Η πρόκληση του αυτόματου κιβώτιου PDK της Porsche

του Σπύρου Ρέκκα

Στη δεκαετία του '80 η Porsche ανέπτυξε μια παγκόσμια τεχνολογική καινοτομία στον τομέα της αυτοκίνησης για αγωνιστική χρήση και νίκησε τον ανταγωνισμό: το κιβώτιο ταχυτήτων διπλού συμπλέκτη.

Το 2013, αυτή η πρωτοποριακή τεχνολογία για το κιβώτιο ταχυτήτων επιστρέφει στις αγωνιστικές πίστες. Η νέα 911 GT3 διαθέτει το ταχύτερο και ισχυρότερο κιβώτιο ταχυτήτων διπλού συμπλέκτη της Porsche, (PDK) - που χρησιμοποιείται σε αυτοκίνητο παραγωγής.

Με 54 νίκες και πολλά πρωταθλήματα, η Porsche 962 που συμμετείχε σε αγώνες από το 1984 είναι ίσως ένα από τα πιο επιτυχημένα αγωνιστικά σπορ αυτοκίνητα όλων των εποχών. Το κιβώτιο ταχυτήτων διπλού συμπλέκτη αναπτύχθηκε για πρώτη φορά για την 962. Η κατασκευή του κιβωτίου δοκιμάστηκε στο παγκόσμιο πρωτάθλημα μεγάλων αποστάσεων. Την εποχή εκείνη, δεν κατασκευάστηκε για τα αυτοκίνητα, καθώς τα ηλεκτρονικά συστήματα και οι δυνατότητες των ηλεκτρονικών υπολογιστών δεν είχαν ακόμα ωριμάσει τεχνολογικά, ώστε να ανταποκρίνονται στις υψηλές απαιτήσεις λειτουργίας ενός συμβατικού αυτοκινήτου.

2008: πρεμιέρα του PDK σε σπορ αυτοκίνητο, με την 911 Carrera

Με την εξέλιξη των ηλεκτρονικών συστημάτων ελέγχου, ξεπεράστηκαν τα εμπόδια του παρελθόντος. Η Porsche ανέπτυξε περαιτέρω την ιδέα και παρουσίασε το πρώτο κιβώτιο ταχυτήτων διπλού συμπλέκτη για σπορ αυτοκίνητα παραγωγής, στην 911 Carrera το 2008. Αντικατέστησε το συμβατικό αυτόματο κιβώτιο Tiptronic S και προσαρμόστηκε άψογα στις απαιτήσεις των σπορ αυτοκινήτων: Το κιβώτιο Porsche Doppelkupplung συνδυάζει τις δυναμικές επιδόσεις οδήγησης και την εξαιρετική μηχανική αποδοτικότητα ενός μηχανικού κιβωτίου ταχυτήτων με την αυξημένη άνεση και απόκριση στις αλλαγές σχέσεων που προσφέρει ένα αυτόματο κιβώτιο. Από την πρώτη κιόλας στιγμή, το PDK ήταν σε θέση να ανεβάζει σχέσεις έως και 60% ταχύτερα απ' ό,τι ένα αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων. Διευκόλυνε τις αλλαγές σχέσεων χωρίς διακοπές της ισχύος πρόωσης, αλλά και με μειωμένη κατανάλωση καυσίμου.



Τα γρανάζια του PDK διαιρούνται σε δύο επιμέρους κιβώτια, τα οποία συνδέονται στον κινητήρα με δύο παράλληλους συμπλέκτες τύπου Powershift. Τα γρανάζια μονής αρίθμησης και το γρανάζι της όπισθεν συνδέονται στο συμπλέκτη Ι – η ομάδα αυτή αποτελεί το πρώτο επιμέρους κιβώτιο ταχυτήτων. Ο συμπλέκτης ΙΙ εμπλέκει τα γρανάζια ζυγής αρίθμησης, σχηματίζοντας έτσι το δεύτερο επιμέρους κιβώτιο ταχυτήτων. Στην ουσία, οι επιμέρους σχέσεις επιλέγονται με φουρκέτες αλλαγής σχέσεων, όπως και στο μηχανικό κιβώτιο ταχυτήτων, οι οποίες όμως στο PDK ενεργοποιούνται ηλεκτροϋδραυλικά. Οι πρώτες έξι σχέσεις είναι σχεδιασμένες για σπορ επιδόσεις – τα αυτοκίνητα φτάνουν στην τελική τους ταχύτητα με την έκτη σχέση. Η έβδομη σχέση έχει μεγάλο λόγο μετάδοσης, για εξοικονόμηση καυσίμου.

