Training perfetto

Più potenza, più resistenza, più efficienza: è il risultato della nuova tecnologia della 911 Carrera, caratterizzata particolarmente dai motori turbo.

Un dopo partita che è già un prepartita. Il team di sviluppo della Noveundici ha interiorizzato l’antica saggezza del calcio: la generazione attuale della Porsche 911 era stata appena presentata al pubblico nel 2011, che già ci si ritirava al Centro di Ricerca e Sviluppo di Weissach per elaborare il livello successivo della gamma. Perché il motto è chiaro: «Rimane in testa solo chi lavora per tenersi in forma mentre è in corsa».

Per prima cosa, gli sportivi di punta devono essere commensurabili sulla base di un metro di misura obiettivo. Prendiamo la 911 Carrera: potenza di 272 kW (370 CV), con cambio a doppia frizione Porsche Doppelkupplung (PDK). Nel confronto con il modello precedente l’effetto del training diventa chiaro: con 14,8 secondi scatta da 0 a 200 km/h più velocemente di quasi un secondo. Soprattutto però – ed era un obiettivo fondamentale del training – consuma nel ciclo normale europeo solo 7,4 litri di carburante in 100 chilometri, mentre prima erano 8,2 litri. La 911 Carrera S con una potenza massima di 309 kW (420 CV) ha bisogno di soli 13,2 secondi per lo sprint a 200 km/h, però adesso si accontenta di 7,7 litri di carburante, ben un litro in meno di prima. Ancora più importanti dell’accelerazione da fermo nella pratica sono i valori della ripresa, e qui la nuova Carrera può già primeggiare con il cambio manuale. In penultima marcia passa in 5,5 secondi da 80 a 120 km/h.

Motore turbo

1 VarioCam Plus
Nei nuovi motori boxer la fasatura per gli alberi a camme su valvole di aspirazione e di scarico è variabile. Nelle valvole di aspirazione può variare anche la corsa

2 Pompa dell’acqua
Una pompa dell’acqua attivabile accelera il riscaldamento del motore dopo l’avviamento

3 Basamento motore
Un rivestimento delle canne contenente ferro assicura un attrito particolarmente ridotto e un consumo basso di olio

4 Iniezione diretta
Le valvole di iniezione sono disposte centralmente e iniettano il carburante con una pressione fino a 250 bar

5 Turbocompressori
Due compressori assicurano il mantenimento di una coppia elevata tra 1.700 e 5.000 giri al minuto

6 Intercooler
L’aria compressa dietro al turbocombressore viene raffreddata con aria ambiente per aumentare la potenza

«Tutto questo va poi bene?» si domanda lo spettatore considerando questi valori. Per rispondere, il responsabile del progetto dei propulsori della 911, Thomas Krickelberg, prende in mano un foglio che spiega ogni cosa. Occorre vedere l’andamento della coppia della nuova generazione di motori boxer a sei cilindri con tre litri di cilindrata, impiegati ora per la prima volta sulla 911 Carrera e sulla Carrera S. Una vetta piatta, ancora più estesa della Table Mountain di Città del Capo, con un piano completamente uniforme tra 1.700 e 5.000 giri al minuto. L’esperto di tecnologia lo capisce subito: qualcosa di simile si ottiene solo con un motore sovralimentato. I motori aspirati senza compressore hanno bisogno di regimi elevati per innescare coppia e potenza. Con la 911 Turbo, Porsche è stata appunto un pioniere, sulla Carrera però ha sinora puntato sui motori aspirati, convincenti grazie a una risposta spontanea senza temere i regimi elevati. «Abbiamo fatto tutto affinché la Carrera, con il nuovo motore turbo, corra come con un motore aspirato», promette Krickelberg.

Questa linea guida ha impegnato intensamente gli sviluppatori. L’obiettivo era di minimizzare il tempo che passa tra l’azionamento del pedale dell’acceleratore e il raggiungimento della coppia massima. Il risultato positivo è assicurato da tutta una serie di misure apposite: Porsche non impiega un solo grande turbocompressore a gas di scarico, bensì due più piccoli, uno per ciascuna bancata di cilindri. I compressori più piccoli hanno un’inerzia di massa ridotta e quindi giungono più rapidamente al loro regime di esercizio. Questo comporta inoltre che il flusso dei gas di scarico attraverso la turbina venga regolato sulla nuova Noveundici tramite una valvola elettropneumatica a risposta rapida. In più, la centralina del motore può prevedere il futuro. «Abbiamo un rilevatore di sportività a bordo», spiega Krickelberg. «Quando un guidatore ha uno stile di guida particolarmente dinamico, l’elettronica di bordo lo riconosce». In questo caso – oppure se in precedenza era stata selezionata una modalità di guida sportiva – una certa portata di massa dei gas di scarico viene continuamente inviata alla turbina per mantenerla in movimento, o per così dire, «precaricarla». Si è anche ritenuta molto importante una coppia elevata ai bassi regimi. Grazie all’ampliamento del sistema VarioCam Plus adesso è possibile selezionare liberamente entro ampi limiti il punto di apertura e chiusura delle valvole di scarico, mentre finora si potevano variare solo la fasatura e la corsa delle valvole di aspirazione.

