Íconos del Grupo C de Porsche 40 años después: Parte 3, tecnología del tren motriz

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1 de enero de 2023, 13:41

El motor del 956 era un bóxer de seis cilindros con culatas refrigeradas por agua, cilindros refrigerados por aire y tecnología de cuatro válvulas. Estaba basado en el motor Indycar desarrollado para el proyecto Porsche Interscope en 1979. Diseñado en ese momento para metanol, este motor de 2,65 litros se derivó de la unidad del 935/78, que tenía una cilindrada de 3,2 litros y producía más de 700 PS. Para ser utilizado en el Grupo C, el motor Tipo 936/81 se revisó en profundidad para cumplir con la fórmula de consumo de combustible del Grupo C. Se redujo la velocidad máxima del motor y se ajustaron la presión de sobrealimentación y la compresión.

El motor Tipo 935/76 del 956 tenía un diámetro de 92,3 mm y una carrera de 66 mm, lo que daba como resultado una cilindrada de 2649 cc. Impulsado por dos turbocompresores KKK Tipo K26 con una presión máxima de 1,2 bar, entregó su potencia máxima de 620 CV a 8200 rpm y el par más alto de 630 Nm estaba disponible a 5400 rpm. En los años que siguieron al debut del automóvil, este motor, que en esencia apenas se modificó, se modificó en términos de diámetro y carrera para producir más versiones de motor con cilindradas de 2994 cc (Tipo 935/79, 935/82, 935/83 ) y 3164 cc (Tipo 935/79, 935/86).

Motores de carreras basados ​​en el motor 'Mezger' del 911

Como era el caso de todos los motores de carreras boxer de seis cilindros construidos hasta ese momento, el motor diseñado por Hans Mezger para el primer Porsche 911 en 1963 también formó la base para el motor Tipo 935/76. El cárter, que estaba dividido verticalmente en dos partes, se basó en la unidad del 911 (930) Turbo, pero se modificó para uso en carreras. Por ejemplo, el cárter se optimizó en términos de flujo hacia los lados del cilindro y tenía ventanas más grandes entre las unidades de cilindros individuales para garantizar condiciones de presión más favorables y minimizar las pérdidas de bombeo no deseadas. Al igual que en los motores de producción en serie del 911, los espárragos de los cilindros se fabricaron con Dilavar, un acero de alta aleación.

El diseño clásico del motor de carreras se reflejó en las seis bielas, que estaban hechas de titanio y pulidas con un acabado de espejo. Desde mediados de la década de 1980, el motor presentaba bielas de titanio granallado para una mayor durabilidad. El proceso de granallado se utilizó simultáneamente en la producción en serie en el motor TAG turbo de la Fórmula Uno y poco después en el superdeportivo 959, cuyo motor estaba estrechamente relacionado con los del 956 y el 962.

El juego de cilindros fue un punto culminante técnico. Vale la pena señalar que los pistones tenían canales de enfriamiento circunferenciales en el área de las ranuras del anillo para mejorar el enfriamiento. Los 'cilindros ciegos', en los que el cilindro y la culata forman una sola unidad, fueron una delicia técnica especial.

Esta solución técnica inusual se desarrolló en respuesta a los problemas prácticos encontrados en la competencia. Esto se debe a que los autos a veces entraban para parar en boxes y luego quemaban las juntas de la culata en el camino de regreso a la pista. La razón de estos defectos fue que los accesorios de la culata hechos de Dilavar se enfriaron más lentamente que los cilindros y las culatas de aluminio, lo que resultó en una precarga menor en la junta de la culata. Porsche contrarrestó esto soldando la culata refrigerada por agua y los cilindros refrigerados por aire (y más tarde refrigerados por agua) del 956 mediante un proceso de haz de electrones. Este diseño, a su vez, planteó mayores exigencias en el bruñido de los cilindros revestidos con Nikasil, ya que la herramienta de bruñido tenía que funcionar sin descentramiento hacia la cámara de combustión. Sin embargo, este proceso fue dominado sin ningún problema en ese momento.

