Drugą generację Porsche Cayenne zaprezentowano podczas Salonu Samochodowego w Genewie w 2010 roku. Była to znaczna poprawa w porównaniu do poprzednika i miała ewoluowany design.
Pierwsza generacja Cayenne przyciągnęła zarówno wielu fanów, jak i przeciwników marki Porsche, ale faktem jest, że stała się najlepiej sprzedającym się modelem w historii firmy. Trend SUV-ów nie tylko sprzyjał biznesowi, ale także oferował prawdziwe osiągi i komfort. To był prawdziwy Porsche dla całej rodziny.
Druga generacja charakteryzowała się lżejszą karoserią i nowym stylem przodu, który przypominał Panamerę. Maska była podobna do czterodrzwiowego sedana Porsche. Gorąca dyskusja na temat tego auta dotyczyła tyłu, gdzie światła tylne w pewnym sensie nawiązywały do koncepcji stylistycznej tych z Hyundai SantaFe.
Wnętrze zainspirowane Panamerą było oczywiste. Zainstalowano nową kierownicę, zestaw wskaźników oraz zmienioną aranżację przycisków na środkowej konsoli. Centralny panel również został przeprojektowany, a kratki wentylacyjne były wyższe niż te w stylu VW z poprzednika. Szklany dach był standardem w wersji S.
Jeśli chodzi o silnik, Cayenne S był wyposażony w jednostkę V8 o pojemności 4.8 litra, o 100 KM mocniejszą od podstawowej wersji 3.6 litra, która pochodziła z oferty VW, i 100 KM słabszą od 500 KM wersji Cayenne Turbo. W 2010 roku Cayenne zrezygnowało z niskiego przełożenia. Standardową skrzynią biegów był 8-biegowy automat Tiptronic. Napęd na wszystkie koła również był standardem.
Nowocześniejszy, bardziej dynamiczny, przestronniejszy i lżejszy, idący w kierunku przyszłości technologii w sportowym, eleganckim designie – nowy Cayenne to najczystsza esencja marki Porsche.
Na czoło stawia Porsche Cayenne S Hybrid, pierwszy produkcyjny pojazd Porsche z napędem hybrydowym, nowa generacja modeli wyznacza nowe standardy nowoczesnej efektywności, osiągając redukcję zużycia paliwa o nawet 23% w porównaniu do poprzednich modeli.
Jak każdy Porsche, nowy Cayenne został stworzony zgodnie z zasadą Porsche Intelligent Performance: więcej mocy przy mniejszym zużyciu paliwa, wyższa efektywność i niższe emisje CO2.
W obliczu tych faktów i liczb, trzy spośród pięciu modeli w ofercie pozostają poniżej granicy dziesięciu litrów zużycia paliwa na 100 kilometrów w Nowym Europejskim Cyklu Jezdnym. Dwa modele – Cayenne Diesel z wynikiem 195 g/km oraz Cayenne S Hybrid z wynikiem 193 g/km – również pozostają poniżej limitu emisji 200 gramów CO2 na kilometr.
Ta znacząca redukcja zużycia paliwa w całej gamie modeli Porsche Cayenne jest efektem między innymi wprowadzenia nowej, ośmiobiegowej automatycznej skrzyni biegów Tiptronic S, która jest wyposażona w system Auto Start Stop oraz szerszy zakres przełożeń, zarządzania termicznego silnika i układu chłodzenia, odzysku energii z sieci pokładowej, zmiennego odcinania przy przejeździe oraz, co nie mniej ważne, konsekwentnego zmniejszenia wagi i inteligentnej budowy lekkiej.
Korzystając z optymalnej wagi mieszanki materiałów i zmian koncepcyjnych w całym pojeździe, takich jak nowy, ultra lekki napęd na wszystkie koła, masa Porsche Cayenne Turbo spadła o 185 kilogramów (ponad 410 funtów), mimo poprawy jakości produktu i wyższych standardów bezpieczeństwa. Oczywiście, to dobra wiadomość nie tylko w kontekście zużycia paliwa i emisji CO2, ale także w zakresie wydajności, zwinności i właściwości jezdnych na drodze.
