史提夫麦昆(从赛道到公路的)
从 550 Spyder 到赢得勒芒大奖的 919 Hybrid 等等。
放大 / 保时捷博物馆于 2023 年 9 月在 Rennsport Reunion 7 上将大量玩具带到了拉古纳塞卡。
保时捷提供从华盛顿特区到圣何塞的航班,并在酒店住了四晚,这样我们就可以参加在拉古纳塞卡举行的 Rennsport Reunion 7。Ars 不接受付费编辑内容。
加利福尼亚州蒙特雷——很少有汽车品牌能够像保时捷那样占据思想份额。今年庆祝成立75周年,该公司刚刚举办了第七届Rennsport Reunion,这是一场车展,在北加州的Laguna Seca赛道举行了比赛。9月底,它吸引了超过90,000名保时捷爱好者。
从二战后开始,保时捷就专注于使用巧妙的工程技术为喜欢开车的人制造汽车。这些巧妙的工程大多首先在赛道上得到证明,然后才跳到更合法的道路。几乎所有的东西都在Rennsport Reunion上展出,从早期的双火花塞发动机到早期的空气动力学实验,涡轮增压,混合动力,以及现在的极高性能电动汽车。
早期
第一辆保时捷设计的赛车早于家族企业,可以追溯到 1934 年和令人生畏的 Auto Union V16。但第一辆工厂制造的保时捷赛车花了五年时间才跟随该公司于 1948 年出现的第一辆公路车。当保时捷开始制造 356 时,客户开始在短跑、爬山和长距离比赛中参加比赛,并恳求工厂看看它是否能提供更多的动力,尤其是来自美国车主的动力。
沃尔特·格洛克(Walter Glöcker)制造的保时捷发动机特辑于1951年和1952年在欧洲和美国进行了一些成功的比赛,但直到1953年,第一辆保时捷550才开始比赛,这次是在当年5月纽博格林的埃菲尔赛道上。它赢得了第一次出局。那年6月,第二辆车已经准备好参加勒芒比赛——一辆和第一辆轿跑车一样——两人在同级别中分别获得了第一和第二名,发动机容量为1.5升或更小的汽车。
放大 / 保时捷 550 Spyder 是该公司首款专用赛车。它最出名的是詹姆斯·迪恩(James Dean)在驾驶时丧生的汽车。
关于该发动机:它位于驾驶舱和后轴之间,就像第一辆356原型机一样,但与随后的所有356不同 - 后置发动机,而不是中置发动机 - 这更适合重量分布和操控。
356 使用带有推杆阀的改进的大众风冷平板四缸发动机,这些也在 550 年代初使用。但在 1953 年,保时捷为 550 调试了一款新发动机,设计师恩斯特·福尔曼(Ernst Fuhrmann)则更加激进。它的容量几乎正好为 1.5 L(准确地说是 1.498),比推杆发动机或当时的大多数发动机具有更大的缸径和更短的冲程。法拉利也喜欢这种超方形的方法,这种方法又花了20年左右的时间才赶上其他人。
Fuhrmann 没有使用推杆操作的气门,而是选择了复杂的轴驱动凸轮布置,每个气缸组两个。每个气缸有两个火花塞,安装在燃烧室的侧面,而不是在中心使用一个火花塞。这款 547 型发动机的各个方面将继续为未来的保时捷发动机提供信息,尽管有时会有一些滞后——保时捷直到 1988 年才在公路车发动机中引入双火花塞。
赛道也是学习空气动力学的有用场所。1963年的保时捷904是第一个开始应用这些教训的车型。该车的设计符合新的 2.0 升跑车赛车规则——该公司还需要几年时间才能制造出发动机大而强大的赛车,以便在勒芒等比赛中取得全面胜利。
由费里的儿子、费迪南德的孙子“Butzi”保时捷设计,它需要在空中滑行时看起来不错——保时捷必须制造 100 辆汽车才能认证设计,尽管它最终总共制造了 159 辆。Butzi将汽车的高度保持在尽可能低的水平,以尽量减少其正面面积,起初,原型车的前挡泥板紧紧地缠绕在车轮上,以至于它们无法转弯。当时的重点是减少阻力,904 的阻力系数为 0.33——对于赛车来说还不错,即使对于我们这些现在习惯了 Cds 在 0.2 范围内的电动汽车的人来说也是如此。
