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Accionamento
Accionamento

Motores V6 e V8 biturbo de injecção directa com elevada potência e som vigoroso

O lançamento comercial é assinalado pela estreia do novo Gran Turismo da Porsche nas versões Panamera Turbo, Panamera 4S e Panamera 4S Diesel. Todos os modelos estão equipados com novos motores, tracção integral permanente e uma nova transmissão Porsche Doppelkupplung (PDK) de oito velocidades. Um V8 a gasolina de 4,0 litros e com 404 kW (550 CV) de potência propulsiona o Panamera Turbo; o Panamera 4S é movido por um V6 a gasolina de 2,9 litros com 324 kW (440 CV). No caso do Panamera 4S Diesel, a propulsão é assegurada por um V8 Turbodiesel de 4,0 litros com 310 kW (422 CV).

Os novos motores biturbo de oito cilindros oferecem dinâmica pura e eficiência máxima

Os novos motores de oito cilindros da Porsche Panamera estão na origem de uma inovadora família de agregados. Os principais objectivos de desenvolvimento foram a eficiência máxima e um desempenho extraordinário. Além do mais, a nova geração de motores deve apresentar, nos seus módulos, flexibilidade para poder concretizar rapidamente variantes adicionais, como, por exemplo, versões híbridas. Com os requisitos, os engenheiros da Porsche desenvolveram uma geração modular de motores V8 hightech, cuja arquitectura técnica concilia, de forma harmoniosa, parâmetros aparentemente contraditórios, tais como baixos valores de consumo e de emissões com elevados valores de prestações e de binário.

O Panamera Turbo conta, para já, com o V8 a gasolina mais potente da nova geração. O seu motor de 4,0 litros de cilindrada desenvolve, entre as 5750 e as 6000 rpm, uma potência máxima de 404 kW (550 CV). Ligeiramente acima das 3000 rpm, o motor já excede o limite dos 250 kW (340 PS). O binário máximo de 770 Nm é disponibilizado entre as 1960 e as 4500 rpm. O motor de oito cilindros catapulta o Panamera Turbo em 3,8 segundos dos 0 aos 100 km/h. Com o pacote Sport Chrono, bastam apenas 3,6 segundos; após escassos 13,0 segundos, o Gran Turismo já se desloca a 200 km/h; com o pacote Sport Chrono, este valor desce para 12,7 segundos. A velocidade máxima alcançada é de 306 km/h. Valores impressionantes, que demonstram que o motor não tem quaisquer dificuldades em fazer avançar o Panamera com uma relação peso/potência de apenas 3,6 kg/CV. Às excelentes prestações contrapõe-se, em comparação com o precursor, um consumo médio reduzido em até 1,1 l/100 km de 9,4 – 9,3 l/100 km (novo ciclo de condução europeu normalizado); as respectivas emissões de CO2 são na ordem dos 214 – 212 g/km.

Do ponto de vista construtivo, o novo motor de oito cilindros é uma unidade em V montada longitudinalmente, com um ângulo de 90 graus entre as bancadas de cilindros. As quatro árvores de cames de admissão e de escape, ajustáveis em 50 graus, são accionadas por corrente. A cilindrada do agregado com tecnologia de quatro válvulas, com rotação máxima de 6800 rpm, é de 3996 cm3. O V8 biturbo com sistema de injecção directa apresenta, como principais características técnicas, o novo Central Turbo Layout com os turbocompressores montados no V interior, injectores dispostos em posição central na câmara de combustão, um circuito de óleo compatível com as pistas de corrida, um revestimento praticamente resistente ao desgaste das camisas dos cilindros e um sistema de desactivação de cilindros.

