przełomowe wynalazki
Sekwencyjne turbo w Porsche 959 było jednym z ważnych kroków w ramach ograniczania zjawiska turbodziury.
Przełomowe wynalazki - Turbosprężarka
Turbosprężarki zajmują poczesne miejsce w historii motoryzacji. Właśnie w październiku 50. rocznicę obchodzi najważniejsza z nich – pojawienie się turbo w Porsche zmieniło oblicze zarówno torów wyścigowych, jak i zwykłych dróg.
W latach 70. turbodoładowanie nie było czymś nowym czy nieznanym. Już od dekad stosowano je w maszynach różnego typu, w tym w autach osobowych i w wyścigach (w 1952 r. kwalifikacje do Indy 500 wygrał bolid napędzany... turbodieslem Cumminsa). Próby szerszego wykorzystania tego rozwiązania w tym obszarze nie cieszyły się wówczas dużym powodzeniem. Porsche miało jednak dobrą motywację, by podjąć wyzwanie. Gdy FIA zdecydowała się zmienić w europejskich wyścigach przepisy i de facto wyznaczyć górny limit pojemności silników startujących aut na trzy litry, przez co przerwała udaną passę modelu 917 z płaskim motorem V12 4,5 l, który zdominował 24h Le Mans w latach 1970 i 1971, kierowany przez Ferdinanda Piëcha zespół postanowił przerzucić zainteresowanie na inną serię, poza jurysdykcją Francuzów. Tak zaczęła się przygoda w Canadian-American Challenge Cup, znanym lepiej jako Can-Am, choć raczej powinniśmy go nazwać motoryzacyjną „wolną amerykanką”. Brak praktycznie jakichkolwiek ograniczeń dał doskonałe pole do puszczenia wodzów fantazji przez inżynierów. Niektórzy rywale osiągali z pomocą 8-litrowych V8 moc rzędu 800 KM. Porsche również próbowało zaszaleć i analizowało stworzenie wielkiej jednostki V16, ale ostatecznie uznano, że dodatkowe 80 kg i 27 cm rozstawu osi źle wpływałoby na prowadzenie. I wtedy w głowie Piëcha pojawił się karkołomny pomysł. Zadanie turbodoładowania silnika z 917 powierzył dwóm swoim najlepszym inżynierom – szefowi działu silników wyścigowych Valentinowi Schäfferowi oraz legendarnemu twórcy jednostek napędowych Hansowi Mezgerowi. Odpowiedzieli oni motorem o pojemności powiększonej do 5 l z dwiema turbosprężarkami firmy Eberspächer, do tej pory montującej takie systemy w ciężarówkach. Gdy dwaj inżynierzy po raz pierwszy umieścili swoje dzieło na hamowni i wcisnęli gaz w podłogę, barometr hydrostatyczny, podłączony do silnika w celu kontroli ciśnienia doładowania, wystrzelił fontanną rtęci w górę i skropił ich toksycznym deszczem – oczywiście, ku wielkiej uciesze bohaterów tej opowieści. Takie to były czasy, tacy ludzie i taki to był silnik.
Ewolucja silników 911 Turbo długo podążała równolegle do tych z Carrery. W 996 nawet po przejściu na chłodzenie cieczą nadal korzystano z niezwykle cenionego „bloku Mezgera”.
To oni odpowiadają za „Turbo” w 911 Turbo: Hans Mezger oraz Valentin Schäffer.
W tym momencie Schäffer i Mezger wiedzieli już, że stworzyli potwora. Wkrótce mieli się o tym przekonać zawodnicy – wyposażonym w owoc powyższych prac 917/10 podczas pierwszego dnia testowego na Hockenheimie to wypadali z zakrętów ze względu na jazdę ze znacznie wyższą prędkością, niż się spodziewali, to obracali się w miejscu. Byli pierwszymi kierowcami Porsche, którzy musieli zmierzyć się ze słynną turbodziurą, przez całe dekady utożsamianą z prowadzeniem szybkich, ale podchwytliwych aut tej marki o oznaczeniu „Turbo”. Turbodziurę można określić jako moment, gdy turbosprężarka jeszcze nie działa, by dopiero za chwilę osiągnąć właściwe ciśnienie doładowania i dostarczyć kołom przytłaczającą falę mocy. Inżynierowie Porsche byli świadomi tego wyzwania i od początku starali się z nim walczyć. Najpierw przez proste zawory upustowe wyrównujące ciśnienie i pokrętła, za pomocą których kierowca mógł ręcznie regulować siłę działania turbo. W kolejnych dekadach rozwój techniczny przyniósł coraz bardziej wyrafinowane rozwiązania: dwie turbosprężarki o różnej wielkości, połączone sekwencyjnie, w 959, układ biturbo w 993 Turbo, zmienną geometrię łopatek turbosprężarki (VGT) w 997 Turbo, czy w końcu wspomagający „od dołu” niewielki układ hybrydowy T-Hybrid w najnowszym 992.2 GTS.
