40 年ぶりのポルシェのグループ C アイコン: パート 3、パワートレイン技術

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2023 年 1 月 1 日、午後 1 時 41 分

956 のエンジンは、水冷シリンダー ヘッド、空冷シリンダー、4 バルブ技術を備えた 6 気筒ボクサー エンジンでした。 これは、1979 年にポルシェ インタースコープ プロジェクト用に開発されたインディカー エンジンをベースにしていました。当時メタノール用に設計されたこの 2.65 リッター エンジンは、排気量 3.2 リッターで700PS。 グループ C で使用するために、タイプ 936/81 エンジンはグループ C の燃費計算式を満たすように大幅に改良されました。 エンジンの最高回転数が低下し、過給圧と圧縮が調整されました。

956 のタイプ 935/76 エンジンは、ボア 92.3 mm、ストローク 66 mm で、排気量は 2649 cc でした。 最大圧力 1.2 bar の 2 つの KKK タイプ K26 ターボチャージャーによってブーストされ、8,200 rpm で 620 PS の最大出力を発揮し、5,400 rpm で 630 Nm の最大トルクが得られました。 車のデビュー後の数年間で、本質的にはほとんど変更されていなかったこのエンジンは、ボアとストロークの点で変更され、排気量 2994 cc のさらなるエンジン バージョン (タイプ 935/79、935/82、935/83) が生産されました。 ) および 3164 cc (タイプ 935/79、935/86)。

911の「メッガー」エンジンをベースにしたレーシングエンジン

それまでに製造されたすべての 6 気筒ボクサー レーシング エンジンの場合と同様、1963 年に初代ポルシェ 911 用にハンス メツガーによって設計されたエンジンも、タイプ 935/76 エンジンの基礎を形成しました。 上下2分割のクランクケースは911(930)ターボのユニットをベースにレース用に改良したもの。 たとえば、クランクケースはシリンダー側面に向かう流れの点で最適化され、個々のシリンダーユニット間に大きな窓を設けて、より好ましい圧力条件を確保し、望ましくないポンピングロスを最小限に抑えました。 911 の量産エンジンと同様に、シリンダー スタッド ボルトは高合金鋼である Dilavar で作られていました。

クラシックなレーシング エンジンのデザインは、チタン製で鏡面仕上げに磨かれた 6 本のコンロッドに反映されています。 1980 年代半ばから、エンジンには耐久性を向上させるためにショットピーニングされたチタンコンロッドが採用されました。 ショットピーニングプロセスは、F1 の TAG ターボ エンジンの量産と同時に使用され、その後すぐに、956 および 962 のエンジンと密接に関連した 959 スーパー スポーツ カーにも使用されました。

シリンダーバレルセットは技術的なハイライトでした。 冷却を向上させるために、ピストンのリング溝の領域に円周状の冷却チャネルがあったことは注目に値します。 シリンダーとシリンダーヘッドが単一のユニットを形成する「ブラインドシリンダー」は、特に技術的な喜びでした。

この珍しい技術的ソリューションは、競技中に遭遇する実際的な問題に対応して開発されました。 というのは、ピットインしてコースに戻る途中でシリンダーヘッドのガスケットが焼き切れてしまうクルマが時々いたからだ。 これらの欠陥の原因は、ディラバー製のシリンダー ヘッド フィッティングがアルミニウム製のシリンダーやシリンダー ヘッドよりも冷却が遅く、その結果シリンダー ヘッド ガスケットの予圧が低かったためです。 ポルシェは、水冷シリンダーヘッドと956の空冷（後に水冷）シリンダーを電子ビームプロセスを使用して溶接することでこれに対抗した。 この設計では、ホーニングツールが燃焼室に向かって振れることなく処理する必要があったため、ニカシルでコーティングされたシリンダーのホーニングに対する要求が高まりました。 ただし、このプロセスはその時点では問題なくマスターされました。

ツインオーバーヘッド、ギア駆動カムシャフト

タイプ 935/76 エンジンでは、カムシャフト ハウジングがシリンダー ヘッドのオーバーラップ コンポーネントとして機能しました。これは、911 の最初の「メッガー」エンジンにも適用されました。同じことがカムシャフト ドライブの中間シャフトにも適用され、ボクサーエンジンの設計上のシリンダーオフセットを考慮して、前後に2つのギアが配置されています。 ただし、レーシング エンジンにはそれぞれ 2 つのオーバーヘッド カムシャフトがありました。 これらもチェーンではなく、非常に正確なギアドライブによって駆動されていました。 シリンダーヘッドの出口側では、非常に高い熱負荷を受ける出口チャネルに直接シリンダーヘッドにつながる大きな水パイプガイドが目立っていました。 注目に値するのは、左右のエンジン側に独立した完全に自給自足の冷却回路があり、それぞれに独自の冷却水ポンプが付いていることです。

911 のすべての空冷量産エンジンは、各シリンダー バンクにオーバーヘッド カムシャフトを備え、ロッカー アームを介して関連するバルブ作動を備えていますが、956/962 のグループ C レーシング エンジンは、タペットを介して直接バルブ作動を備えていました。 バルブクリアランス自体はオーバーヘッドシムを介して調整されました。 このタイプのバルブ作動は、911 ベースのポルシェ シリーズ生産車両および 959 スーパー スポーツカーで初めて使用されました。