Sistema inovador de desactivação de cilindros – quatro êmbolos fazem frequentemente uma pausa

O propulsor do Panamera Turbo é o primeiro motor da Porsche equipado com um novo sistema de gestão dos cilindros adaptativo. Em regime de carga parcial, o sistema transforma o motor de oito cilindros temporariamente e de forma imperceptível num motor de quatro cilindros. O resultado é um consumo reduzido em até 30 por cento, consoante a potência solicitada na fase dos quatro cilindros. A desactivação e reactivação dos cilindros é comandada pelo VarioCam Plus com um sistema de cames corrediços de dois níveis. No caso do novo V8, o comando das válvulas dos cilindros dois, três, cinco e oito são desactivados ou reactivados conforme necessário. As válvulas de admissão e de escape estão totalmente desactivadas no modo de quatro cilindros. A desactivação de cilindros é activada numa gama de rotações de 950 a 3500 rpm e até um limite de binário de 250 Nm.

Redução de peso até 9,5 kg e dimensões compactas

Os novos motores de oito cilindros têm uma construção mais compacta e são até 9,5 kg mais leves do que os seus antecessores. A Porsche conseguiu reduzir o peso através das seguintes medidas construtivas: o bloco do motor em alumínio pesa apenas 39,1 kg, o que corresponde a uma redução de 6,7 kg, face ao motor de 4,8 litros equiparável do antecessor. Cada componente foi analisado e, sempre que possível, reduziu-se o seu peso. Exemplo do accionamento da cambota: aqui a Porsche reduziu o peso em 1,4 kg. A concepção especial do accionamento da cambota, com os cinco apoios da cambota, é, além disso, um componente para a construção compacta do motor: o accionamento da cambota distingue-se pela utilização de um veio intermédio, que efectua o accionamento da bomba de água e o mecanismo de comando; graças ao accionamento por roda dentada da bomba de água no interior do motor, a Porsche conseguiu comprimir as dimensões do motor. Um efeito igualmente positivo no espaço de construção e no peso tiveram o Central Turbo Layout e a redução da cilindrada em 0,8 litros. Os progressos alcançados são mais notórios considerando que a potência específica máxima do novo V8 de 4,0 litros é substancialmente maior do que a do motor de 4,8 litros. Deste modo, o novo motor do Panamera Turbo produz uma potência específica de 137,5 CV/l; o modelo anterior chegava aos 108,3 CV/l.

Central Turbo Layout – uma característica construtiva de todos os motores do Panamera

Os motores V8 a gasolina do Panamera demonstram uma extraordinária agilidade até às faixas de rotações e de potência mais elevadas. Ao mesmo tempo, os motores de oito cilindros caracterizam-se por disponibilizarem um máximo de binário logo nos regimes mais baixos. Uma característica de propulsão que também se aplica aos novos motores V6 a gasolina e V8 Diesel. Este tipo de dinâmica de um desportivo deve-se, em grande parte, à sobrealimentação biturbo com Central Turbo Layout implementada em todos os modelos. Exemplo Panamera Turbo: sofisticados turbocompressores Twin Scroll abastecem as câmaras de combustão do V8 com ar comprimido. As duas turbinas com rotação oposta garantem valores de rotação máximos logo nos regimes mais baixos. A pressão de sobrealimentação máxima dos turbocompressores é de 0,3 bar. Por cada turbo, um compressor, accionado pelo fluxo dos gases de escape, comprime o ar de admissão. A condução deste ar de processo prevê um fluxo duplo com vista à optimização do comportamento de resposta do motor; este desemboca, pelo exterior – depois de passar pelos intercoolers dispostos à esquerda e à direita antes do V8 – na bancada de cilindros esquerda e direita através de uma válvula borboleta. Os intercoolers asseguram o arrefecimento significativo da temperatura do ar de processo aquecido durante a compressão. Deste modo, é aumentada a densidade do ar e, logo, o grau de enchimento dos cilindros com oxigénio e, por fim, a eficiência.