906 紧随 904 之后,一个重大变化是引入了 2.0 升六缸发动机。这辆车甚至更低,只有38.6英寸(980毫米),并且在1966年勒芒24小时耐力赛上首次亮相时,四辆车中有三辆配备了长鼻子和尾部延伸,以使它们在空中更有效率。906 长尾的阻力系数为 0.31,在勒芒可以达到 174 英里/小时(280 公里/小时),但它走得越快,产生的升力就越大——这是你在赛车中最不想看到的。
这种特质在 917 中被放大了。它于 1969 年首次参加比赛,具有绝对邪恶的操控性和早期的主动空气动力学形式——每个后轮上方的襟翼会在驾驶员转动方向盘时卸载。早期的 917 是一件可怕的事情,至少有一名司机以自保的名义在跑步初期故意破坏汽车。但它因史蒂夫·麦昆(Steve McQueen)的电影《勒芒》(Le Mans)而闻名,该电影描绘了(某种程度上)1970年的比赛。
在那一年,由于海湾赛车队总工程师约翰·霍斯曼(John Horsman)的一些遮荫树工程,高速升降机生成问题基本得到解决。他在一次测试中注意到,当汽车返回维修站时,除了汽车的后甲板外,它被死蚋覆盖。意识到这表明汽车上的气流存在问题,霍斯曼和一对机械师使用一些金属板来创造一种新的尾部形状,产生下压力,将后轮推入地面而不是将它们抬起。
保时捷也开始更加关注公路车的空气动力学。1971 年,该公司为 911 增加了一个前扰流板,试图防止该车在高速行驶时产生升力,随后推出了现在标志性的 Carrera RS 2.7,其后部有一个可爱的鸭尾。然后是鲸鱼尾巴,到 1988 年,911 的主动后扰流板。如今,911 GT3 RS 可在 285 公里/小时时产生 1,895 磅(860 千克)的下压力,低下压力设置可降低速度,这得益于主动式前后翼元件。
强制诱导
我们将坚持使用 917 实现另一项重大突破。除了参加勒芒和其他遵守这些规则的比赛外,保时捷还想制造一辆汽车来参加北美的加美锦标赛。最接近无规则公式的,CanAm由迈凯伦主导,拥有越来越大的V8发动机,能够产生巨大的动力输出。保时捷制造了一辆敞篷 917 来与 CanAm 竞争,但其自然吸气式 flat-12 在竞争中下降了近 200 马力(150 千瓦)。输入涡轮增压 917/10。
事实上,保时捷采取了两种策略,还创造了自然吸气的风冷水平对置 16 发动机以及涡轮增压水平对置 12。但事实证明,后者远没有那么复杂,并且提供了惊人的功率水平。虽然一开始可能也不是特别可靠,但 917/10 测试车有时在到期前勉强从维修站出来。
这对涡轮增压器(每个气缸组一个)也没有使汽车更容易驾驶。涡轮增压器的工作原理是使用废气将涡轮机卷绕起来,从而迫使更多的空气进入气缸,但在有足够的废气压力来实现这一点之前,它无法做到这一点——这被称为“涡轮迟滞”。如今,这几乎不是问题,但对于 917/10 来说,这意味着提前计划。
“917/10 是一辆残酷的汽车,因为它的马力和制动能力,它不喜欢高速弯道。它在慢速弯道上很好,但快速的弯道——亚特兰大路有一些快速的弯道——就像你必须用皮带穿过弯道才能卸货。当你这样做时,你最好直截了当地指出它,“乔治福尔默说,他以917/10赢得了1972年CanAm冠军。
“直到俄亥俄州中部的比赛,我才真正在保时捷中感到舒适。俄亥俄州中部是一条难以驾驶的赛道,因为涡轮增压滞后于慢速弯道。我花了一段时间才学会告诉自己放下油门是可以的,“Follmer说。使用70年代的轮胎和安全性控制900马力(671千瓦)的功率并不容易,但第二年,917/30在排位赛期间可以产生1,600马力(1,193千瓦)的功率,增压高达40 psi(2.76巴)。