W rezultacie nowy Porsche Cayenne oferuje jeszcze więcej przyjemności z jazdy zarówno na drogach, jak i w terenie, połączonej z wyższą jakością codziennego użytkowania, polepszonym komfortem i najwyższą elegancją. Nowoczesny, sportowy, ale elegancki design sprawia, że nowa generacja Cayenne w 2010 roku staje się jeszcze bliższym członkiem rodziny Porsche, podkreślając jej charakter jako sportowego pojazdu z każdej perspektywy i wyraźnie ujawniając charakterystyczny kształt i design typowy dla Porsche.
Światowa premiera Porsche Cayenne z równoległym napędem hybrydowym
Wprowadzając Cayenne S Hybrid, Porsche z dumą prezentuje pierwszy pojazd hybrydowy firmy na rynku. Tworząc ten nowatorski system, inżynierowie Porsche podążają śladami samego Ferdinanda Porsche, który w 1900 roku stworzył Lohner-Porsche Semper Vivus. Do dziś Semper Vivus uznawany jest za pierwszy funkcjonalny pełny hybrydowy pojazd na świecie.
Porsche Cayenne S Hybrid jest napędzany głównie przez doładowany silnik V6 o pojemności trzech litrów z bezpośrednim wtryskiem benzyny, osiągający maksymalną moc 333 KM. Ten nowoczesny silnik współpracuje z silnikiem elektrycznym o mocy 34 kW (47 KM) i szczytowym momencie obrotowym wynoszącym 300 Nm (221 lb), utrzymywanym stale do prędkości 1,150 obr/min.
Silnik elektryczny jest w stanie napędzać Porsche Cayenne samodzielnie lub wspierać silnik spalinowy, a także pełni funkcję generatora i rozrusznika. Wraz ze sprzęgłem separacyjnym, tworzy moduł hybrydowy umieszczony między silnikiem spalinowym a nową ośmiobiegową skrzynią automatyczną.
Kolejnym kluczowym elementem systemu hybrydowego jest akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy (NiMh) o napięciu 288 V, umieszczony pod podłogą bagażnika, który gromadzi energię elektryczną generowaną podczas hamowania i odzyskiwaną podczas jazdy.
Dzięki silnikowi sześciocylindrowemu, 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 tylko 8,2 l/100 km (co odpowiada 34,5 mpg imp) w Nowym Europejskim Cyklu Jezdnym i ogranicza emisję CO2 do zaledwie 193 g/km. To czyni nowy Cayenne S Hybrid nie tylko najczystszym Cayenne o najniższym poziomie CO2, ale także najczystszym Porsche w całym portfolio marki.
Specyficzne warunki jazdy hybrydowej
Porsche Cayenne S Hybrid oferuje następujące warunki jazdy, razem z wieloma innymi zaletami:
- Jazda na samym napędzie elektrycznym: W tym przypadku silnik elektryczny napędza pojazd samodzielnie bez wsparcia ze strony silnika spalinowego. Przy umiarkowanym stylu jazdy – na przykład w strefach mieszkalnych – Cayenne S Hybrid jest w stanie pokonywać krótkie odległości bez emisji spalin i minimalnym hałasie przy prędkości do 60 km/h (37 mph).
- Wzmocnienie: W tym przypadku Cayenne S Hybrid jest zasilany zarówno przez silnik spalinowy, jak i elektryczny. Połączenie mocy 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, co pozwala mu działać w korzystniejszym punkcie obciążenia z wyższą efektywnością.
- Rekuperacja: Energia kinetyczna pojazdu jest zamieniana na energię elektryczną podczas hamowania, a akumulator jest ładowany w tym procesie.
- Człon: Gdy kierowca zwalnia gaz przy prędkości do 156 km/h (97 mph), silnik spalinowy jest wyłączany, aby uniknąć oporów związanych z silnikiem.