Το κοινό της Porsche υποδέχθηκε από την αρχή το PDK ιδιαίτερα θετικά. Ένα χρόνο αφότου η 911 Carrera άρχισε να διατίθεται προαιρετικά με το νέο κιβώτιο, το PDK εντάχθηκε επίσης στον προαιρετικό εξοπλισμό της Boxster και της Cayman. Όταν η Panamera πραγματοποίησε το παγκόσμιο ντεμπούτο της το 2009, και τα τρία βασικά της μοντέλα διέθεταν το κιβώτιο ταχυτήτων διπλού συμπλέκτη στο βασικό τους εξοπλισμό. Αν και το PDK λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο και στις τρεις εκδόσεις της Panamera, έχει εξελιχθεί ειδικά για καθένα από αυτά, μια και διαθέτουν διαφορετικά συστήματα κίνησης το καθένα.

2013: επιστροφή του PDK στις πίστες αγώνων με την 911 GT3

Με τη νέα 911 GT3, οι δυνατότητες του PDK έχουν φτάσει σε νέα επίπεδα. Οι μηχανικοί του αγωνιστικού τμήματος προέβησαν σε εκτεταμένες μηχανικές επεμβάσεις στο κιβώτιο ταχυτήτων διπλού συμπλέκτη και στα συστήματα ελέγχου που αυτό διαθέτει, με γνώμονα τις υψηλές επιδόσεις του συγκεκριμένου αυτοκινήτου. Το αποτέλεσμα είναι ένα κιβώτιο ταχυτήτων που προσφέρει στον οδηγό όλα τα χαρακτηριστικά που είναι κρίσιμα για τις οδηγικές επιδόσεις και έχουν μεταφερθεί από το προηγούμενο μηχανικό κιβώτιο, ενισχυμένα με τα πλεονεκτήματα απόδοσης του PDK. Έτσι, μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην αγωνιστική πίστα όπως ένα σειριακό κιβώτιο, με ακόμα μεγαλύτερες δυνατότητες και με έντονη απόλαυση της οδήγησης.



Η χαρτογράφηση αλλαγών σχέσεων και ο χρόνος απόκρισης του PDK στην 911 GT3 εξελίχθηκαν συστηματικά με κριτήριο τις επιδόσεις, και έχουν θεμελιώδεις διαφορές σε σχέση με τα αντίστοιχα χαρακτηριστικά άλλων σπορ αυτοκινήτων της Porsche. Ο οδηγός αντιλαμβάνεται τις διαφορές αυτές, ειδικά στα χειροκίνητα ανεβάσματα σχέσεων, τα οποία ολοκληρώνονται ακαριαία: το κιβώτιο επιτυγχάνει χρόνους απόκρισης ακόμα και κάτω των 100 χιλιοστών του δευτερολέπτου. Για την ενίσχυση των οδηγικών επιδόσεων, οι ακαριαίες αλλαγές σχέσεων γίνονται με αύξηση της ροπής και με ιδιαίτερα δυναμική προσαρμογή των στροφών του κινητήρα στην επόμενη σχέση που επιλέγεται.


Οι οδηγικές επιδόσεις ενός σπορ αυτοκινήτου που κινείται με σκοπό την επίτευξη βέλτιστων χρόνων γύρου καθορίζονται και από το συμπλέκτη. Έτσι, το PDK στην 911 GT3 διαθέτει μια λειτουργία επιλογής νεκράς με τους μοχλούς αλλαγής σχέσεων που υπάρχουν στο τιμόνι, τα γνωστά paddles. Εάν ο οδηγός τραβήξει και τα δύο paddles ταυτόχρονα, οι συμπλέκτες του PDK ανοίγουν και η ροή ισχύος ανάμεσα στον κινητήρα και το σύστημα μετάδοσης ισχύος διακόπτεται. Αφήνοντας και πάλι τα paddles, ο συμπλέκτης κλείνει με ακαριαία ταχύτητα όταν το σύστημα διαχείρισης ευστάθειας PSM απενεργοποιείται. Εάν το σύστημα PSM ενεργοποιηθεί, ο συμπλέκτης επίσης κλείνει γρήγορα, όχι όμως με ταχύτητα παλμού.

Η λειτουργία αυτή προσφέρει κατά βάση δύο πλεονεκτήματα: Εάν το όχημα υποστρέφει, για παράδειγμα σε βρεγμένο δρόμο όταν βρίσκεται σε στροφή, ο οδηγός μπορεί να επιλέξει νεκρά τραβώντας τα paddles, με αποτέλεσμα να αυξάνεται η δύναμη στους πίσω τροχούς κατά το στρίψιμο. Το δεύτερο πλεονέκτημα έχει να κάνει με τον τρόπο που επηρεάζονται μεμονωμένα τα δυναμικά χαρακτηριστικά οδήγησης, μέσω της ενεργοποίησης της ισχύος κίνησης με μορφή παλμού κατά τη σύμπλεξη.

