Po przejściu szoku i osiągnięciu statusu najlepiej sprzedającego się modelu Porsche, firma miała odwagę zaprezentować śmielszy i potężniejszy drugi model Cayenne podczas targów motoryzacyjnych w Genewie w 2010 roku.
Druga generacja Cayenne okazała się bardzo opłacalna dla Porsche, mimo że firma dotknęła światowy kryzys ekonomiczny w latach 2008-2010. Rynek luksusowych samochodów jednak nie ucierpiał w takim samym stopniu jak inne segmenty motoryzacyjne. W ten sposób Cayenne zyskał nową generację, która natychmiast przyciągnęła uwagę.
Zachowano kształt nadwozia w stylu dwóch pudełek z zaokrąglonym tyłem. Podczas gdy pierwsza generacja wzbudziła wiele dyskusji na temat reflektorów, to druga generacja rozwiązała ten problem, ale zainicjowała nową debatę na temat tylnych świateł, które przypominały te z koreańskiego SUV-a. Samochód był nieco dłuższy, szerszy i wyższy od swojego poprzednika. Wszystkie nowe modele miały nową grafikę reflektorów z dodatkowymi światłami wewnętrznymi, co bez wątpienia identyfikowało je jako Porsche.
Wnętrze przyciągało uwagę szczególnie konsolą środkową, która unosiła się ku przodowi z wystającymi przełącznikami i przyciskami, nadając wnętrzu charakter prawdziwego kokpitu. W centrum konsoli umieszczono 7-calowy ekran dotykowy. Deska rozdzielcza oraz panel instrumentów miały zupełnie nowy design, wyrażający typowe DNA Porsche, na przykład poprzez pięć okrągłych wskaźników oraz obrotomierz umieszczony dokładnie pośrodku.
W komorze silnikowej Porsche zainstalowało nowe silniki, w tym zupełnie nowy silnik V6 z superładowarką i modułem hybrydowym, który pozwalał pojazdowi działać jako elektryczny lub pełnoprawny, dwusilnikowy samochód. Dostępna była nowa, 8-biegowa automatyczna skrzynia biegów.
Nowy Cayenne jest bardziej dynamiczny i wydajny, przestronny w środku i lżejszy ogólnie, wskazując na przyszłość technologii oraz sportowy, elegancki design – to najbardziej Porsche, jakie kiedykolwiek stworzono.
Na czoło wysuwa się Porsche Cayenne S Hybrid, pierwszy seryjny model Porsche z napędem hybrydowym, nowa generacja modeli toruje drogę nowoczesnej efektywności, redukując zużycie paliwa nawet o 23 procent w porównaniu do wcześniejszych modeli.
Jak każdy Porsche, nowy Cayenne został opracowany zgodnie z zasadą Porsche Intelligent Performance: więcej mocy przy mniejszym zużyciu paliwa, większa efektywność i niższe emisje CO2.
Biorąc pod uwagę te fakty i liczby, trzy z pięciu modeli w ofercie pozostają poniżej limitu dziesięciu litrów zużycia paliwa na 100 kilometrów w Nowym Europejskim Cyklu Jezdnym. Dwa modele – Cayenne Diesel o emisji 195 g/km i Cayenne S Hybrid o emisji 193 g/km – również pozostają poniżej limitu emisji 200 gramów CO2 na kilometr.
Ta znacząca redukcja zużycia paliwa w całej gamie modeli Porsche Cayenne wynika m.in. z wprowadzenia nowej, ośmiobiegowej automatycznej skrzyni biegów Tiptronic S, wyposażonej w system Auto Start Stop oraz jeszcze szerszy zakres przełożeń, zarządzania cieplnego silnika i układu chłodzenia skrzyni biegów, odzyskiwania energii z sieci pokładowej, zmiennego odcięcia zasilania oraz, nie mniej ważne, stałej redukcji masy i inteligentnej konstrukcji lekkiej.
Korzystając z optymalnej pod względem wagi mieszanki materiałów i zmian koncepcyjnych w całym pojeździe, takich jak nowy, ekstra lekki napęd na wszystkie koła, masa Porsche Cayenne Turbo została zmniejszona o aż 185 kilogramów, czyli prawie 410 funtów, mimo poprawy substancji produktu i jeszcze wyższego standardu bezpieczeństwa. Zdecydowanie są to dobre wiadomości nie tylko w zakresie zużycia paliwa i emisji CO2, ale również jeśli chodzi o osiągi, zwinność i prowadzenie w ruchu drogowym.
W rezultacie nowy Porsche Cayenne oferuje jeszcze więcej przyjemności z jazdy niż kiedykolwiek wcześniej, zarówno na drogach, jak i w terenie, w połączeniu z jeszcze większymi codziennymi cechami użytkowymi, poprawionym komfortem i doskonałą elegancją. Nowoczesny, sportowy i elegancki design sprawia, że nowa generacja Cayenne w 2010 roku jest jeszcze bliższym członkiem rodziny Porsche, ujawniając jej szczególny charakter sportowego występu z każdej perspektywy i wyraźnie uwidaczniając typowy dla Porsche kształt i design.