Doble árbol de levas en cabeza accionado por engranajes

En el motor Tipo 935/76, la carcasa del árbol de levas servía como componente superpuesto de las culatas; esto también se aplicaba al primer motor 'Mezger' del 911. Lo mismo se aplicaba al eje intermedio para el accionamiento del árbol de levas, con el se colocaron dos engranajes en la parte delantera y trasera para tener en cuenta el desplazamiento del cilindro del motor bóxer debido a su diseño. Sin embargo, el motor de carreras tenía dos árboles de levas en cabeza en cada caso; estos también fueron impulsados ​​​​por una transmisión de engranajes muy precisa en lugar de cadenas. En el lado de salida de las culatas, llamaron la atención las grandes guías de tuberías de agua a las culatas directamente en los canales de salida, que estaban sujetas a cargas térmicas extremadamente altas. Cabe destacar los circuitos de refrigeración separados y, por lo tanto, completamente autosuficientes para los lados izquierdo y derecho del motor, cada uno con su propia bomba de agua de refrigeración.

Mientras que todos los motores de producción en serie refrigerados por aire del 911 tienen un árbol de levas en cabeza para cada banco de cilindros y la activación de válvulas asociada a través de balancines, los motores de carreras del Grupo C del 956/962 tenían activación directa de válvulas a través de taqués. La holgura de la válvula en sí se ajustó mediante cuñas superiores. Este tipo de accionamiento de válvula se utilizó por primera vez en un vehículo Porsche producido en serie basado en el 911 con el superdeportivo 959.

El montaje cuidadoso era vital con este tipo de motor. Esto se aplicaba en particular a la holgura de los flancos de dientes dentro de la cascada de engranajes para el accionamiento del árbol de levas. Un juego demasiado pequeño aquí provocaría daños en los flancos de los dientes y los cojinetes, mientras que un juego demasiado grande daría como resultado un aumento del ruido de funcionamiento y una sincronización imprecisa y, por lo tanto, efectos negativos en el rendimiento y la durabilidad.

Como era costumbre en los motores de carreras, las cámaras de combustión estaban calibradas. Esta medición se utilizó para controlar los volúmenes de la cámara de combustión y, por lo tanto, las relaciones de compresión. Para un rendimiento óptimo y el mejor comportamiento de marcha posible, los valores tenían que ser idénticos en todos los cilindros. Esta medida también se utilizó para descartar relaciones de compresión que pueden ser demasiado altas y tener un efecto fatal en un motor turbo.

Numerosos componentes, como los alojamientos de rueda del árbol de levas, las dos bombas de barrido de aceite de magnesio para los turbocompresores gemelos y el sistema de aspiración de la culata, cada uno accionado por los árboles de levas de escape, o el impulsor del ventilador de nueve palas fabricado en fibra de carbono laminada, también dio testimonio de la construcción ligera constante del motor.

De la inyección de combustible mecánica a la electrónica

El motor Tipo 935/76 presentaba inyección mecánica de combustible de Kugelfischer. "Sin embargo, utilizamos el Bosch Motronic MS2 por primera vez a fines de 1982 durante las pruebas de manejo en Paul Ricard", recuerda Hans Eckert, quien trabajó en el departamento de automovilismo de Porsche desde 1976 y fue responsable del control de la carrocería. sistema de los coches del Grupo C. También fue mecánico jefe de Stefan Bellof en 1983/84 y de Hans-Joachim Stuck en 1986/87. El Bosch Motronic MS2 se utilizó por primera vez en el motor ahora conocido como Tipo 935/79 en septiembre de 1982 durante los entrenamientos libres para la carrera de 1000 km en Spa-Francorchamps. El siguiente uso del nuevo sistema de inyección de combustible data de la carrera de 1000 km en Monza el 10 de abril de 1983.