Σε σύγκριση με τον παραδοσιακό συμπλέκτη που συνδυάζεται με μηχανικό κιβώτιο ταχυτήτων, το πίσω μέρος του οχήματος μπορεί να αποσταθεροποιηθεί σκόπιμα όταν το όχημα στρίβει.

Προσαρμοζόμενες αλλαγές σχέσεων με σπορ χαρτογράφηση

Το κιβώτιο PDK προσφέρει στον οδηγό της νέας 911 GT3 την εναλλακτική δυνατότητα να αναθέτει τις αλλαγές σχέσεων στο σύστημα προσαρμοζόμενου ελέγχου μετάδοσης. Το PDK της νέας 911 GT3 διαθέτει βασικά δύο μόνο λειτουργίες αλλαγής σχέσεων: Sports και Race Track. Έτσι, οι αλλαγές σχέσεων στη νέα GT3 είναι πάντα γρήγορες. Οι διαδικασίες και τα σημεία των αλλαγών σχέσεων βασίζονται στο δυναμικό τρόπο με τον οποίο κινείται ο οδηγός. Στη λειτουργία Race Track, το PDK ακολουθεί χαρτογραφήσεις αλλαγής σχέσεων οι οποίες είναι προσαρμοσμένες στις απαιτήσεις της λειτουργίας αποκλειστικά σε αγωνιστική πίστα. Οι αλλαγές σχέσεων καθυστερούν περισσότερο και τα ανεβάσματα σχέσεων γίνονται μόνο σε υψηλότερες τιμές ροπής.

Η προσαρμογή του κιβωτίου ταχυτήτων στις απαιτήσεις της αγωνιστικής πίστας σημαίνει ότι το πρόγραμμα αλλαγής σχέσεων παραμένει προσανατολισμένο στις επιδόσεις, ακόμα και όταν ο οδηγός δεν οδηγεί στο όριο. Έτσι, αυτό το σπορ αυτοκίνητο υψηλών επιδόσεων κινείται με αλλαγές σχέσεων που είναι προσανατολισμένες στις επιδόσεις, ενώ ανά πάσα στιγμή υπάρχουν διαθέσιμα αυξημένα αποθέματα ισχύος πρόωσης, χωρίς ο οδηγός να πρέπει να αλλάζει σχέσεις.

Κοντύτερες σχέσεις μετάδοσης: καλύτεροι χρόνοι γύρου στο βόρειο τμήμα του Nürburgring
 
Οι μηχανολογικές αλλαγές που διαθέτει το κιβώτιο PDK της GT3 σε σύγκριση με τα κιβώτια ταχυτήτων διπλού συμπλέκτη των άλλων μοντέλων Porsche έχουν να κάνουν κυρίως με την εσωτερική του δομή. Χρησιμοποιώντας ελαφρύτερα γρανάζια , ο δυναμισμός του υψηλόροπου κινητήρα υποστηρίζεται ιδανικά. Επιπλέον, το συνολικό βάρος του κιβωτίου PDK μειώθηκε κατά δύο κιλά. Από τις κοντύτερες σχέσεις μετάδοσης προκύπτει ένα εντελώς νέο χαρακτηριστικό: η 911 GT3 φτάνει στην τελική της ταχύτητα με την έβδομη και μακρύτερη σχέση. Σε συνδυασμό με τη σχέση μετάδοσης στον πίσω άξονα, η οποία μειώθηκε κατά 15%, στη νέα 911 GT3 όλες οι σχέσεις μετάδοσης είναι σημαντικά κοντύτερες σε σύγκριση με αυτές των μοντέλων 911 Carrera.

Οι οδηγικές επιδόσεις της νέας 911 GT3 πετυχαίνουν και πάλι νέα ρεκόρ. Από το PDK επηρεάζονται ειδικά δύο τιμές: Με πλήρη επιτάχυνση, η 911 GT3 φτάνει τα 100 χλμ./ώρα σε 3,5 δευτερόλεπτα, ενώ επιταχύνει στα 200 χλμ./ώρα σε λιγότερο από 12 δευτερόλεπτα. Και η νέα 911 GT3 δαμάζει το βόρειο τμήμα του Nürburgring, την ομολογουμένως δυσκολότερη αγωνιστική πίστα του κόσμου, σε λιγότερο από 7 λεπτά και 30 δευτερόλεπτα.