Turbocompressore

1 Disposizione
Poiché i due compressori sono montati vicino alla testata, viene persa meno energia dei gas di scarico e la risposta migliora

2 Wastegate
Un attuatore wastegate elettropneumatico assicura una regolazione rapida della portata di massa dei gas di scarico

3 Girante della turbina
La girante della turbina è azionata dal flusso dei gas di scarico e trasmette l’energia cinetica alla girante del compressore posta sullo stesso albero

4 Girante del compressore
Assicura che l’aria spirata arrivi alla camera di combustione con una sovrapressione

Per la prestazione complessiva di un motore turbo è determinante il raffreddamento dell’aria di sovralimentazione: in fase di compressione aumenta la temperatura dell’aria aspirata, con la conseguenza spiacevole che l’aria si dilata e meno molecole di ossigeno necessarie per la combustione giungono alla camera di combustione. Quindi, senza un raffreddamento supplementare con aria ambiente, la potenza si ridurrebbe. La sfida consisteva nel portare l’aria di raffreddamento necessaria agli intercooler senza allargare in modo netto la parte posteriore. Una rielaborazione completa, ma dall’esterno pressoché invisibile, della scocca posteriore ne è stata la conseguenza.

Raffreddamento aria sovralimentazione

1 Raccolta
L’aria esterna, necessaria per il raffreddamento dell’aria di sovralimentazione, affluisce davanti allo spoiler posteriore

2 Raffreddamento
Due scambiatori di calore a destra e a sinistra assicurano un abbassamento netto della temperatura dell’aria di sovralimentazione

3 Diffusione di scarico
L’aria di raffreddamento esce dal vano motore attraverso due aperture nella grembialatura posteriore, configurate in modo da generare un gradiente di pressione

Pur essendo così in primo piano, la sovralimentazione è solo un aspetto della nuova generazione di motori boxer. Nei motori, entrambi di tre litri di cilindrata, in effetti è tutto nuovo. Ad esempio, l’iniezione diretta. Per la prima volta le valvole di iniezione sono disposte al centro, cioè la valvola si trova esattamente tra le quattro valvole di aspirazione e di scarico. Con una pressione che raggiunge i 250 bar la valvola immette il carburante nei cilindri e lo polverizza in goccioline microscopiche. In questo modo il carburante si distribuisce uniformemente nella camera di combustione, si deposita in misura minima sulle pareti e brucia meglio e in modo più accurato. Così la 911 Carrera soddisfa fin dal principio i limiti per i gas di scarico Euro 6.

Per la parte meccanica dei nuovi motori hanno contato soprattutto la maggior leggerezza e il minor attrito possibili. Entrambe queste caratteristiche sono presenti nel nuovo basamento motore. Il materiale ad alto contenuto di silicio finora impiegato è stato sostituito da un materiale in getto di alluminio basso legato. Grazie all’impiego di un processo di rivestimento innovativo si può evitare l’uso di pesanti boccole in ghisa grigia. Nelle piste di scorrimento zigrinate meccanicamente sono anche applicate particelle di ferro generate con raggi al plasma. La superficie così ricavata non è solo robusta e resistente anche alle variazioni della qualità del carburante, ma presenta anche pochissimo attrito. L’intero carter cilindri pesa 1,5 chilogrammi in meno che non in precedenza. Altri due chili di risparmio ciascuno sono assicurati dall’utilizzo di una coppa dell’olio in plastica e dall’eliminazione di un sistema di aria secondaria per la depurazione dei gas di scarico.

Aerodinamica e struttura leggera

1 Bassa resistenza
Anche la nuova 911 Carrera presenta un valore cx vantaggioso per la sua categoria, pari a 0,29

2 Chiusura
Con un carico basso del motore i dischi davanti al radiatore del motore si chiudono, riducendo così la resistenza aerodinamica

3 Leggerezza
Un nuovo processo di produzione assicura cerchi particolarmente leggeri, importanti per l’efficienza e il comfort

La struttura leggera è particolarmente efficace dove la massa non viene ammortizzata, dunque sulla ruota. I nuovi cerchi da 20 pollici non solo hanno un aspetto diafano, ma sono anche particolarmente leggeri grazie al processo di produzione denominato «flow forming». Con questo processo si possono raggiungere spessori delle pareti altrimenti ricavabili solo per fusione, il che risparmia parecchie centinaia di grammi per ogni ruota. Sul retrotreno la Noveundici è cresciuta di mezzo pollice, anche per trasmettere sulla strada in modo più sicuro le coppie potenti. Di conseguenza, gli pneumatici posteriori nella versione base risultano con 295/35 leggermente più larghi che non in precedenza (285/35).

Ancora una volta, l’effetto è di maggior muscolosità, ma anche la mobilità ne ha guadagnato, soprattutto se si ordina lo sterzo dell’assale posteriore opzionale. Durante il parcheggio esso riduce il diametro di sterzata di fino a 50 centimetri, sterzando le ruote posteriori in senso opposto. Anche a velocità superiori a 80 km/h le ruote posteriori collaborano leggermente alla sterzata, tuttavia nella stessa direzione delle ruote anteriori. Questo stabilizza la vettura nelle curve veloci o in un cambio di corsia improvviso. E con ciò si potrebbe concludere che questo non è altro che il fischio d’inizio per la migliore Noveundici possibile…

Testo Johannes Winterhagen