Injectores posicionados centralmente – perfeito para V6 e V8, a gasolina e a gasóleo

Outra característica comum a todos os motores do Panamera são os injectores posicionados centralmente na câmara de combustão com as suas válvulas de injecção de alta pressão. De novo o exemplo do Panamera Turbo: são utilizadas válvulas com sete orifícios de injecção; os seus jactos orientados individualmente garantem uma homogeneidade perfeita da mistura e uma combustão ideal. E isto em qualquer fase de funcionamento: a Porsche utiliza os injectores para concretizar estratégias de injecção específicas para o arranque, o aquecimento dos catalisadores, a fase de aquecimento, bem como para o motor quente. Por bancada de cilindros é utilizada uma bomba de alta pressão; a pressão de injecção máxima é de 250 bar (antecessor: 140 bar).

Pós-tratamento dos gases de escape com disposição dos catalisadores no V interior

Os motores V8 possuem duas linhas de escape com pré-catalisadores e catalisadores principais, bem como pré e pós-silenciadores. Do ponto de vista construtivo, o motor de oito cilindros distingue-se, para além do Central Turbo Layout, pela disposição dos catalisadores próxima do motor no V interior; esta configuração permite que o sistema de tratamento dos gases de escape atinja a temperatura de serviço ideal de forma especialmente rápida. Além disso, é acelerado o aquecimento dos catalisadores na fase de arranque através da abertura da válvula wastegate do turbocompressor.

Liga de ferro das camisas dos cilindros reduz desgaste e consumo de óleo

Um dos destaques dos motores V8 é o revestimento de ferro das camisas dos cilindros no bloco de alumínio fundido. Este reduz significativamente a fricção interior, o desgaste (incluindo com má qualidade do combustível) e o consumo de óleo. No processo de fabrico, é aplicado, na superfície dos cilindros, através de pulverização por plasma à pressão atmosférica, um revestimento de ferro extremamente resistente e de baixa fricção. Tem uma espessura de apenas 150 micrómetros. Em comparação com os conceitos utilizados até aqui nos motores V8, a liga de ferro reduz o desgaste das camisas no ponto de inversão dos segmentos dos pistões a uma décima parte, eliminando-o quase por completo. A construção dos pistões fundidos e leves está adaptada à nova liga. Os segmentos dos pistões possuem um revestimento de nitrito de crómio, que harmoniza na perfeição com o revestimento de ferro. A conjugação de todas as medidas permitiu reduzir também o consumo de óleo em até 50% face ao antecessor.

Alimentação de óleo segura, até no circuito fechado

Qualquer Porsche também tem de ser capaz de corresponder às solicitações num circuito fechado. O novo Panamera Turbo responde a esse desafio de forma soberba – entre outras coisas com um circuito de óleo inovador; a sua disposição construtiva compensa até as acelerações transversais e longitudinais mais extremas. Uma peculiaridade são as galerias de óleo, divididas numa alimentação do óleo para o motor e numa para a culassa. As secções transversais de alimentação das galerias de óleo foram adaptadas aos respectivos componentes no circuito de óleo, para corresponderem às solicitações. No arranque, isto tem um efeito positivo no tempo de estabelecimento da pressão do óleo. O rápido estabelecimento da pressão é apoiado por uma válvula anti-retorno na bomba de óleo; esta evita que os grandes volumes de óleo no V interior fluam novamente para o cárter de óleo e se esvaziem. A pressão do óleo é estabelecida através de uma bomba de óleo de palhetas totalmente variável e é regulada de acordo com campos característicos através de uma válvula. Esta válvula de regulação integra uma limitação da pressão do óleo, que é activada automaticamente no arranque do motor e com baixas temperaturas exteriores. Uma válvula de comutação electrónica, disposta centralmente no V interior, regula adicionalmente, e de acordo com as solicitações, os bicos de injecção dos pistões com campos característicos, que são relevantes para o arrefecimento dos pistões. Este comando reduz as perdas por agitação e a quantidade de recirculação do óleo. Deste modo, é possível percorrer até a Norschleife do Nürburgring a velocidades extremas.