- Auto Start Stop: Silnik spalinowy jest automatycznie wyłączany na postoju, na przykład na czerwonym świetle lub w korku.
Kompaktowy i lekki równoległy napęd hybrydowy
Porsche wykorzystuje równoległy napęd hybrydowy, zamiast zwykle spotykanego podziału hybrydowego – i jest na to kilka powodów: W przeciwieństwie do innych koncepcji hybrydowych, które oferują swoje zalety głównie w mieście, system opracowany przez Porsche pozwala także na „żeglowanie” w Cayenne S Hybrid przy prędkości do 156 km/h (97 mph) bez używania silnika spalinowego. Kolejną zaletą jest to, że równoległy napęd hybrydowy oferuje przyspieszenie i elastyczność typowe dla Porsche bez efektu „gumy” występującego w systemach hybrydowych o podziale. Wszystko to sprawia, że równoległy napęd hybrydowy doskonale wpisuje się w filozofię Porsche, aby oferować doskonałe osiągi i najwyższą efektywność w jednym.
Kolejną zaletą jest kompaktowy rozmiar systemu, a sam moduł hybrydowy ma tylko 147,5 milimetra (5,8”) długości. Zintegrowany pomiędzy silnikiem spalinowym a skrzynią biegów, moduł hybrydowy składa się głównie z wirnikowego silnika synchronicznego i sprzęgła separacyjnego po stronie silnika spalinowego, dostarczając tej samej mocy i właściwości, co konwencjonalny system napędowy.
Pionierskie osiągnięcie Porsche: inteligentne sterowanie przez Hybrid Managera
Równoległy napęd hybrydowy stawia wysokie wymagania wobec zaangażowanych komponentów i funkcji sterujących. Interakcja głównych elementów – silnika spalinowego, silnika elektrycznego, sprzęgła separacyjnego i akumulatora – jest niezwykle złożona i koordynowana przez Hybrid Managera, który wykorzystuje całą wiedzę systemu hybrydowego Porsche. Hybrid Manager otrzymuje wszystkie informacje o jeździe i energii oraz kontroluje zarówno silnik elektryczny, jak i silnik spalinowy w celu optymalizacji zużycia paliwa w każdych warunkach. Dba również o to, aby akumulator nie był zbyt słaby i aby nie był zbyt często ładowany i rozładowywany.
Kolejnym kluczowym elementem równoległego napędu hybrydowego jest sprzęgło separacyjne między silnikiem spalinowym a silnikiem elektrycznym, wykorzystujące szczególnie mocne i odporne podkładki cierne. Sprzęgło separacyjne działa tak płynnie i wrażliwie, że kierowca nawet nie zauważa, kiedy silnik spalinowy łączy się i odłącza, chociaż pełna moc obu jednostek napędowych jest zawsze dostępna bez najmniejszego opóźnienia dla szybkiego i mocnego przyspieszenia. Oznacza to, że przy wyłączonym silniku spalinowym kierowca musi jedynie wcisnąć pedał gazu, a silnik natychmiast zaczyna pracować, a sprzęgło załącza się bez zauważania całego procesu przez kierowcę.
Porsche Cayenne S Hybrid wykonuje to wszystko zaledwie w 300 milisekund, przeprowadzając jednocześnie kilka procesów: Gdy silnik spalinowy włącza się, sprzęgło blokady konwertera w automatycznej skrzyni biegów otwiera się, a moment obrotowy pochodzący z silnika elektrycznego jest krótko zwiększany, aby uruchomić sześciocylindrowy silnik. W tym samym momencie sprzęgło między silnikiem elektrycznym a silnikiem spalinowym zamyka się w zdefiniowanej krzywej ciśnienia w ciągu 70 milisekund.
Oprócz skomplikowanej interakcji silnika spalinowego i silnika elektrycznego, wszystko to jest zapewnione przez innowacyjny siłownik wrzecionowy w jednostce sterującej sprzęgła, który precyzyjnie zarządza ciśnieniem hydraulicznym działającym na sprzęgło na niespotykaną dotąd w dokładność.