Światowa premiera Porsche Cayenne z równoległym napędem hybrydowym
Prezentując Cayenne S Hybrid, Porsche z dumą wprowadza na rynek pierwszy pojazd z napędem hybrydowym firmy. Opracowując ten przełomowy system, inżynierowie Porsche idą w ślady samego Ferdynanda Porsche, który stworzył Lohner-Porsche Semper Vivus już w 1900 roku. Do dziś Semper Vivus uznawany jest za pierwszy funkcjonalny pełny hybrydowy pojazd na świecie.
Porsche Cayenne S Hybrid napędzany jest głównie przez doładowany silnik V6 o pojemności trzech litrów z bezpośrednim wtryskiem benzyny, osiągający maksymalną moc 333 KM. Ta nowoczesna jednostka mocy współpracuje z elektrycznym silnikiem o mocy 34 kW (47 KM) i szczytowym momencie obrotowym wynoszącym 300 Nm (221 lb) utrzymywanym nieprzerwanie do prędkości 1 150 obr./min.
Elektryczny silnik jest w stanie napędzać Porsche Cayenne samodzielnie lub wspierać silnik spalinowy, pełniąc również funkcję generatora i rozrusznika. Razem z sprzęgłem separatorowym tworzy moduł hybrydowy umieszczony pomiędzy silnikiem spalinowym a nową, ośmiobiegową skrzynią automatyczną.
Kolejnym istotnym elementem systemu hybrydowego jest akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy (NiMh) o napięciu 288 V, znajdujący się pod podłogą bagażnika, służący do przechwytywania energii elektrycznej generowanej podczas hamowania i odzyskiwanej podczas jazdy.
Wykorzystując silnik sześciocylindrowy, Porsche Cayenne S Hybrid oferuje moc i osiągi silnika ośmiocylindrowego przy znacznie niższym zużyciu paliwa. Przy całkowitej mocy 380 KM, nowy Cayenne S Hybrid zużywa zaledwie 8,2 l na 100 km (równoważnie 34.5 mpg imp) w Nowym Europejskim Cyklu Jezdnym i ogranicza emisję CO2 do jedynie 193 g/km. Sprawia to, że nowy Cayenne S Hybrid jest nie tylko najczystszym Cayenne z najniższym poziomem CO2, ale także najczystszym Porsche w całym portfolio marki.
Specyficzne warunki jazdy w trybie hybrydowym
Porsche Cayenne S Hybrid oferuje następujące warunki jazdy, w połączeniu z wieloma innymi cechami:
- Jazda wyłącznie na energii elektrycznej: W tym przypadku elektryczny silnik samodzielnie napędza pojazd bez wsparcia ze strony silnika spalinowego. Gdy kierowca decyduje się na umiarkowany styl jazdy – na przykład w obszarach mieszkalnych – Cayenne S Hybrid jest w stanie pokonywać krótkie odległości z zerową emisją i minimalnym hałasem do prędkości 60 km/h lub 37 mph.
- Wspomaganie: W tym przypadku Cayenne S Hybrid jest napędzany zarówno przez silnik spalinowy, jak i elektryczny. Połączona moc obu jednostek napędowych zapewnia optymalne przyspieszenie, na przykład podczas wyprzedzania.
- Przesunięcie punktu obciążenia: Silnik spalinowy napędza pojazd samodzielnie, jednocześnie ładując akumulator trakcyjny poprzez silnik elektryczny działający jako generator. Moc używana przez generator stanowi dodatkowe obciążenie dla silnika spalinowego, który dzięki temu może pracować w bardziej sprzyjającym punkcie obciążenia, zapewniając wyższą efektywność.
- Odzyskiwanie energii: Energia kinetyczna pojazdu jest przekształcana w energię elektryczną podczas hamowania, a akumulator jest ładowany w tym procesie.
- Żeglowanie: Kiedy kierowca zwolni pedał gazu przy prędkości do 156 km/h lub 97 mph, silnik spalinowy jest wyłączany i odłączany, aby uniknąć oporów ze strony silnika.
- Auto Start Stop: Silnik spalinowy automatycznie wyłącza się w momencie zatrzymania, na przykład na czerwonym świetle lub w korku.
Kompaktowy i lekki równoległy pełny hybryd
Porsche stosuje równoległy pełny hybryd zamiast zwykłego podzielonego hybrydu, który można znaleźć na rynku – i jest kilka powodów, dla których wybrano tę koncepcję: W przeciwieństwie do innych koncepcji hybrydowych, które oferują swoje zalety głównie w mieście, system opracowany przez Porsche pozwala również na „żeglowanie” w Cayenne S Hybrid do prędkości 156 km/h lub 97 mph bez użycia silnika spalinowego. Kolejną zaletą jest to, że równoległy pełny hybryd oferuje przyspieszenie i elastyczność, które są charakterystyczne dla Porsche, bez efektu „gumowej taśmy” typowego dla systemów hybrydowych podzielonych. Wszystko to sprawia, że równoległy pełny hybryd idealnie wpisuje się w filozofię Porsche, aby oferować doskonałe osiągi i wyjątkową efektywność w jednym.
