9

10 Gliederung 1.Einleitung 2.Antriebskonzept 3.Performance 4.Effizienz 5.Emotion 10

11 Performance Ziele Steigerung der Motorleistung Verbesserung der Längs- und Querdynamik Maßnahmen Entdrosselung des Aggregats auf Saug- und Abgasseite Optimierung der Benzin-Direkt-Einspritzung (DFI) Steigerung der Nenndrehzahl um 900 1/min und der maximalen Drehzahl um 300 1/min Optimierung des Ölhaushaltes 11

12 Performance Entdrosselung Ziel: Leistungsausbeute verbessern durch optimieren der Druckverluste dazu Frischluftansaugung und Abgasanlage komplett neu entwickelt Frischluftansaugung gezielte Strömungsoptimierung am Luftfiltergehäuse Umstellung der Lasterfassung von Heißfilm-Luftmassenmesser (HFM) auf druckbasierte Last-Erfassung 12

13 Performance Frischluftansaugung Ergebnis: Druckverlust um ca. 25% gesenkt 13

14 Performance Abgasanlage Optimierung der Gasdynamik für bessere Zylinderfüllung Umstellung von Zweiträger-Katalysator auf Einträger-System Um Gegendruck abzusenken wurde Außendurchmesser um 15 Millimeter vergrößert Optimierung der Krümmerrohre und Zusammenführung serienmäßig zwei Abgasklappen, dadurch Gegendruck bei hohen Lasten weiter gesenkt 14

15 Performance Abgasanlage Ergebnis: Abgasgegendruck um ca. 40% gesenkt 15

16 Performance Optimierung der Direkt-Einspritzung inkl. Brennverfahren (DFI) Wirkungsgradsteigerung durch Einsatz von Mehrlochinjektoren Injektorsprayauslegung: Einzelstrahlen mithilfe von CFD optimiert Bei hohen Lasten verbesserte Gemischbildung als beim Drallinjektor führt bei gleichem Luftaufwand zu höheren Mitteldrücken und damit zu besseren Verbrauch 16

17 Performance Optimierung des Ölhaushaltes Konzept des integrierten Trockensumpfs weiter verbessert wesentlicher Baustein: elektronisch geregelte, vollvariable Ölpumpe Einführung einer fahrdynamikabhängigen Öldruckregelung Öldruck gezielt über Motorsteuergerät dem Fahrverhalten angepasst Ansprechverhalten der Ölpumpe verbessert schnelleres Einregeln des Soll-Öldrucks Optimierung der Öl- Absaugung Ansaugen von Luft im Öl Schnorchel verhindert 17

18 Performance Optimierung des Ölhaushaltes 18

19 Performance Ergebnis der Performancesteigerung 19

20 Performance Ergebnis der Performancesteigerung 20

21 Gliederung 1.Einleitung 2.Antriebskonzept 3.Performance 4.Effizienz 5.Emotion 21

22 Effizienz Ansätze zur Effiziensteigerung Leichtbau Reibungsreduzierung VarioCam Plus Thermomanagement Start-Stopp-Funktion Segeln Siebengang-Schaltgetriebe 22

23 Effizienz Leichtbau Kühlung bis zu Abgasanlage bis zu Nockenwellenversteller -8,7 Kilogramm -6,5 Kilogramm -1 Kilogramm Gewichtserparniss des neuen Antriebs im Vergleich zum Vorgänger Basismodell: 8,6 Kilogramm S-Modell: 6,7 Kilogramm Reibungsreduzierung DLC beschichtete Stößel in Verbindung mit 100Cr6 Nocken Entfall der Gleitschiene am Ölpumpentrieb 23

24 Effizienz VarioCam Plus Gewichtsersparniss durch anderes Material Verstellbereich von 40 auf 50 KW vergrößert Ansprechverhalten und somit Verstellgeschwindigkeit verbessert 2-in-1 Motorkonzept zur Verstellung der Einlassnockenwelle, sowie zur Schaltung des Ventilhubs der Einlassnockenwelle 24

25 Effizienz Thermomanagement regelt Temperatur in Motor und Getriebe durch gezielte Steuerung der Wärmeströme senkt Verbrauch durch effiziente Verbrennung und reduzierte Reibung Nur 3 zusätzliche Bauteile: Absperrventil, Kurzschlussleitung, Thermostat 25

26 Effizienz Start-Stopp-Funktion schaltet Motor im Bedarfsfall automatisch ab und wieder an Audio- und Kommunikationssysteme sowie Klimaautomatik laufen weiter Segeln vermeiden der Bremswirkung durch abkoppeln des Motors beim Rollen dadurch wird Bewegungsenergie optimal ausgenutzt 26

27 Effizienz Segeln 27

28 Effizienz 7-Gang-Schaltgetriebe Gänge 1 bis 6 sportlich abgestimmt Höchstgeschwindigkeit im 6. Gang, 7. Gang lang übersetzt Ganganzeige im Drehzahlmesser mit Hochschaltanzeige Gassperre im 7. Gang 28

29 Effizienz Ergebnis der Effizienzsteigerung 29

30 Gliederung 1.Einleitung 2.Antriebskonzept 3.Performance 4.Effizienz 5.Emotion 30

31 Emotion Kernthemen: Einzigartiger Porsche Sound Spürbares Porsche Fahrerlebnis Emotionales Erlebnis der gesteigerten Motorleistung Maßnahmen: Ansaugstrecke Motorcharakteristik: Drehzahlsteigerung, Ansprechverhalten Reaktions- und Schaltzeiten PDK-Getriebe 31

32 Emotion Vorteile: Heckmotorkonzept: Alle Quellen (Abgas- und Ansauggeräusche) an einem Ort angeordnet Soundübertragung durch Luftführung mit gezielter Soundausrichtung über Soundöffnungen 32

33 Emotion Ansaugung neuer Luftfilter mit schaltbarem Helmholtzresonator Einführung Soundsymposer: passives Soundübertragungssystem über Sport-Taste aktivier- bzw. deaktivierbar kein künstlicher Sound, sondern Verstärkung zwischen Luftfilter und Drosselklappe angebracht integrierte Membran wird über lastabhängige Ansaugpulsation in Schwingung versetzt 33

34 Emotion Motorcharakteristik Ziel: spezifische Attribute wie Kraft, Leistung und Drehfreude weiter hervorheben Maßnahmen: Drehzahlsteigerung Verbesserung des Ansprechverhaltens Drehzahlsteigerung Drehzahl um 300 1/min auf /min gesteigert 34

35 Emotion Verbesserung des Ansprechverhaltens Normal-Modus: schnell und komfortabel Sport-Modus: Gasannahme verkürzt für direkteres Fahrgefühl PDK-Getriebe: verkürzen der Reaktions- und Schaltzeiten Zug-Hochschaltung: Drehzahlgradienten von /min/s durch Kraftstoffausblendung Schub-Rückschaltung: frühes öffnen der Drosselklappe ab Schaltbefehl verkürzt reaktionszeit 35

36 Emotion Zug-Hochschaltung 36

37 Emotion Schubrückschaltung 37

38 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 38

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