燃料危机结束了 Canam 在 1973 赛季结束时的辉煌岁月,但在 1975 年,马克·多诺霍在阿拉巴马州的塔拉迪加创造了 221 英里/小时的新封闭赛道记录。当多诺霍在创纪录的圈数后进入维修站时,汽车的后部真的着火了。
保时捷的第一款涡轮增压公路跑车于 1974 年上市销售,如今,除了 718 Cayman GT4 和 911 GT3 变体外,几乎所有内燃机动力汽车都配备了强制感应功能。
对不起,我不能发音
我为此作弊,因为虽然有不少保时捷 956 参加了 Rennsport Reunion 7,但从技术上讲,它们都没有配备保时捷 Doppelkupplungsgetriebe 或保时捷双离合变速器。这项技术现在在保时捷的公路车系列中很常见,也被许多其他汽车制造商使用,可以追溯到 1960 年代,当时它由一位名叫 Imre Szodfrit 的匈牙利工程师带到保时捷。
零件的名称让游戏变得清晰起来——变速箱具有两个离合器和两个轴,一个带有偶数齿轮,另一个带有奇数齿轮。一次只能接合一个离合器,但可以选择另一个轴上的齿轮,并通过关闭一个离合器并打开另一个离合器来快速接合。PDK 最初被设想为保时捷公路车的自动变速器,但直到 1980 年代初才真正发生任何事情。
1983 年,保时捷开始在其工厂运营的一辆 956 赛车中测试 PDK 变速箱,并于 1984 年在意大利伊莫拉首次参加比赛。这不是一个吉祥的开始;离合器包在赛车的第一圈练习中爆炸,在比赛中,赛车设法超过了该里程,然后在第二圈过期。PDK 在 1985 年的一些比赛中出现在一辆 956 上,在英国的 Brands Hatch 获得第五名,并在马来西亚的比赛中领先,然后半轴断裂。
1986 年,956 被 962 取代,后者将驾驶员的脚移回前轴后面。PDK 盒子使汽车的重量增加了 88 磅(40 公斤),但在法国保罗·里卡德的测试中,换档的速度要快得多(与人类驾驶员手动换档相比)显示出每圈高达 1.2 秒的速度优势。同年 4 月,配备 PDK 的 962 在意大利蒙扎首次赢得比赛。
Enlarge/保时捷的 956 和 962 在 1980 年代主导了跑车比赛,但也充当了公司尝试新技术的试验台。
很明显,保时捷从未认为PDK足够成熟,可以冒险在勒芒使用它。并不是所有的司机都喜欢它。“在保时捷期间,我有时会对一些事情进行调整,开发PDK变速箱或ABS制动器,”德里克贝尔去年告诉赛车运动。
“我说我加入保时捷是为了成为一名赛车手,而不是一名开发车手,”他继续说道。“如果你想让我开发一些东西,我会在保罗·里卡德(Paul Ricard)呆六个月,但我想赢得比赛。[Helmuth] Bott教授从不争辩,至少你知道你可以对他说。但他的反驳总是:“贝尔先生,我们必须开发一些东西,因为在比赛会议后的星期一早上,我们必须告诉董事会我们发现了什么。每场比赛都必须是某种东西的发展。每次我婊子和呻吟时,我都会听到这种声音。他们是对的;我尊重这一点。一旦你理解了这一点,你就会明白保时捷为什么要参加比赛。
直到 2008 年,保时捷才觉得 PDK 的技术已经足够成熟,可以过渡到公路上,当时它取代了传统的变矩器“Tiptronic”变速箱,后者是 911 中手动变速箱的替代品。现在,大约四分之三的718和911买家选择PDK,尽管对于718 GT4和911 GT3等更专业的车型,这一比例下降到一半左右。
保时捷首款超级跑车
1980 年代,另一辆超高速保时捷出现在现场。956和962被设计为C组的规则,用于运动原型赛车。1981年底公布的另一套法规称为B组。该类别不是小批量制造的原型,而是要求制造商制造 200 辆示例才有资格参加世界拉力锦标赛。
B组产生了一些外观奇怪的机器,通常带有更平凡车型的过度引擎版本,如MG Metro或雷诺5。不过,不是保时捷;它想要一辆超级跑车,公路车400马力(300千瓦),拉力赛车450马力(335千瓦)。PDK因其当时的复杂性而被排除在外,取而代之的是,959将配备六速手动变速箱和四轮驱动。