W środku i na zewnątrz: porównanie różnic równolegle produkowanych w 1976 r. 911 S Targi i 911 Turbo Carrery (jak nazywano 930 na rynku Ameryki Północnej).
Gdy w 1977 r. turbodoładowanie przedostało się do Formuły 1 za sprawą Renault, o pomoc do Porsche zwrócił się Ron Dennis z McLarena. Opracowany dla niego przez Hansa Mezgera silnik, brandowany jako T.A.G., zbudował potęgę zespołu, dając mu pięć pierwszych tytułów mistrza świata.
Tempo rozwoju było takie, że 917/10 w debiutującym sezonie 1972 w Can-Amie generowało 850 KM, a rok później – ponoć aż 1600 KM w ustawieniu na kwalifikacje (co nigdy nie zostało zweryfikowane przez brak odpowiedniej hamowni). Porsche absolutnie zdominowało stawkę złożoną z bolidów Shadowa, Loli i McLarena. Śladem FIA amerykańscy organizatorzy szybko zmienili przepisy tak, by przerwać hegemonię Porsche. Nim Niemcy opuścili USA, pobili jeszcze modelem 917/30 rekord średniej prędkości na owalu Talladega Speedway. Wyniósł on 356 km/h i utrzymał się przez kolejne 10 lat.
911 Carrera RSR wprowadziło 24h Le Mans w erę turbodoładowania. Choć dokonało tego z niewielkim silnikiem 2,1 l, jego potęgę zdradzały szerokie walce tylnych kół i wielkie skrzydło.
W tym czasie Porsche miało już nowy cel dla oswajanej technologii. Podczas gdy program wyścigowy marki przeniósł się z prototypów na 911, Niemcy w 1974 r. niepostrzeżenie wprowadzili do europejskich pucharów 911 Carrerę RSR. Pionierski bolid z niewielkim silnikiem 2,1 l połączonym z turbo KKK był pierwszym samochodem wyposażonym weń na starcie do 24h Le Mans i z miejsca zmienił zasady tego wyścigu, tym razem już na dobre. I choć w pierwszym roku przez brak drogowego odpowiednika musiał startować w topowej klasie prototypów, to jednak w sensacyjnym stylu wywalczył wśród nich drugie miejsce. A już rok później następca tego modelu mógł zdominować klasę aut GT za sprawą debiutu (równo 50 lat temu) drogowego modelu 930 Turbo...
Warsztat Porsche w Teloché, nieopodal Le Mans. To właśnie tutaj i w tym gronie osób w 1970 r. wyklarował się pomysł skorzystania z turbodoładowania w prezentowanym 917.
turbohistoria
Gdy zadebiutował już silnik spalinowy, szybko pojawiła się potrzeba jego doładowania. Idea była prosta – do zwiększenia efektywności spalania potrzeba albo więcej paliwa, albo więcej tlenu zawartego w powietrzu. Wie to każdy, kto podsycał ogień dmuchaniem w ognisko. Także wydajność silnika spalinowego można zwiększyć przez dostarczenie mu dodatkowego tlenu. Już od 1878 r. dokonywano tego za pomocą sprężarki mechanicznej. W 1905 r. szwajcarski inżynier Alfred Büchi zaprezentował alternatywę w postaci turbosprężarki. Była to maszyna wirnikowa tłocząca powietrze pod zwiększonym ciśnieniem do cylindrów przez łopatki sprężarki, które kręciły się z wysoką prędkością w wyniku osadzenia na jednym wale z turbiną, napędzaną z kolei odrębnymi kanałami przez pęd spalin wyrzucanych z układu wydechowego. To zgrabne i znacznie wydajniejsze od sprężarki mechanicznej rozwiązanie powstało co prawda na potrzeby przemysłu lotniczego, w którym próbowano poradzić sobie z problemem spadku mocy silników po wzniesieniu na wysokość z rozrzedzonym powietrzem, ale z czasem zaczęło podbijać kolejne sektory transportu. W latach 30. patent Büchiego dotarł do ciężarówek i autobusów. Na rynku aut osobowych zadebiutował dopiero w 1962 r., w dwóch nieomal równocześnie przedstawionych amerykańskich wozach – Chevrolecie Corvairze Monzy i Oldsmobile’u Jetfire. Sukces rodził się w bólach, gdyż oba modele już po roku wycofano z rynku w niesławie ze względu na dużą usterkowość. Również BMW 2002 Turbo, pierwszy europejski model tego typu, mimo kultowego dziś statusu znalazł ledwo 1672 nabywców. Kryzys paliwowy z 1973 r., który pogrzebał jego szanse na powodzenie, był też przyczynkiem do wykorzystania tego rozwiązania do obniżania zużycia paliwa. Wraz z pojawieniem się pierwszego turbodiesla – Mercedes W116 300SD z 1978 r. – turbo zaczęło docierać do kolejnych segmentów i w zapoczątkowanej w latach 90. erze downsizingu silników stało się domyślnym rozwiązaniem.