Kolejną zaletą jest kompaktowy rozmiar systemu, a cały moduł hybrydowy ma zaledwie 147,5 milimetra długości. Zintegrowany pomiędzy silnikiem spalinowym a skrzynią biegów, moduł hybrydowy składa się głównie z silnika synchronicznego w kształcie pierścienia i sprzęgła separatorowego po stronie silnika spalinowego, zapewniając ten sam przepływ mocy i charakterystyki, co w konwencjonalnym systemie napędowym.
Przełomowe osiągnięcie Porsche: inteligentne sterowanie przez Hybrid Managera
Równoległy pełny hybryd stawia istotne wymagania wobec komponentów i funkcji sterujących. Współpraca głównych komponentów – silnika spalinowego, silnika elektrycznego, sprzęgła separatorowego i akumulatora – jest niezwykle złożona i koordynowana przez Hybrid Managera, który wykorzystuje całą wiedzę o systemie hybrydowym Porsche. Hybrid Manager odbiera wszystkie informacje o jeździe i energii i kontroluje zarówno silnik elektryczny, jak i silnik spalinowy, aby zapewnić optymalną oszczędność paliwa we wszystkich warunkach. Dba również o to, aby akumulator nie rozładował się zbytnio ani nie był zbyt często ładowany i rozładowywany.
Kolejnym kluczowym elementem napędu równoległego pełnego hybrydowego jest sprzęgło separatorowe pomiędzy silnikiem spalinowym a silnikiem elektrycznym, wykorzystujące szczególnie mocne i odporne okładziny cierne. Sprzęgło separatorowe działa na tyle płynnie i delikatnie, że kierowca nawet nie zauważy momentu, w którym silnik spalinowy włącza się i wyłącza, chociaż pełna moc obu jednostek napędowych jest zawsze dostępna bez najmniejszego opóźnienia dla szybkiego i mocnego przyspieszenia. Oznacza to, że gdy silnik spalinowy jest wyłączony, jedyne, co kierowca musi zrobić, aby niemal natychmiast uruchomić silnik, to nacisnąć pedał gazu, a silnik odpala spontanicznie, a sprzęgło załącza się, bez że kierowca zauważa cały ten proces.
Porsche Cayenne S Hybrid wykonuje to wszystko w zaledwie 300 milisekund, realizując jednocześnie kilka procesów: Gdy silnik spalinowy włącza się, sprzęgło blokady konwertera na przekładni automatycznej otwiera się, a moment obrotowy pochodzący z silnika elektrycznego jest krótkotrwale zwiększany, aby uruchomić sześciocylindrowy silnik. Jednocześnie sprzęgło pomiędzy silnikiem elektrycznym a silnikiem spalinowym zamyka się w zdefiniowanej krzywej ciśnienia w ciągu 70 milisekund.
Oprócz skomplikowanej współpracy silnika spalinowego i silnika elektrycznego, całość ta jest zapewniana przez innowacyjny siłownik wrzecionowy w jednostce sterującej sprzęgła, który precyzyjnie zarządza ciśnieniem hydraulicznym działającym na sprzęgło w sposób nigdy wcześniej nieosiągalny.
Za każdym razem, gdy silnik się włącza, Hybrid Manager ocenia aktualne warunki jazdy i życzenie kierowcy dotyczące przyspieszenia, wybierając odpowiednią procedurę uruchomienia – albo „komfortowe uruchomienie” silnika spalinowego, albo, jeśli kierowca chce uzyskać więcej mocy, szczególnie spontaniczne „uruchomienie mocy”.
Dodatkowa redukcja zużycia paliwa: żeglowanie do 156 km/h (97 mph)
Dzięki sprzęgłu separatorowemu, napęd hybrydowy Porsche oferuje także dalszą redukcję zużycia paliwa przy wyższych prędkościach, korzystając z trybu „żeglowania”: Kiedy kierowca nie potrzebuje żadnej mocy napędowej, wystarczy, że zwolni pedał gazu, aby całkowicie odłączyć silnik spalinowy od napędu przy prędkościach do 156 km/h (97 mph). Kierowca jest w stanie wyeliminować opory silnika, które mają silny efekt hamowania podczas żeglowania, w ten sposób redukując zarówno opór napędowy, jak i zużycie paliwa.
W trybie żeglowania silnik elektryczny działa jako generator, dostarczając energię elektryczną.
Jeśli kierowca przyspieszy w trybie żeglowania, na przykład podczas wyprzedzania, silnik spalinowy szybko i płynnie uruchamia się w ułamkach sekundy, osiągając odpowiednią prędkość obrotową dostosowaną do rzeczywistej prędkości pojazdu. Dzięki temu kierowca jest w stanie przyspieszyć spontanicznie również przy tej prędkości, tak jak w Porsche Cayenne z konwencjonalną jednostką napędową.