Porsche comenzó a trabajar con el sistema de gestión del motor Bosch Motronic ya en 1979 como parte del proyecto Indycar, y utilizó un sistema similar que estaba casi listo para la producción en serie en el 924 GTP Le Mans en 1981. Cuando Porsche aplicó el Motronic al 956 Con un fuerte apoyo de Bosch, Bosch desarrolló un sistema de registro de datos con el objetivo de un ajuste perfecto del motor. Este sistema podría registrar valores como la velocidad del motor, la presión de sobrealimentación, la posición de la válvula de mariposa y la posición del pedal del acelerador como base para programar los mapas de encendido e inyección de combustible.

Inicialmente, la creación y modificación de los mapas requería mucho tiempo. Se basaba en un código hexadecimal que debía crearse en una computadora y luego almacenarse en un chip. Luego, este chip se insertó en la unidad de control Motronic.

Aunque todo el esfuerzo valió la pena. El Motronic no solo mejoró la eficiencia de combustible, lo que fue particularmente importante en el Grupo C, sino que también proporcionó más potencia. En los años siguientes, el Motronic 1.7 dio un gran salto adelante con el desarrollo del control de detonación y la opción de dos mapas diferentes que el conductor podía activar.

Caja de cambios de carreras inspirada en el 911 (930) Turbo

La caja de cambios con cinco marchas adelante y una marcha atrás se basó en parte en la caja de cambios del 911 (930) Turbo y fue diseñada para un par máximo de más de 800 Nm. Al igual que la caja de cambios estándar, tenía pares de engranajes helicoidales. Porsche optó por una construcción liviana en forma de una carcasa de magnesio y bridas del eje de transmisión del eje trasero mecanizadas en titanio sólido.

La transmisión de potencia, que estaba equipada con un sistema de enfriamiento de aceite de caja de cambios separado, se dividió en tres secciones de carcasa: la carcasa del embrague, el "cuerno de buey", era un gran componente de magnesio en el vehículo que también servía como soporte para la suspensión trasera. . La transmisión del eje trasero con diferencial de deslizamiento limitado estaba ubicada en la sección central. Tenía un efecto de bloqueo del 100 por ciento con transmisión rígida. En el 956, la carcasa del diferencial estaba hecha de magnesio liviano, mientras que en el 962 C estaba hecha de aluminio para mayor estabilidad. Finalmente, la parte trasera albergaba la caja de cambios, con un eje de entrada en la parte superior y el eje de salida en la parte inferior.

Al igual que con el motor, era vital que los mecánicos tuvieran el mayor cuidado posible durante el montaje de la caja de cambios. Después de apretar las tuercas de los ejes de entrada y salida, las horquillas de cambio en particular tuvieron que ajustarse con mucha sensibilidad y precisión con la ayuda de una carcasa de ajuste para garantizar una capacidad de cambio óptima durante la conducción.

Caja de cambios de doble embrague PDK de Porsche

Ya a fines de la década de 1960, Porsche estaba trabajando en el desarrollo de una caja de cambios de doble embrague con el objetivo de poder realizar cambios de marcha prácticamente sin interrupción en la entrega de potencia del motor. Dado que la electrónica de control que era fundamentalmente necesaria para que una caja de cambios de este tipo funcionara perfectamente no estaba disponible en ese momento, este sistema todavía funcionaba de manera puramente mecánica, al igual que el primer PDK que Porsche desarrolló para el 956. "Eso, sin embargo, resultó ser un opción apenas viable. El sistema a veces funcionaba de forma muy errática y daba a los conductores algunas sorpresas desagradables", recuerda Singer. Por lo tanto, se tomó rápidamente la decisión de cambiar a un sistema de control electrónico-hidráulico.

El PDK funcionaba con dos embragues que alternativamente establecían la conexión de potencia con el motor a través de dos ejes de transmisión separados. Sin embargo, durante las pruebas de conducción comparativas con el 956 en Paul Ricard en marzo de 1984, Jochen Mass seguía siendo 2,3 segundos más lento por vuelta con la PDK que con la transmisión manual. Dos años después, Hans-Joachim Stuck seguía perdiendo 1,4 segundos con el PDK. Como fue evidente en 1986 durante las pruebas previas a Le Mans, el PDK también perdió velocidad máxima. Las mediciones de rendimiento en el banco de pruebas finalmente revelaron que el PDK consumía alrededor de 20 PS en regiones de altas revoluciones. El PDK también requería mucha mano de obra. Un testigo contemporáneo lo recuerda bien: "Teníamos que montar y desmontar la caja de cambios todos los días".