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 wykorzystać więcej mocy, szczególnie spontaniczne „uruchomienie mocy”.
Dodatkowa redukcja zużycia paliwa: żeglowanie do 156 km/h (97 mph)
Korzystając z sprzęgła separacyjnego, napęd hybrydowy Porsche może również oferować dodatkową redukcję zużycia paliwa przy wyższych prędkościach, prowadząc w trybie „żeglowania”: Gdy kierowca nie potrzebuje żadnej mocy napędowej, wystarczy, że zwolni gaz, aby całkowicie odłączyć silnik spalinowy od układu napędowego przy prędkościach do 156 km/h (97 mph). Dzięki temu kierowca eliminuje opory związane z silnikiem, które mają silny efekt hamowania podczas żeglowania, co zmniejsza zarówno opór napędu, jak i zużycie paliwa.
W trybie żeglowania silnik elektryczny działa jako generator, dostarczając energię elektryczną.
Jeśli kierowca przyspiesza w trybie żeglowania, na przykład podczas wyprzedzania, silnik spalinowy szybko i płynnie uruchamia się w ułamku sekundy, zwiększając obroty do odpowiedniej prędkości silnika odpowiadającej rzeczywistej prędkości pojazdu. W rezultacie kierowca może spontanicznie przyspieszyć także przy tej prędkości, tak jak w Porsche Cayenne z konwencjonalnym układem napędowym.
Tryb żeglowania jest dostępny od niskich prędkości drogowych i uruchamia się automatycznie, gdy kierowca zwalnia pedał gazu, otwierając sprzęgło separacyjne i automatycznie wyłączając silnik spalinowy. „Żeglowanie” oznacza zatem unoszenie się lub po prostu „toczenie się” bez wykorzystywania mocy silnika spalinowego ani elektrycznego.
Porsche Cayenne S Hybrid osiąga maksymalną moc w trybie wzmocnienia, dodając moc silnika spalinowego i silnika elektrycznego jako wielką zaletę równoległej koncepcji hybrydowej: Podczas gdy silnik spalinowy osiąga swój maksymalny moment obrotowy wynoszący 440 Nm (324 lb-ft) w zakresie od 3,000 do 5,250 obr/min, silnik elektryczny może wykorzystać pełny moment obrotowy do 300 Nm/221 lb-ft od stanu nieruchomego.
Maksymalna moc obu jednostek napędowych wynosząca 380 KM występuje przy 5,500 obr/min, podczas gdy połączony moment obrotowy wynoszący 580 Nm/427 lb-ft włącza się już przy 1,000 obr/min, oferując naprawdę miękkie przyspieszenie w każdym momencie.
Ponieważ maksymalne momenty obrotowe obu jednostek napędowych powstają w różnych zakresach obrotów silnika, nie można ich po prostu dodać. Moment obrotowy dostarczany przez silnik elektryczny maleje przy wyższych prędkościach, silnik spalinowy korzystający z silnika elektrycznego zapewnia ciągłą i efektywną krzywą momentu obrotowego również przy wysokich obrotach silnika, a obie jednostki napędowe doskonale się uzupełniają, umożliwiając kierowcy korzystanie z całej przewagi tej mocy w całym zakresie obrotów silnika.
Porsche Cayenne S Hybrid korzysta z inteligentnej interakcji obu jednostek napędowych, oferując wyjątkowe przyspieszenie od stanu nieruchomego oraz doskonałą dynamikę jazdy również przy dużych prędkościach, na przykład podczas przyspieszania.
Przyciski sportowe Porsche Cayenne w trybie normalnym natychmiastowo oferują efekt wzmocnienia dzięki funkcji kick-down. Po aktywacji przycisku sportowego zakres wzmocnienia jest przesuwany do przodu, a obie jednostki napędowe współdziałają ze sobą, gdy kierowca wciśnie pedał gazu z maksymalną siłą do 80 procent.