Tryb żeglowania jest dostępny przy niskich prędkościach drogowych i automatycznie uruchamia się, gdy kierowca zdejmie nogę z pedału gazu, otwierając sprzęgło separatorowe i automatycznie wyłączając silnik spalinowy. „Żeglowanie” oznacza więc po prostu „płynięcie” bez użycia mocy silnika spalinowego lub elektrycznego.
Porsche Cayenne S Hybrid osiąga swoją maksymalną moc w trybie wspomagania, sumując moc silnika spalinowego i elektrycznego jako wielką zaletę koncepcji równoległego pełnego hybryd: Podczas gdy silnik spalinowy osiąga swój maksymalny moment obrotowy wynoszący 440 Nm (324 lb-ft) w zakresie pomiędzy 3 000 a 5 250 obr./min, silnik elektryczny jest w stanie wykorzystać swój maksymalny moment obrotowy do 300 Nm (221 lb-ft) już od zera.
Maksymalna moc dwóch jednostek napędowych wynosząca 380 KM pojawia się przy 5 500 obr./min, podczas gdy łączny moment obrotowy wynoszący 580 Nm (427 lb-ft) wchodzi w życie już przy 1 000 obr./min, co zapewnia naprawdę muskularne przyspieszenie przez cały czas.
Ponieważ maksymalny moment obrotowy obu jednostek jest osiągany w różnych zakresach obrotów, nie można po prostu sumować wartości maksymalnych momentów obrotowych. Ponieważ moment obrotowy dostarczany przez silnik elektryczny maleje przy wyższych prędkościach, silnik spalinowy, korzystający z energii elektrycznej, zapewnia ciągłą, spójną i efektywną krzywą momentu obrotowego również przy wysokich obrotach silnika, obie jednostki napędowe doskonale się uzupełniają i pozwalają kierowcy korzystać z całej przewagi mocy systemu w całym zakresie obrotów silnika.
Porsche Cayenne S Hybrid korzysta więc z inteligentnej współpracy obu jednostek mocy dzięki swoim szczególnie sportowym przyspieszeniom od zera i doskonałej dynamice jazdy również przy wysokich prędkościach, na przykład podczas przyspieszania.
Dzięki przyciskowi Porsche Cayenne Sports w trybie normalnym, efekt elektrycznego wspomagania jest dostępny natychmiast dzięki funkcji kick-down. Po aktywacji przycisku Sport, zakres wspomagania jest przesuwany do przodu, a obie jednostki napędowe współdziałają, gdy kierowca naciska pedał gazu z maksymalną siłą w 80 procentach.
Przycisk E-Power wydłuża zasięg jazdy na energii elektrycznej
Aktywując przycisk E-Power na konsoli centralnej, kierowca może wydłużyć czas dostępności trybu jazdy wyłącznie na energii elektrycznej. Aktywacja przycisku jest sygnalizowana przez diodę LED na przycisku oraz przez słowo „E-Power”, które w niebieskim kolorze pojawia się na panelu wskaźników.
Dostępność E-Power zależy od parametrów takich jak stan naładowania akumulatora oraz temperatura akumulatora. Tryb E-Power zmienia mapę sterowania pedałem gazu, pozwalając systemowi na bardziej płynne reagowanie na życzenie kierowcy dotyczące przyspieszenia i zapobiegając zbyt wczesnemu włączeniu silnika spalinowego, gdy kierowca chce uzyskać więcej mocy.
Oszczędność paliwa przez generowanie energii elektrycznej
Kolejną fundamentalną zaletą oferowaną przez Hybrid Managera jest jego zdolność do przesunięcia punktu obciążenia podczas jazdy z silnikiem spalinowym: Każda jednostka napędowa działa najekonomiczniej w określonym zakresie obciążenia. Kiedy sześciocylindrowy silnik pracuje poniżej tego punktu przy częściowym obciążeniu, Hybrid Manager automatycznie dodaje gazu i wykorzystuje tę dodatkową moc do generowania energii elektrycznej. Moc generatora i otwarcie przepustnic są więc kontrolowane w najbardziej odpowiedni sposób, aby działać z silnikiem spalinowym z większą efektywnością, optymalnie wykorzystując dostępne paliwo i „parkować” część wyprodukowanej energii elektrycznej w akumulatorze.
Wszystko to jest niezauważalne dla kierowcy, a zarówno obroty silnika, jak i prędkość drogi pozostają niezmienne. Innymi słowy, Porsche Cayenne jedzie jakby przeszedł z płaskiego odcinka drogi na wzniesienie przy włączonym tempomacie, podróżując tym samym z tą samą, stałą prędkością.