Pacote Sport Chrono e botão Sport Response

O pacote Sport Chrono opcional está perfeitamente adaptado à utilização nos circuitos fechados e inclui Launch Control, interruptor de modos com botão Sport Response no volante multifunções. O interruptor de modos, utilizado pela primeira vez no Porsche 918 Spyder, acesso directo aos quatro modos de condução (Normal, Sport, Sport Plus e Individual) através de um interruptor rotativo posicionado ergonomicamente no volante. Ideal para o circuito fechado é o modo Sport Plus. O conjunto propulsor é pré-configurado de forma ideal para o melhor comportamento de resposta e aceleração máxima. Além do mais, os componentes activos do chassis, tais como a suspensão pneumática de três câmaras, o Porsche Active Suspension Management (PASM), o PDCC Sport, o Porsche Torque Vectoring Plus e o eixo direccional traseiro, mudam para um modo mais desportivo com vista a um desempenho máximo.

No centro do interruptor de modos encontra-se o botão Sport Response. Premindo este botão, é disponibilizado, por 20 segundos, o potencial máximo de potência do Panamera, de uma forma extremamente ágil. O comportamento de resposta do motor passa a ser mais directo e espontâneo; a transmissão PDK comuta para um campo característico ainda mais dinâmico do que no modo Sport Plus e comuta directamente para um regime entre 3000 a 6000 rpm (excepto de o botão for accionada em plena carga). As passagens de caixa são retardadas ao máximo.

Panamera 4S com novo motor de 2,9 litros

Também o motor de seis cilindros a gasolina do Panamera 4S foi desenvolvido de raiz. Trata-se de um motor em V com um ângulo de cilindros de 90 graus e uma cilindrada de 2894 cm3. Tal como em cada substituição de modelo da marca, a Porsche conseguiu aumentar a potência também no novo motor de seis cilindros, ao mesmo tampo que reduziu o consumo e as emissões. Deste modo, o Panamera 4S desenvolve mais 20 CV do que o antecessor, consumindo menos 11% de combustível. Mais especificamente, o motor V6 biturbo do Panamera 4S disponibiliza uma potência máxima de 324 kW (440 CV) às 5650 rpm. Isto corresponde a uma potência específica de 152 CV/l (modelo anterior: 140 CV/l). Numa ampla faixa de rotações das 1750 às 5500 rpm, o motor de seis cilindros desenvolve uma potência constante de 550 Nm (mais 30 Nm). Por isso, a clássica curva de binário não é uma curva, mas sim um patamar de binário. Após escassos 4,4 segundos (4,2 segundos com o pacote Sport Chrono) o Panamera 4S ultrapassa a barreira dos 100 km/h. O Porsche atinge a marca dos 200 km/h após 16,2 segundos (pacote Sport Chrono: 15,9 segundos). Com uma velocidade máxima de 289 km/h, também este Panamera se aproxima da marca dos 300 km/h. O consumo combinado em NEDC situa-se nos 8,2 – 8,1 l/100 km (186 – 184 g/km CO2). Em comparação com o Panamera 4S da primeira geração, isto são até menos 1,0 l/100 km.

Uma característica essencial da nova unidade de seis cilindros é o Central Turbo Layout, tal como no motor de oito cilindros. No novo motor V6 também estão integrados dois turbocompressores em posição central, entre as bancadas de cilindros. Também neste caso o ar aspirado é canalizado, através de um sistema de fluxo de linhas duplas, para o respectivo turbocompressor e para as câmaras de combustão, para melhorar o comportamento de resposta.

Também como no motor V8, o radiador do óleo e o filtro do óleo encontram-se no V interior e os injectores estão dispostos centralmente na câmara de combustão. Ao contrário do motor de oito cilindros, o colector de escape também se encontra no V interior para poupar espaço. De forma geral, a taxa de peças funcionais integradas é muito elevada no novo motor de seis cilindros: para além do colector de escape, inclui, por exemplo, também o tubo de admissão ligado por fundição e o radiador do óleo. O bloco do motor do V6 turbo é fabricado de uma liga leve de alumínio. O bloco do motor é fabricado num processo de moldação em areia. Isto permite a elevada integração de funções para reduzir o peso. Assim, o motor do Panamera 4S pesa menos 14 kg do que o V6 turbo do antecessor.