Przycisk E-Power wydłuża zasięg jazdy na napędzie elektrycznym
Aktywując przycisk E-Power w konsoli centralnej, kierowca może wydłużyć dostępność trybu jazdy wyłącznie na napędzie elektrycznym. Aktywacja przycisku jest sygnalizowana przez diodę LED na samym przycisku i słowo „E-Power” w niebieskim kolorze na wyświetlaczu instrumentów.
Dostępność E-Power zależy od parametrów, takich jak stan naładowania akumulatora i temperatura akumulatora. Tryb E-Power modyfikuje mapę sterowania pedałem gazu, pozwalając systemowi na dużo płynniejsze podążanie za życzeniem kierowcy dotyczącym przyspieszenia i zapobiegając włączeniu silnika spalinowego zbyt wcześnie, gdy kierowca chce wykorzystać więcej mocy.
Oszeżdzanie paliwa poprzez generowanie energii elektrycznej
Kolejną fundamentalną zaletą, jaką oferuje Hybrid Manager, jest jego zdolność do przesunięcia punktu obciążenia podczas jazdy silnikiem spalinowym: Każda jednostka napędowa działa najbardziej ekonomicznie w określonym zakresie obciążenia. Kiedy sześciocylindrowy silnik pracuje poniżej tego punktu przy częściowym obciążeniu, Hybrid Manager automatycznie dodaje gaz i wykorzystuje tę dodatkową moc do generowania energii elektrycznej. Wydajność generatora i otwarcie przepustnic są zatem kontrolowane w najbardziej odpowiedni sposób do efektywnego działania silnika spalinowego, optymalnie wykorzystując dostępne paliwo i „parkowanie” części wygenerowanej energii elektrycznej w akumulatorze.
Wszystko to odbywa się bez wiedzy kierowcy, a obroty silnika i prędkość drogi pozostają niezmienne. Innymi słowy, Porsche Cayenne jeździ jakby przemieszczał się z płaskiego odcinka drogi na wzniesieniu przy włączonym tempomacie, pojazd poruszając się z tą samą, stałą prędkością.
Na koniec, ale z pewnością nie mniej ważne, Hybrid Manager dba o to, aby podczas naciskania pedału hamulca jak najwięcej energii z silnika elektrycznego pracującego jako generator trafiło do akumulatora. Aby zapewnić ten efekt, system sterujący ustawia moc generatora w odniesieniu do podróży pedału hamulca, zapewniając, że pojazd jest hamowany częściowo – w niektórych przypadkach całkowicie – poprzez moc elektryczną, a konwencjonalny system hamulcowy włącza się tylko przy wyższych prędkościach i przy większej mocy hamowania.
Wysokowydajny akumulator trakcyjny
Porsche Cayenne S Hybrid wykorzystuje akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy jako akumulator trakcyjny – to technologia akumulatorowa, która została już sprawdzona w motoryzacji.
Akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy nie wymaga żadnej konserwacji i jest szczelny, co sprawia, że dzięki swoim kompaktowym wymiarom pasuje bez problemu pod całkowicie płaską podłogę bagażnika, zachowując znaczną pojemność bagażnika oferowaną przez Cayenne.
Akumulator generuje maksymalną moc 38 kW i gromadzi do 1,7 kilowatogodziny energii. Efektywna pojemność akumulatora jest wyraźnie podana w procentach zarówno w zestawie wskaźników, jak i na monitorze opcjonalnej jednostki sterującej PCM Porsche Communication Management.
Akumulator ładowany jest podczas jazdy poprzez odzyskiwanie energii hamowania oraz przez przesunięcie punktu obciążenia silnika dla optymalnej wydajności paliwa. W rzeczywistych warunkach akumulator jest w stanie odzyskać energię równą do jednego litra paliwa na 100 kilometrów na drodze. Oszczędzana energia może być używana do jazdy wyłącznie na napędzie elektrycznym bez używania silnika spalinowego lub do wspierania silnika spalinowego podczas jazdy.