Na koniec, ale na pewno nie mniej ważne, Hybrid Manager dba o to, aby podczas naciskania pedału hamulca jak najwięcej energii przechodziło z silnika elektrycznego działającego jako generator do akumulatora. Aby zapewnić ten efekt, system sterujący ustawia moc generatora w zależności od położenia pedału hamulca, zapewniając, że pojazd jest hamowany częściowo – w niektórych przypadkach całkowicie – przez moc elektryczną samą, a konwencjonalny system hamulcowy włącza się dopiero przy wyższych prędkościach i większych siłach hamowania.
Aku-ładowana bateria o dużej mocy
Porsche Cayenne S Hybrid wykorzystuje akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy jako akumulator trakcyjny – jest to technologia akumulatorowa już sprawdzona w samochodach.
Akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy nie wymaga żadnej konserwacji i jest gazoszczelny, zwaną w wygodny sposób dzięki swoim kompaktowym wymiarom, znajduje się pod całkowicie płaską podłogą bagażnika, zachowując znaczną pojemność bagażową oferowaną przez Cayenne.
Akumulator generuje maksymalną moc 38 kW i przechowuje do 1,7 kilowatogodziny energii. Efektywna pojemność akumulatora jest wyraźnie przedstawiona w procentach zarówno na panelu wskaźników, jak i na monitorze opcjonalnej jednostki sterującej PCM Porsche Communication Management.
Akumulator ładowany jest podczas jazdy poprzez proces odzyskiwania energii hamowania i przez przesunięcie punktu obciążenia silnika spalinowego dla optymalnej efektywności paliwowej. Ponownie w praktycznych warunkach akumulator jest w stanie odzyskać energię równą do jednego litra paliwa na każde 100 kilometrów. Zgromadzona energia może być wykorzystana do jazdy wyłącznie na energii elektrycznej bez użycia silnika spalinowego lub do wspomagania silnika spalinowego podczas jazdy.
Ważąc około 80 kg razem z ramą, akumulator składa się z 240 ogniw generujących wymaganą moc 288 woltów. Przy zakresie temperatury zaczynającym się od -30°C akumulator oferuje doskonałe właściwości rozruchowe nawet w bardzo zimnych warunkach. Jednocześnie zakres temperatury sięga aż 40°C, co oznacza, że akumulator pokrywa praktycznie cały zakres temperatur, jakie kierowca może doświadczyć w samochodzie.
Podczas ładowania i rozładowania akumulator generuje ciepło, które musi być rozpraszane, aby chronić ogniwa akumulatora. Dlatego schładzane powietrze z wnętrza wykorzystuje się do chłodzenia akumulatora, zasysane z kabiny pasażerskiej przez kanały znajdujące się pod tylną kanapą.
Oprócz tej nowej technologii, Porsche Cayenne S Hybrid wyposażony jest w konwencjonalny akumulator 12-voltowy znajdujący się pod siedzeniem kierowcy, zasilający energią sieć pokładową pojazdu. Ten akumulator 12-woltowy można ładować za pomocą konwencjonalnej ładowarki akumulatorowej, a jednocześnie dealer Porsche i stacja serwisowa mogą ładować akumulator trakcyjny poprzez połączenie wysokiego napięcia i odpowiednią jednostkę ładującą.
W trybie parkingowym zarządca akumulatorów regularnie sprawdza stan naładowania akumulatora oraz poszczególne poziomy napięcia w każdym ogniwie. Aby zoptymalizować stan naładowania całego akumulatora i utrzymać napięcie ogniw w granicach tolerancji, poziom naładowania akumulatora może być automatycznie bilansowany pomiędzy ogniwami lub ogniwa mogą być rozładowywane w odpowiednim procesie.
Podczas parkowania cały obwód wysokiego napięcia jest otwierany przez wysokowydajny włącznik, co zapobiega przeciekom energii elektrycznej, gdy samochód jest w stanie spoczynku, i zabezpiecza akumulator trakcyjny przed niepożądanym samorozładowaniem.
Kiedy kierowca uruchamia samochód za pomocą klucza, na koniec akumulator aktywowany przez 12-woltową sieć pokładową uruchamia przełącznik zabezpieczający, aby uruchomić silnik spalinowy za pomocą akumulatora i ponownie zamknąć obwód wysokiego napięcia.
Potężne i wydajne: silniki
Nowy Cayenne wyposażony jest w nową generację silników, które już były zastosowane w wcześniejszych modelach: Porsche Cayenne dysponuje silnikiem V6 o pojemności 3,6 litra, z mocą zwiększoną do 300 KM, Cayenne Diesel oferuje silnik wysokotemperaturowy V6 o pojemności 3,0 litra, a Cayenne S oraz Cayenne Turbo mają silnik V8 o pojemności 4,8 litra.
Wszystkie silniki zostały ulepszone i zaktualizowane pod względem najważniejszych funkcji, co skutkuje częściowym wzrostem mocy silnika oraz znaczącą redukcją zużycia paliwa we wszystkich modelach.