Válvulas de admissão de comando variável no motor V6

Uma característica comum entre os motores de seis e oito cilindros são os injectores posicionados centralmente nas câmaras de combustão para a injecção directa da gasolina. À semelhança do motor V8, as válvulas de injecção de alta pressão posicionadas centralmente contribuem também aqui para uma combustão substancialmente melhorada e, logo, para uma eficiência aumentada e um comportamento de resposta mais ágil. No entanto, também existem diferenças entre os motores V6 e V8: as válvulas de admissão dos motores de seis cilindros são comandadas de forma variável para obter um máximo de eficiência e dinâmica, tanto em carga parcial como em plena carga.

O processo de combustão dos motores V6 distingue-se, em carga parcial, por uma fase de compressão mais curta com uma taxa de compressão elevada. Em combinação com a fase de expansão de duração normal, mas mais longa em comparação com a compressão, obtêm-se vantagens significativas no grau de eficiência e no consumo. Aplica-se o seguinte: quanto mais curta a duração da abertura de admissão, mais elevada a taxa de compressão e maior o aumento do grau de eficiência. Contudo, o tempo de admissão mais curto também reduz o enchimento da câmara de combustão. Por esta razão, o comando das válvulas e, logo, a compressão é variável: o comando das válvulas de admissão comuta para tempos de admissão mais longos, assim que o condutor solicita mais potência. Deste modo, é garantido que o motor disponibiliza, também em plena carga, a potência máxima com a eficiência ideal.

Como no Panamera da primeira geração, também os novos motores V6 dispõem de VarioCam Plus. O sistema permite o ajuste das árvores de cames de admissão e de escape (50 graus cada), bem como a comutação do curso das válvulas de admissão. O VarioCam Plus distingue entre fases com solicitação normal de potência – por exemplo, à velocidade de cruzeiro – e fases muito dinâmicas – por exemplo, ao ultrapassar. Por isso, consoante a posição do pedal do acelerador, o curso da válvula de admissão pode ser comutado entre seis e dez milímetros. Graças ao curso variável das válvulas e aos tempos de abertura igualmente variáveis das válvulas de admissão, obtém-se um consumo muito baixo em carga parcial e, ao mesmo tempo, uma elevada agilidade.

Panamera 4S Diesel é a berlina Diesel mais rápida do mundo

A segunda geração do Porsche Panamera arranca, no lançamento comercial, directamente com um novo motor Diesel de oito cilindros. O modelo anterior tinha, na versão Diesel, apenas seis cilindros. Além do mais, o Panamera Diesel é oferecido pela primeira vez com tracção integral. O mais potente motor diesel utilizado até à data pela Porsche num modelo de produção em série debita, no Panamera 4S Diesel, entre as 3500 e as 5000 rpm, uma potência de 310 kW (422 CV) e um imponente binário máximo de 850 Nm – e fá-lo de forma constante numa faixa de rotações entre as 1000 e as 3250 rpm. O motor V8 extrai a potência elevada e o binário extremamente forte de uma cilindrada de 3956 cm3. A injecção directa de alta pressão ocorre através de um sistema common rail com uma pressão máxima de 2500 bar.

O conforto e a dinâmica do motor diesel de oito cilindros criam uma ponte para o mundo dos motores a gasolina. Com uma velocidade máxima de 285 km/h, o Porsche Panamera 4S Diesel é actualmente o modelo de produção em série mais rápido equipado com um motor a gasóleo. O Gran Turismo cumpre o arranque dos 0 aos 100 km/h em 4,5 segundos (4,3 com o pacote Sport Chrono). Após 17,1 segundos, ou 16,8 segundos com o pacote Sport Chrono, atinge os 200 km/h. Às prestações semelhantes às de um desportivo contrapõe-se um consumo médio de um veículo compacto: 6,8 – 6,7 l/100 km (178 – 176 g/km CO2). Com uma capacidade do depósito de 75 litros, é possível realizar autonomias de mais de 1200 km; com o depósito opcional de 90 litros este valor chega aos 1475 km.