El momento finalmente llegó un año después, en 1987. Mientras tanto, el PDK había sido reelaborado en el área del control hidráulico y en la electrónica, y la pérdida de potencia ahora era de solo 2,6 CV. Ahora, Hans-Joachim Stuck pudo conducir 0,7 segundos más rápido durante las pruebas en Paul Ricard que con la caja de cambios manual, y el 962 C equipado con PDK ahora también estaba por delante de su homólogo equipado con una caja de cambios convencional cuando llegó a su velocidad máxima. La carcasa de la caja de cambios ahora estaba hecha de magnesio liviano en lugar de aluminio. Con Hans-Joachim Stuck ganando la Supercopa en 1986 y 1987, el PDK demostró su poder de lucha en lo que respecta a las carreras.

Motores para el IMSA GTP

De acuerdo con las regulaciones, solo los motores basados ​​​​en los de los automóviles de producción en serie podían usarse en la serie estadounidense IMSA GTP. Por esta razón, el 962 no podía usar cilindros y culatas refrigerados por agua para la competencia IMSA, ya que Porsche aún no tenía un automóvil de producción en serie con un motor correspondiente en su gama. Tomando como base el motor del 911 (930) Turbo, se creó, por tanto, un motor refrigerado por aire con un solo turbocompresor, unidad estrechamente relacionada con el motor del Porsche 934. Este motor Tipo 962/70 tenía una cilindrada de 2.869 cc y fue la fuente de energía del Porsche 962 para las carreras IMSA GTP en 1984. Impulsado por un turbocompresor KKK Tipo K36, el motor producía 680 CV a 8200 rpm, con un par máximo de 660 Nm. La inyección de combustible fue manejada por Bosch Motronic MS2.

Si bien este motor demostró ser eficiente en aplicaciones de carreras, no fue lo suficientemente potente para el futuro. Sin embargo, dado que las regulaciones de IMSA GTP no especificaban un límite de consumo de combustible como en el Grupo C, y también permitían un tanque de combustible con una capacidad de 120 litros en lugar de 100 litros, Porsche aumentó la cilindrada del motor a 3.164 cc. Con 720 CV a 7300 rpm y 830 Nm de par, el motor Tipo 962/71 utilizado entre 1985 y 1987 demostró ser significativamente más potente.

Cuando IMSA limitó la cilindrada de los motores turbo en la clase GTP a tres litros en 1987 y también estipuló un restrictor, Porsche respondió con el motor Tipo 962/72, que tenía una cilindrada de 2.994 cc. Equipado con un turbocompresor KKK Tipo K32, el motor desarrollaba una potencia máxima de 695 CV a 8200 rpm y un par máximo de 710 Nm. Además de una mayor compresión básica, el turbocompresor más pequeño proporcionó una mejor capacidad de conducción y una respuesta más espontánea.

A fines de la década de 1980, el 962 C y el 962 para IMSA GTP enfrentaron una competencia masiva en forma de automóviles nuevos de otros fabricantes. Sin embargo, dado que al 962 también se le permitió un motor refrigerado por agua en IMSA GTP, la etapa final de desarrollo del motor del Grupo C surgió en la forma del motor Tipo 935/86, que se usó de 1989 a 1994. Equipado con el Bosch Motronic 1.7, el motor era totalmente refrigerado por agua, tenía dos árboles de levas en cabeza para cada banco de cilindros y una cilindrada de 3164 cc. Alimentado por dos turbocompresores KKK Tipo K26, entregaba 740 CV a 8200 rpm y 715 Nm de par.

Gracias a los equipos de Porsche Motorsport, Porsche Heritage y el Museo Porsche.

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por Graham Goodwin 6 junio 2023 0Comentarios

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por Stephen Kilbey 5 junio 2023 0Comentarios