Po raz pierwszy nowy Porsche Cayenne wyposażony jest w zarządzanie termiczne oparte na mapach, które kieruje procesami zachodzącymi w pojeździe. W ramach systemu zarządzania cieplnego chłodnica ma dwa obiegi chłodzące, uruchamiane w zależności od temperatury płynu chłodzącego przez termostat, który automatycznie przerywa dopływ płynu chłodzącego, dopóki silnik nie jest gorący. To umożliwia szybsze nagrzewanie się silnika, a jednocześnie zmniejsza tarcie, zużycie paliwa i emisje w fazie nagrzewania.
W zależności od wzrostu temperatury silnika, płyn chłodzący może przepływać przez silnik (w tzw. małym obiegu) podczas nagrzewania, aktywując główną chłodnicę w zależności od punktu roboczego silnika (główny obieg chłodzący). To zarządzanie cieplne samo w sobie zmniejsza zużycie paliwa o nawet 1,5 procent przez skrócenie okresu nagrzewania po uruchomieniu zimnego silnika.
Wszystkie nowe wersje Porsche Cayenne z przekładnią Tiptronic S również mają osobne zarządzanie termiczne w skrzyni biegów. Tutaj także celem jest osiągnięcie optymalnej temperatury roboczej tak szybko, jak to możliwe, aby zminimalizować straty tarcia – dlatego wymiennik ciepła w obiegu chłodzenia nowej ośmiobiegowej skrzyni Tiptronic S jest bezpośrednio połączony z obiegiem chłodzenia silnika. Umożliwia to szybsze wykorzystanie ciepła w płynie chłodzącym silnika nagrzewanego bardziej efektywnie, kiedy jest to konieczne, co znacznie poprawia efektywność nagrzewania skrzyni biegów do jej najlepszego temperatury roboczej.
Jeszcze jedną funkcją służącą do redukcji zużycia paliwa jest odzyskiwanie energii w sieci pokładowej. System ten przesuwa generację energii przez alternator do ładowania akumulatora rozruchowego we wszystkich nowych wersjach Cayenne do rzeczywistego zastosowania hamulców podczas zwalniania pojazdu, przez co część energii kinetycznej zostaje zachowana w akumulatorze rozruchowym. Podczas jazdy z równą prędkością i podczas przyspieszania alternator dostarcza jak najmniej energii, a sieć pokładowa jest zasilana głównie z akumulatora rozruchowego naładowanego podczas aplikacji hamulców. To odciąża silnik spalinowy od zwykłej potrzeby ładowania alternatora, co z kolei oznacza bezpośrednią redukcję zużycia paliwa. W Nowym Europejskim Cyklu Jezdnym na przykład, odzyskiwanie energii dostarczanej do sieci pokładowej zmniejsza zużycie paliwa o 0,15 litra na 100 kilometrów.
Nowość: Auto Start Stop i zmienne sterowanie odcinkiem obrotowym
Wszystkie nowe wersje Porsche Cayenne z ośmiobiegową przekładnią Tiptronic S, opcjonalną w modelu podstawowym i standardową we wszystkich innych, oferują funkcję Auto Start Stop. Funkcja Auto Start Stop wyłącza silnik spalinowy w określonych warunkach, gdy pojazd jest w stanie spoczynku, zmniejszając zużycie paliwa i emisje, a tym samym zapobiegając zbędnemu pracowaniu silnika na biegu jałowym, na przykład podczas zatrzymywania się na światłach.
Gdy pojazd zatrzymuje się w wyniku użycia hamulców, a kierowca przytrzymuje pedał hamulca, funkcja Auto Start Stop wyłączy silnik po około sekundzie, informując kierowcę odpowiednio za pomocą zielonego symbolu Auto Start Stop na panelu wskaźników.
W tym czasie kierowca może pozostawić dźwignię zmiany biegów w pozycji D lub M, a silnik pozostanie nieaktywny nawet po przełączeniu na P i N. Gdy kierowca puści pedał hamulca, silnik znowu się uruchomi, a kierowca może ruszyć bez opóźnienia. Z powodów bezpieczeństwa jednak nie jest to możliwe, jeśli drzwi kierowcy lub pokrywa silnika są otwarte lub jeśli kierowca nie ma zapiętych pasów bezpieczeństwa.
Pod pewnymi warunkami silnik nie jest celowo wyłączany podczas zatrzymania, na przykład, gdy kierowca aktywował tryb sportowy, podczas holowania przyczepy lub gdy pojazd jest w trybie parkingowym lub manewrującym. W takich przypadkach kierowca jest informowany przez żółty symbol Auto Start Stop na panelu wskaźników, że system nie wyłączył silnika.
Dodatkową nowością jest zmienne sterowanie odcinkiem obrotowym, będące dalszym rozwojem konwencjonalnej funkcji wyłączania odcinka obrotowego. W zasadzie kontrola odcinka obrotowego wyłącza podaż paliwa podczas jazdy na luzie, kiedy silnik spalinowy jest na biegu jałowym, a kierowca łagodzi pedał gazu, na przykład zbliżając się do świateł drogowych lub zjeżdżając z wzniesienia.