Central Turbo Layout em combinação com sobrealimentação sequencial

O Porsche Panamera 4S Diesel dispõe igualmente de sobrealimentação biturbo no Central Turbo Layout. Turbocompressor, recirculação dos gases de escape e colector de escape formam uma unidade compacta, que se encontra no V interior (90 graus). Ao contrário das unidades a gasolina, o motor common rail está equipado com um sistema de sobrealimentação sequencial. Este sistema permite que o motor de oito cilindros funcione em regime monoturbo ou biturbo, consoante o estado de funcionamento. Em regimes de rotação baixos e médios, o fluxo dos gases de escape é conduzido na totalidade por um dos dois turbocompressores, melhorando, assim, o comportamento de resposta do motor. Apenas com um turbocompressor, o V8 Diesel alcança o seu binário máximo logo a partir das 1000 rpm. Só com rotações mais elevadas é que o segundo turbocompressor se torna activo, para solicitar todo o potencial de desempenho. Ambos os turbocompressores são de geometria variável (VTG).

Para a comutação sequencial dos turbocompressores, os gases de escape são canalizados das duas válvulas de descarga de cada cilindro para as duas turbinas em duas linhas separadas. Na faixa de rotações até às 2200 rpm, as válvulas de descarga da segunda linha de escape estão fechadas, o segundo turbocompressor não contribui, assim, nesta fase de funcionamento, para o estabelecimento da pressão de sobrealimentação. A comutação para o modo biturbo começa a partir de aprox. 2700 rpm com a abertura das válvulas de descarga da segunda linha de gases de escape.

Comando variável das válvulas permite sobrealimentação sequencial

A comutação sequencial dos dois turbocompressores só é possível com o comando variável das válvulas para o lado de admissão e de descarga. Para o efeito, são utilizados cames deslizáveis axialmente na árvore de cames, para modificar as posições de comutação. Os cames são deslocados através de actuadores electromagnéticos. Do lado da admissão, a duração do evento varia consoante os dois contornos de cames diferentes, por um lado, para garantir um excelente desempenho no arranque e, por outro, para solicitar a potência máxima através de uma duração longa de abertura das válvulas. Do lado de escape, também existem duas posições de comutação. A primeira é relevante para o modo monoturbo; muda para um came sem curso da válvula, permanecendo fechada sempre uma válvula de escape por cilindro. Na segunda posição de comutação, um contorno dos cames com curso das válvulas assegura a abertura adicional da válvula de escape previamente fechada, para accionar o segundo turbocompressor.

Estreia mundial da primeira PDK de oito velocidades da Porsche no Panamera

O Panamera da segunda geração é o primeiro modelo da marca com uma transmissão de dupla embraiagem com oito em vez de sete velocidades. A nova PDK de oito velocidades pode ser utilizada tanto em conjugação com tracção traseira e integral, bem como futuramente também em combinação com um módulo híbrido de alto desempenho. De forma geral, a caixa de oito velocidades permite um melhor escalonamento das relações e – mantendo o melhor conforto e a máxima agilidade – reduzir ainda mais o consumo de combustível, visto que a sétima e a oitava velocidade foram concebidas como overdrive para reduzir as rotações. Todos os Panamera alcançam a sua velocidade máxima na sexta velocidade.

Tal como todas as transmissões de dupla embraiagem, também a nova PDK de oito velocidades do Panamera engrena as velocidades sem interrupção da força de tracção, visto que a próxima velocidade praticamente já está em espera de ser activada em fracções de segundo. As características de engrenagem desportivas e altamente confortáveis do PDK são o par ideal para um Gran Turismo dinâmico como o Porsche Panamera. A PDK de oito velocidades foi concebida para binários até 1000 Nm.