计算机控制的四轮驱动系统花了一点时间才能有效工作。在此之前,后置发动机的保时捷由于后轴后面的所有质量而因转向过度而声名狼藉。但起初,4x4 传动系统在急转弯时遭受了可怕的转向不足。更宽的前轮胎和对前防侧倾杆的调整使这一点得以实现,结果是比后置发动机后轮驱动 911 更稳定的操控性。
虽然仍在开发中,但 4WD 系统在 1984 年进行了一次极端测试,当时保时捷驾驶 953 参加了巴黎-达喀尔拉力赛——本质上是一辆带有拉力悬架和 4WD 传动系统的 911。它轻松获胜。
对于 959 来说,可悲的是,当它于 1987 年准备生产时,B 组在亨利·托伊沃宁和他的副驾驶塞尔吉奥·克雷斯托在科西嘉岛的一次集会上去世后被这项运动的组织机构禁止。专为赛道而不是拉力赛设计的版本,称为 961,在 1986 年和 1987 年参加了几次比赛,并于 1986 年在勒芒获得第七名。
保时捷制造了 282 辆 959 车型,与法拉利的 F40 相比,它在当时受到了影响。那辆车还采用了凯夫拉复合材料和非常强大的涡轮增压发动机等异国情调的材料,但它并没有打扰4WD。与 959 不同的是,它实际上可以突破 200 英里/小时(321 公里/小时);尽管目标是双吨,但 959 在标准装饰中只能达到 197 英里/小时(317 公里/小时)。
保时捷在 1988 年的 Carrera 4 中增加了 4WD 作为普通 911 的一个选项。
水冷却速度比空气快
上面提到的大多数保时捷发动机都有一个共同的特点,那就是使用空气冷却。但正如基本的物理学告诉我们的那样,水是比空气更好的热导体,几十年来,水冷发动机一直是常态。
保时捷对水冷并不过敏——前置发动机 924、928、944 和 968 的发动机都使用水冷。但 911 后部的古老六缸发动机坚决采用风冷。它的第一台全水冷水平对置六缸发动机于 1986 年出现,安装在 962 赛车上,959 采用水冷气缸盖。生产型 911 直到 1997 年推出 996 代汽车才获得散热器。
但它的发动机在一年前的911 GT1中进入了赛道,这是一款勒芒赛车,按照新规则建造,旨在鼓励更多基于生产的赛车。其特点是 993 代 911 的前半部分,配备中置双涡轮增压水冷水平对置六缸发动机。保时捷驾驶 GT1 三个赛季,在 1997 年的赛车上引入了 996 的造型,然后在 1998 年制造了一辆全新的汽车,本质上是一个带有 996 造型线索的原型车。这辆车让保时捷在勒芒获得了第 16 次总冠军。
21世纪氛围
没有LMP2000参加Rennsport Reunion,直到最近才知道汽车的存在。它是为勒芒设计的,预计它将在 2000 年参加比赛,保时捷知道它的水平对置六缸发动机不再适合这项工作。工厂决定使用5.5升自然吸气V10,为F1设计了3.5升V10(从未参加过比赛)。但保时捷当时的老板更关心的是保持灯亮而不是赛车,LMP2000被搁置,转而开发 Cayenne SUV,如前所述,它继续拯救了公司。
但 V10 并没有死。相反,它在2000年巴黎车展上重新出现在一辆名为Carrera GT的令人惊叹的概念车的后部。四年后,保时捷的第二辆正式超级跑车(继 959 之后)开始销售,现在配备 5.7 升版本的 V10 发动机。你在这些照片中看到的汽车不是量产的Carrera GT,尽管我确实在其中一个停车场发现了一对夫妇。不,这是来自巴黎的展示车,配备了原型 5.5L V10 和内饰上的一些奇妙细节。
是的,那是 2000 年的 Carrera GT 概念车,而不是 2004 年的量产车。
2005年底,保时捷准备再次进行原型赛车,并制造了一款名为RS Spyder的新车,以参加LMP2级别的比赛。该公司选择了IMSA的美国勒芒系列赛参加比赛,并与Penske签订了经营两辆汽车的合同,更新了在CanAm年代带来如此多胜利的关系。