W porównaniu do konwencjonalnej kontroli odcinka obrotowego, która zaczyna ponownie wtryskiwać paliwo przy określonych prędkościach obrotowych, w zmiennej kontroli odcinka obrotowego wtrysk paliwa rozpoczyna się znacznie później, w zależności od warunków jazdy, co pomaga zaoszczędzić jeszcze więcej paliwa.
Sześciocylindrowe silniki: trzy silniki, trzy koncepcje
Porsche może zaoferować aż trzy silniki V6 z bezpośrednim wtryskiem paliwa w nowej generacji Cayenne: Cayenne dysponuje ulepszonym silnikiem 3,6-litrowym, nowy Cayenne S Hybrid wyposażony jest jako pierwszy Porsche w doładowany silnik o pojemności trzech litrów. Na koniec, Cayenne Diesel ma trzylitrowy silnik turbodoładowany, oparty na jednostce już znanej z wcześniejszego modelu.
Poza znaczną redukcją zużycia paliwa, celem w usprawnieniu silnika w Porsche Cayenne było osiągnięcie większej mocy i momentu obrotowego. Tak więc wzrost mocy silnika o 10 KM do 300 KM (220 kW) oraz wzrost momentu obrotowego o 15 Nm/11 lb-ft do nowego szczytu 400 Nm/295 lb-ft przy 3 000 obr./min są wynikiem wielu usprawnień. Tylko trzy przykłady to zoptymalizowany czujnik masowy powietrza, redukcja strat tarcia w silniku i nowa konfiguracja elektronicznego zarządzania silnikiem.
Nowe zarządzanie cieplne, zmienne sterowanie odcinkiem obrotowym oraz Auto Start Stop w połączeniu z nową ośmiobiegową skrzynią Tiptronic S pomagają zapewnić wyższy poziom efektywności. Nowy Cayenne z opcjonalnym Tiptronic S osiąga całkowite zużycie paliwa w Nowym Europejskim Cyklu Jezdnym wynoszące zaledwie 9,9 l na 100 km (równoważnie 28,5 mpg imp), co jest poprawą o około 20 procent w porównaniu do wcześniejszego modelu. W połączeniu z ręczną skrzynią biegów bez Auto Start Stop, zużycie paliwa wynosi 11,2 l na 100 km (równoważnie 25,2 mpg imp), co również stanowi redukcję o około 10 procent w porównaniu do wcześniejszego modelu.
Wprowadzając te nowe technologie, inżynierowie Porsche koncentrują się nie tylko na oszczędności paliwa i osiągach, ale także na konkretnych cechach służących do optymalizacji komfortu jazdy i wygody w ruchu drogowym. W ulepszonym silniku V6 o pojemności 3,6 litra, te usprawnienia obejmują wykonaną ze stali odkuwanej wał korbowy, który nie tylko służy do oszczędności wagi, ale także poprawia płynność pracy silnika. Dzięki zastosowaniu elektronicznego bagnetu, kierowca może teraz sprawdzić poziom oleju silnikowego w czasie postoju, nie musząc otwierać pokrywy silnika.
Pierwsze osiągnięcie Porsche: doładowany silnik sześciocylindrowy
Jednostka napędowa w nowym Porsche Cayenne S Hybrid jest ważną premierą dla Porsche, nie tylko z powodu dodatkowego silnika elektrycznego – to pierwszy raz, gdy Porsche używa silnika V6 z bezpośrednim wtryskiem benzyny i doładowaniem jako głównego źródła mocy. O pojemności dokładnie 2 995 cm³, ta wybitna jednostka mocy dostarcza maksymalną moc 333 KM (245 kW) w zakresie od 5 500 do 6 500 obr./min, z maksymalnym momentem obrotowym wynoszącym 440 Nm/324 lb-ft, utrzymywanym nieprzerwanie w zakresie od 3 000 do 5 250 obr./min.
Oprócz dostarczania wydajności i cech jazdy tak typowych dla Porsche, a także supreme mocy silnika V8, dużą zaletą tej jednostki jest niskie zużycie paliwa, zredukowane emisje CO2 oraz spełnianie wszystkich norm emisji na całym świecie. W rezultacie Cayenne S Hybrid oferuje efektywną wydajność, na którą słusznie można liczyć w przypadku Porsche w nowy i przekonujący sposób.
Silnik to jednostka z czterema zaworami w każdym rzędzie cylindrów oraz wałkami rozrządu na każdym rzędzie cylindrów i kątem banku cylindrów wynoszącym 90°. Podobnie jak silnik V8 w Porsche Cayenne S i Cayenne Turbo, nowy silnik V6 o pojemności trzech litrów ma aluminiowy blok silnika, aluminiową głowicę cylindrów, a także nowoczesną technologię silnikową, taką jak zarządzanie termiczne i w pełni kontrolowana pompa oleju. A jak w innych jednostkach V6, system dostarczania oleju wykorzystuje smarowanie w misce mokrej.