このタイプのエンジンでは慎重な組み立てが不可欠でした。 これは、特にカムシャフト駆動用のギアカスケード内の歯面クリアランスに当てはまります。 ここでのクリアランスが小さすぎると、ベアリングや歯面の損傷につながります。一方、クリアランスが大きすぎると、動作ノイズが増加し、タイミングが不正確になるため、性能と耐久性に悪影響を及ぼします。

レーシングエンジンでは慣習的であったように、燃焼室は計測されました。 このゲージは燃焼室容積、ひいては圧縮比を制御するために使用されました。 最適なパフォーマンスと可能な限り最高の走行動作を実現するには、すべてのシリンダーで値が同一である必要があります。 この測定は、高すぎてターボ エンジンに致命的な影響を与える可能性がある圧縮比を除外するためにも使用されました。

カムシャフト ドライブのホイール ハウジング、ツイン ターボチャージャー用の 2 つのマグネシウム オイル スカベンジ ポンプと、それぞれ排気カムシャフトによって駆動されるシリンダー ヘッド サクション システム、またはカーボンファイバー ラミネート製の 9 ブレード ファン インペラなどの多数のコンポーネントが、また、エンジンの一貫した軽量構造も証明されました。

機械式燃料噴射から電子式燃料噴射へ

タイプ 935/76 エンジンは、クーゲルフィッシャーによる機械式燃料噴射を特徴としていました。 「しかし、1982年末のポール・リカールでのテストドライブで初めてボッシュ モトロニック MS2を使用しました」と、1976年からポルシェのモータースポーツ部門で働き、ボディコントロールの責任者だったハンス・エッケルト氏は振り返る。グループCカーのシステム。 彼は1983/84年にはステファン・ベロフのチーフメカニック、1986/87年にはハンス・ヨアヒム・シュトゥックのチーフメカニックも務めた。 ボッシュ モトロニック MS2 は、1982 年 9 月、スパ フランコルシャン 1,000 km レースのフリー走行中に、現在タイプ 935/79 として知られるエンジンに初めて使用されました。 新しい燃料噴射システムが次に使用されたのは、1983 年 4 月 10 日のモンツァ 1,000 km レースに遡ります。

ポルシェは、インディカー プロジェクトの一環として 1979 年にはすでにボッシュ モトロニック エンジン管理システムの使用を開始し、1981 年の 924 GTP ル マンでは量産の準備がほぼ整っていた同様のシステムを使用しました。ポルシェがモトロニックを 956 に適用したとき、ボッシュの強力なサポートを受けて、ボッシュは完璧なエンジンチューニングを目的としたデータロギングシステムを開発しました。 このシステムは、点火マップと燃料噴射マップをプログラムするための基礎として、エンジン速度、ブースト圧力、スロットル バルブ位置、アクセル ペダル位置などの値を記録できます。

当初、マップの作成と変更には非常に時間がかかりました。 これは 16 進コードに基づいており、コンピューターで作成してチップに保存する必要がありました。 次に、このチップをモトロニック制御ユニットに挿入しました。

しかし、すべての努力は価値がありました。 モトロニックは、グループ C で特に重要であった燃費を改善しただけでなく、より多くのパワーを提供しました。 その後の数年間で、モトロニック 1.7 は、ノック コントロールの開発と、ドライバーがアクティブ化できる 2 つの異なるマップのオプションにより、大きな進歩を遂げました。

911 (930) ターボをモデルにしたレーシング ギアボックス

前進 5 速、後退 1 速のギアボックスは、911 (930) ターボのギアボックスを一部ベースにしており、最大トルクが 800 Nm を超えるように設計されています。 標準のギアボックスと同様に、ヘリカルギアペアが装備されていました。 ポルシェは、マグネシウムハウジングと固体チタンから機械加工されたリアアクスルドライブシャフトフランジの形で軽量構造を採用しました。

独立したギアボックス オイル冷却システムを備えたパワー トランスミッションは、3 つのハウジング セクションに分割されていました。クラッチ ハウジング、つまり「牛の角」は、車両上の大きなマグネシウム部品であり、リア サスペンションのキャリアとしても機能しました。 。 リミテッドスリップディファレンシャルを備えたリアアクスルドライブは中央セクションに配置されました。 リジッドスルードライブにより100パーセントのロック効果を実現しました。 956 ではディファレンシャル ハウジングは軽量のマグネシウムで作られていましたが、962 C では安定性を高めるためにアルミニウムで鋳造されました。 最後に、後部セクションにはギアボックスが収容され、上部に入力シャフト、下部に出力シャフトが配置されました。

エンジンの場合と同様に、メカニックがギアボックスの組み立て中に最大限の注意を払うことが重要でした。 特にシフトフォークは、入力シャフトと出力シャフトのナットを締めた後、走行中に最適なシフト性能を確保するために、調整ハウジングを使用して非常に敏感かつ正確に調整する必要がありました。