在其亮黄色车身下,RS Spyder配备了3.4升自然吸气式水冷90°V8发动机。尽管是LMP2汽车,但RS Spyder与奥迪更重,更强大的LMP1汽车竞争激烈。它第一次赢得了班级冠军,第二年,它统治了LMP2,甚至在当年5月在俄亥俄州中部获得了总冠军。2007年,RS Spyder在ALMS中赢得了八次总冠军,并获得了另外三个级别的胜利。2008 年,经过改进的直喷 V8 发动机,尽管重量有所增加,但其中一辆赛车还是赢得了赛百灵艰苦的 12 小时耐力赛。
添加一些电子
RS Spyder的发动机继续了另一种生活。随着冲程的增加,容量从3.4升提高到4.6升,它被投入使用在2013年至2015年上市销售的918 Spyder上。918 Spyder代表了新一代高性能汽车,从超级跑车演变为超级跑车。带有一对驱动前轮的电动机的混合动力系统补充了 V8,V8 通过七速 PDK 变速箱将其动力和扭矩传递到后部。(这款V8发动机的另一个衍生产品,现在配备了双涡轮增压器,今年在保时捷963中重返赛道。
这看起来像 2010 年代初的任何其他 911 GT3 R,但它实际上是一款混合动力车。
该混合动力系统在进入展厅之前也经过了比赛验证。2010 年,保时捷在日内瓦车展上推出了一款看起来像普通 911 GT3 R 赛车的产品。但橙色和白色的赛车与其他 911 赛车不同。
打开 911 GT3 R Hybrid 的乘客侧车门,您会注意到一个黑色碳纤维箱,里面有一些电缆。这是一个电动飞轮,连接到一对驱动前轮的 80 hp (60 kW) 电动机。在制动下,电动机将收集动能并将其存储在飞轮中,以高达 40,000 rpm 的速度旋转。当需要时,电机可以从飞轮中获取动力,在长达 8 秒的短时间内展开它。混合动力系统的卓越效率使该车在 2010 年纽博格林 24 小时耐力赛中占据优势,在比赛的大部分时间里都处于领先地位,然后在还剩两个小时时抛锚。
飞轮混合动力系统实际上并没有多少;奥迪采用了这项技术,并用它赢得了勒芒的整体冠军,但公路车应用似乎不太可能。但 918 Spyder 的前桥混合动力系统是 GT3 R Hybrid 的直接演变。
强大的 919 Hybrid 于 2014 年出现,比 918 Spyder 晚一年。它也是混合动力车,但它是由涡轮增压V4发动机和混合动力系统驱动的原型赛车,几乎与F1赛车一样复杂。话又说回来,据信 919 计划花费了保时捷 F1 级别的预算来设计和竞选。但这项投资带来了结果:保时捷从 2015 年到 2017 年连续三次驾驶 919 Hybrid 赢得勒芒冠军。然后它继续打破 919 Evo 的单圈记录。
可悲的是,混合动力保时捷赛车现在在禁用混合动力系统的情况下运行,因为它们从未设计为在博物馆中维护多年。
与本文最相关的是 919 Hybrid 的电池组——它在 800 V 下运行,这给了保时捷一堂课,后来它应用到了它的第一款电池电动汽车 Taycan。
纯电动汽车赛车代表了保时捷工程师的下一个前沿领域。目前还没有任何合适的锦标赛可以参加,但Mission R和718 GT4 ePerformance是它如何探索这一概念的例子,目标是开发一款能够在两次充电之间完全比赛30分钟的电动汽车。对于这些汽车,保时捷已将电池组调至 900 V,具有 603 hp(450 kW)的比赛模式和 1,088 hp (800 kW) 排位赛模式。
718 GT4 ePerformance正在进行开发计划,保时捷将把这款车带到世界各地的不同市场收集反馈。虽然这将用于通知客户赛车电动汽车,但您可以确定保时捷在那里学到的任何东西也可能及时出现在其公路车上。我们已经很好地了解了其中之一的外观 - 900 V动力总成也出现在今年的Mission X概念中。