W przeciwieństwie do dotychczasowych silników Porsche, nowa jednostka napędowa nie jest doładowywana przez turbo sprężarki gazów spalinowych, lecz przez supercharger współpracujący z intercoolerem. Powód jest prosty: ten koncept oferuje wyraźne korzyści dla określonych celów i charakterystyki równoległego pełnego hybrydowego napędu w SUV-ie: Z superchargerem z permanentnym mechanicznym połączeniem z napędem wału korbowego, ciśnienie doładowania jest natychmiast dostępne, a przepływ masy powietrza wzrasta konsekwentnie w zależności od prędkości silnika. Pozycja supercharger’a w V-kształtnym układzie cylindrów utrzymuje krótki i dynamiczny spacer powietrza do cylindrów oraz kompresję. I wreszcie, silnik doskonale współpracuje z silnikiem elektrycznym.
Supercharger to sprężarka Roots z obejściem. Dwa równoległe wały połączone zębatkami w obudowie supercharger’a są napędzane przez niezależny napęd paskowy, a wirniki na każdym z wałów uszczelniają system ze wszystkich stron, przeciwko łopatkom przeciwległego wirnika i obudowie supercharger’a.
Poruszające się w przeciwnych kierunkach, dwa wały przetwarzają powietrze bez kompresji pomiędzy rotorami, od wlotu powietrza w superchargerze do wylotu powietrza. Wirniki mają po cztery łopatki i są ustawione wzdłuż osi pod dwu-, na 160°, aby zapewnić płynny i ciągły dopływ powietrza. Efekt kompresji polega na wpychaniu powietrza do wytworzonej masy powietrza upstream zaworów dolotowych. Aby poprawić efektywność doładowania, supercharger ma intercooler z obiegiem chłodzenia niskotemperaturowego na każdym rzędzie cylindrów.
Ponieważ powietrze doładowane nie jest wymagane we wszystkich warunkach jazdy, a ciągła budowa ciśnienia doładowania mogłaby stworzyć zator powietrzny, a tym samym spadek mocy, supercharger jest wyposażony w zintegrowaną kontrolę ciśnienia doładowania. Zamiast skomplikowanego systemu sterowania z użyciem sprzęgła magnetycznego do podłączenia i odłączenia sprężarki, system wybrany w Cayenne posiada w pełni kontrolowany zawór obejściowy.
Efektywny i czysty: V6 Diesel
Koncentrując się na trzylitrowym turbodieslu w Cayenne Diesel, inżynierowie Porsche dążyli głównie do dalszej redukcji zużycia paliwa i emisji spalin w procesie modernizacji silnika. W rezultacie moc pozostała niezmieniona na poziomie 240 KM (176 kW), a moment obrotowy osiągnął imponujące 550 Nm/405 lb-ft, a zużycie paliwa spadło z już niskich 9,3 l (równoważnie 30,4 mpg imp) do naprawdę znakomitych 7,4 l/100 km, co odpowiada 38,2 mpg imp. Również nowy Porsche Cayenne Diesel w pełni spełnia limit emisji EU5.
Paliwo wtryskiwane jest do komór spalania przez zawory piezoelektryczne, budując ciśnienie do 1 800 bar. Efekt doładowania zapewniają turbosprężarki z zmienną geometrią łopatki (VTG), z w pełni kontrolowaną recyrkulacją spalin, katalizatorem utleniającym oraz filtrem cząstek stałych, co zapewnia skuteczne zarządzanie emisjami.
Istotnym elementem w zwiększeniu efektywności silnika była integracja w pełni kontrolowanej pompy olejowej. Teraz pompa olejowa jest sterowana na żądanie przez zarządzanie silnikiem, a ciśnienie oleju jest regulowane hydraulicznie poprzez przesuwanie koła zębatego wzdłuż wałka pompy, co zmienia poziom objętości geometrycznej. W rezultacie pompa działa tylko w razie potrzeby, aby spełnić aktualne wymagania silnika przy odpowiednim poziomie obciążenia.
W odpowiedni sposób zoptymalizowana recyrkulacja spalin (EGR) służy do minimalizacji emisji i pomaga silnikowi spełniać normę emisji EU5. Moduł recyrkulacji spalin posiada teraz wyższy poziom efektywności chłodzenia, a tym samym większy przepływ. Kolejnym skutkiem jest obniżenie szczytowych temperatur w procesie spalania, co prowadzi do mniejszej ilości tlenków azotu w komorze spalania.
Doskonale wydajny z jeszcze większą efektywnością: jednostki V8
Cała rodzina silników V8 została w pełni zmodernizowana i składa się z jeszcze bardziej wydajnego silnika o pojemności 4,8 litra, który teraz dostarcza 400 KM i 500 Nm/369 lb-ft maksymalnego momentu obrotowego w nowym Porsche Cayenne S oraz turbodoładowanego silnika o mocy 500 KM i momencie obrotowym 700 Nm/516 lb-ft w nowym Cayenne Turbo.