W szybkich samochodach ważne są nie tylko mocne silniki. Jeszcze istotniejsza jest odpowiednia budowa nadwozia oraz wszystkich podzespołów układu jezdnego i wyposażenia pojazdu. Dopiero taka technologiczna symbioza tworzy idealny wóz sportowy. Porsche wie o tym doskonale, dlatego ciągle doskonali swoje produkty. Przedstawiamy najciekawsze z ostatnich osiągnięć niemieckich inżynierów.

Elementy wzmacniane konstrukcjami z włókna szklanego

Wszyscy doskonale zdajemy sobie sprawę z tego, jak ważnymi elementami konstrukcji nadwozi samonośnych w samochodach są słupki. Wyznaczają one graniczne punkty „klatki bezpieczeństwa” którą jest kabina pasażerska. W razie dachowania pojazdu zapewniają przestrzeń niezbędną do przeżycia. Ich sztywność jest więc kluczowa dla bezpieczeństwa pasażerów. Już niebawem w samochodach Porsche to, co dotychczas wyglądało jak zwykły słupek „A”, będzie czymś znacznie więcej niż tylko profilem z blachy…

Nowoczesne słupki nad którymi pracują specjaliści z centrum badawczo-rozwojowego Porsche w Weissach (badania mają zakończyć się jeszcze w tym roku) będą miały wewnątrz swoiste „rusztowania” wykonane z tworzywa sztucznego wzmacnianego ciętym włóknem szklanym. Oprócz tego w środku znajdziemy jeszcze dwie warstwy siatki z włókna szklanego oddzielające metal od konstrukcji usztywniającej. Tak wykonany słupek wykazuje się nie tylko niższą masą od rurowej konstrukcji dla ram okiennych kabrioletów zbudowanej w konwencjonalny sposób (można zaoszczędzić ok. 5 kg). Nowoczesny tzw. hybrydowy słupek „A” przy dużych obciążeniach nie łamie się też, lecz sprężynuje.

Technologia usztywnień elementów z „rusztowaniem” zatopionym wewnątrz już znalazła zastosowanie w seryjnie produkowanych częściach montowanych do samochodów Porsche. Są to pedały hamulca do modeli 918 Spyder i Panamera. Na pierwszy rzut oka wyglądają one na wykonane z karbonu, ale w rzeczywistości powstają z płyt włókna szklanego wzmacnianych charakterystycznym żebrowaniem z mieszanki tworzyw sztucznych i właśnie włókna szklanego. Porsche jest pierwszą firmą na świecie, która wdrożyła do produkcji opisaną technologię. Niebawem inne modele z Zuffenhausen również otrzymają pedały hamulca wykonane właśnie w ten sposób.

Szkło cienkowarstwowe

Co nowego można wymyślić w dziedzinie stosowania szkła w samochodzie? Okazuje się, że pole do popisu jest tu całkiem spore. Najnowsze „szklane eksperymenty” Porsche rozpoczęły się od modelu 918 z pakietem Weissach, dla którego zaprojektowano specjalny „windshot” łączący pałąki za zagłówkami foteli. Wykonano go z dwóch warstw supercienkiego szkła połączonych wewnątrz folią. Sądząc po samym dźwięku, jaki wydaje z siebie ta szybka podczas stuknięcia w nią palcem, można by pomyśleć, że jest z plastiku. Nic bardziej mylnego!

Od momentu opracowania modelu 918 Spyder prace nad cienkowarstwowym szkłem nabrały tempa. Najnowsze efekty widać na przykładzie modeli 911 GT2 RS i 911 Carrera T. Ich boczne i centralna tylna szyba wykonane są z cieniutkiego szkła o grubości poniżej 2 mm. Unowocześnienie technologii produkcji pozwoliło na uzyskanie rozmaitych wygiętych kształtów. Takie szyby są o 40 procent lżejsze od zwykłych i dwa razy bardziej odporne na uderzenia kamieni – niczym Gorilla Glass znane ze smartfonów. Nowoczesne szkło kompozytowe stosowane przez Porsche składa się z piasku, szkła pozyskanego z recyclingu oraz folii zabezpieczającej.

Nie jest to oczywiście koniec prac rozwojowych Porsche w dziedzinie szklanych technologii. Prowadzone są badania nad innymi zastosowaniami szkła cienkowarstwowego. W przyszłości Porsche nie wyklucza automatycznie przyciemniających się szyb oraz interaktywnych okien bocznych w samochodach. Te drugie w założeniu miałyby działać trochę jak okulary Google. Obiekty, które minie samochód będą rejestrowane przez kamery i otrzymają opisy wyświetlane na szybach w czasie rzeczywistym. Pasażer naciskając palcem na szkło i zaznaczając interesującą go rzecz otrzyma rozszerzony opis.

Porsche Surface Coated Brake (PSCB)

Węglik wolframu – czy to tworzywo przyszłości? Nie rdzewieje i nie zostawia plam. Jest prawie tak twardym materiałem, jak diament (dziesięć razy twardszym niż żeliwo). Nadaje się do cięcia szkła, ale inżynierowie Porsche znaleźli dla niego zdecydowanie lepsze zastosowanie. Postanowili użyć go do budowy tarcz hamulcowych. Droga do tego wynalazku nie była jednak łatwa.

Tarcze wykonane w całości z supertwardego węgliku wolframu kosztowałyby tyle, co kilka zestawów ceramicznych. Dlatego wspólnie z firmą Bosch i Buderus specjaliści z Porsche wynaleźli metodę trwałego łączenia cząsteczek węgliku wolframu z żeliwem. Uzyskana w ten sposób powłoka węgliku wolframu przylegająca do konwencjonalnych tarcz żeliwnych ma ok. 100 mikrometrów grubości. Ale same tarcze to nie wszystko. Kluczem do skuteczności nowego rodzaju hamulców jest odpowiednie dopasowanie klocków, które nie ślizgają się po gładkiej niczym lustro powierzchni tarcz pokrytych węglikiem wolframu. Dobrano wkładki cierne z kompozytów z zatopionymi wewnątrz mikroskopijnymi twardymi cząsteczkami odpowiednio „wrzynającymi się” w tarcze.

Hamulce wzbogacone węglikiem wolframu (pierwszy raz zastosowane w produkcji seryjnej w Cayenne Turbo) mają o 30 procent dłuższą żywotność niż zwyczajne żeliwne. Koszt wyprodukowania tarczy typu PSCB to mniej więcej jedna trzecia kosztu produkcji jej ceramicznego odpowiednika, podczas gdy skuteczność hamowania jest zbliżona. Tarcze wzbogacone powłoką z węgliku wolframu nawet po wielu cyklach hamowania nie wykazują zmęczenia cieplnego a jakby tego było mało, nie produkują też uciążliwego pyłu brudzącego felgi. Nie bez powodu zaciski w układzie hamulcowym PSCB są białe. Producent celowo maluje je w ten sposób, by pokazać jak czysty pozostaje układ nawet po długotrwałym używaniu.

Czy zatem Porsche wynalazło idealne rozwiązanie w dziedzinie wytracania prędkości? Na tak postawione pytanie Matthias Leber, szef działu badawczo-rozwojowego układów hamulcowych niemieckiej firmy ma tylko jedną odpowiedź. „Szybkie samochody potrzebują szybkich hamulców. Hamulce Porsche nigdy nie będą wystarczająco szybkie”. Jak widać postęp nie zna granic…

Tekst: Adam Kołodziejczyk, zdjęcia: Porsche