ポルシェのデュアルクラッチギアボックス PDK

ポルシェは 1960 年代後半には、エンジンの出力を実質的に中断することなくギアシフトを実行できるようにすることを目的として、デュアル クラッチ ギアボックスの開発に取り組んでいました。 このようなギアボックスが完全に機能するために基本的に必要な制御電子機器が当時は入手できなかったため、ポルシェが 956 用に開発した最初の PDK と同様に、このシステムは依然として純粋に機械的に機能していました。」 「ほとんど実行可能な選択肢ではありませんでした。システムは時々非常に不安定に動作し、ドライバーに不快な驚きを与えました」とシンガーは回想します。 そこで、電子油圧制御システムへの切り替えが急遽決定されました。

PDK は 2 つのクラッチで動作し、2 本の別個のドライブ シャフトを介してエンジンとの動力接続を交互に確立しました。 しかし、1984 年 3 月にポール リカールで 956 との比較試乗を行った際、ヨッヘン マスは依然としてマニュアル トランスミッションよりも PDK を使用した方が 1 周あたり 2.3 秒遅かった。 2 年後、ハンス-ヨアヒム シュトゥックは PDK で依然として 1.4 秒を失いました。 1986年のル・マンのプレテストで明らかなように、PDKもトップスピードを失った。 テストスタンドでのパフォーマンス測定により、最終的に PDK は高回転域で約 20 PS を消費することが明らかになりました。 PDK も非常に労働集約的でした。 同時代の目撃者の一人は、その時のことをよく覚えており、「毎日ギアボックスを取り付けたり取り外したりしなければならなかった」と語った。

その瞬間は、1 年後の 1987 年についに訪れました。その間、PDK は電子機器だけでなく油圧制御の分野でも改良され、出力損失はわずか 2.6 PS になりました。 ハンス-ヨアヒム・シュトゥックは、ポール・リカールでのテスト中、マニュアルギアボックスを使用した場合よりも0.7秒速く運転することができ、PDKを搭載した962 Cは、最高速度に関しても従来のギアボックスを搭載した車両を上回りました。 ギアボックスのハウジングはアルミニウムではなく軽量のマグネシウムで作られました。 ハンス-ヨアヒム・シュトゥックが1986年と1987年にスーパーカップで優勝するなど、PDKはレースにおいてその戦闘力を発揮した。

IMSA GTP 用エンジン

規定によれば、アメリカのIMSA GTPシリーズでは、量産車をベースにしたエンジンのみが使用可能であった。 このため、ポルシェには対応するエンジンを搭載した量産車がまだラインナップされていなかったため、962 は IMSA 競技用に水冷シリンダーやシリンダー ヘッドを使用できませんでした。 したがって、911 (930) ターボのエンジンをベースにして、単一のターボチャージャーを備えた空冷エンジンが作成されました。このユニットは、ポルシェ 934 のエンジンと密接に関連したユニットでした。このタイプ 962/70 エンジンの排気量は 2,869 でした。このエンジンは、KKK タイプ K36 ターボチャージャーによってブーストされ、8,200 rpm で 680 PS、最大トルク 660 Nm を発生しました。 燃料噴射はBosch Motronic MS2によって処理されました。

このエンジンはレース用途では効率的であることが証明されましたが、将来的には十分なパワーがありませんでした。 しかし、IMSA GTP レギュレーションではグループ C のような燃費制限が規定されておらず、燃料タンクの容量も 100 リットルではなく 120 リットルが許可されていたため、ポルシェはエンジンの排気量を 3,164 cc に増加しました。 1985 年から 1987 年にかけて使用されたタイプ 962/71 エンジンは、7,300 rpm で 720 PS、トルク 830 Nm を発揮し、大幅に強力であることが証明されました。

1987年にIMSAがGTPクラスのターボエンジンの排気量を3リッターに制限し、リストリクターも規定すると、ポルシェは排気量2,994ccのタイプ962/72エンジンで対応した。 エンジンはKKK型K32ターボチャージャーを搭載し、最高出力695PS/8,200rpm、最大トルク710Nmを発生した。 基本圧縮の向上に加え、ターボチャージャーの小型化によりドライバビリティが向上し、より自発的なレスポンスが得られました。

1980 年代の終わりに、962 C と IMSA GTP 用の 962 は、他のメーカーの新車という形で大規模な競争に直面しました。 しかし、その後IMSA GTPでは962にも水冷エンジンの搭載が認められたため、グループCエンジンの最終開発段階として登場したのがタイプ935/86エンジンであり、1989年から1994年まで使用されました。ボッシュ モトロニック 1.7 エンジンは完全水冷で、各シリンダー バンクに 2 本のオーバーヘッド カムシャフトを備え、排気量は 3164 cc でした。 2 台の KKK タイプ K26 ターボチャージャーによって供給され、8,200 rpm で 740 PS と 715 Nm のトルクを発揮しました。

ポルシェ モータースポーツ、ポルシェ ヘリテージ、ポルシェ ミュージアムのチームに感謝します。

タグ: グラハム・グッドウィン

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