Ważąc około 80 kg (176 lb) razem z ramą, akumulator składa się z 240 ogniw generujących wymagane napięcie 288 V. Przy zakresie temperatury zaczynającym się od -30° C, akumulator oferuje doskonałe właściwości rozruchowe nawet w bardzo zimnych warunkach. Jednocześnie zakres temperatury sięga 40° C (104° F), co oznacza, że akumulator pokrywa praktycznie cały zakres temperatur, które kierowca może napotkać w samochodzie.
Przy ładowaniu i rozładowywaniu akumulator generuje ciepło, które musi być rozpraszane w celu ochrony ogniw akumulatorowych. Dlatego do chłodzenia akumulatora wykorzystuje się klimatyzowane powietrze z wnętrza, które jest pobierane z kabiny przez kanały pod tylną kanapą.
Oprócz tej nowej technologii, Porsche Cayenne S Hybrid dysponuje konwencjonalnym akumulatorem 12-woltowym umieszczonym pod fotelem kierowcy, który dostarcza energię do sieci pokładowej pojazdu. Ten akumulator 12-woltowy może być ładowany przez konwencjonalną ładowarkę akumulatorów, a jednocześnie dealer i stacja serwisowa Porsche mogą ładować akumulator trakcyjny przez połączenie wysokiego napięcia i odpowiednią jednostkę ładującą.
W trybie parkingowym Menedżer Akumulatora regularnie sprawdza stan naładowania akumulatora i indywidualne poziomy napięcia w każdym ogniwie. Aby zoptymalizować stan naładowania całego akumulatora i utrzymać napięcie ogniw w granicach tolerancji, stan naładowania akumulatora może być automatycznie zrównoważony pomiędzy ogniwami lub ogniwa mogą być rozładowywane w odpowiednim procesie.
W czasie parkowania cały obwód wysokiego napięcia jest otwierany za pomocą wydajnego włącznika, zapobiegając wyciekom prądu elektrycznego, gdy samochód stoi w miejscu i zabezpieczając akumulator trakcyjny przed niechcianym samoistnym rozładowaniem.
Gdy kierowca uruchamia samochód kluczykiem, aktywowany przez sieć zasilania 12-woltowej akumulator uruchamia włącznik ochronny, aby uruchomić silnik spalinowy za pomocą akumulatora i ponownie zamknąć obwód wysokiego napięcia.
Mocne i oszczędne: silniki
Nowy Cayenne wyposażony jest w zaktualizowaną generację silników, które już pojawiały się w poprzednich modelach: Porsche Cayenne dysponuje silnikiem V6 o pojemności 3,6 litra z naturalnym zasilaniem i mocą zwiększoną do 300 KM, Cayenne Diesel wyposażony jest w silnik V6 turbodiesel o wysokim momencie obrotowym o pojemności 3,0 litra, a Cayenne S oraz Cayenne Turbo mają potężny silnik V8 o pojemności 4,8 litra.
Wszystkie silniki zostały zaktualizowane i poprawione pod względem ich kluczowych funkcji, co zaowocowało niewielkim wzrostem mocy silnika i znacznym zmniejszeniem zużycia paliwa we wszystkich modelach.
Po raz pierwszy nowy Porsche Cayenne dysponuje sterowaniem termicznym z mapowaniem, które zarządza procesami zachodzącymi w pojeździe. Wchodząc w skład systemu zarządzania termicznego, chłodnica ma dwa obiegi chłodzące, aktywowane w zależności od temperatury płynu chłodzącego przez termostat do automatycznego, na żądanie przerywania dostawy płynu chłodzącego, dopóki silnik nie osiągnie odpowiedniej temperatury. Dzięki temu silnik nagrzewa się szybciej, jednocześnie redukując tarcie, zużycie paliwa i emisje w fazie rozgrzewania.
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 chłodzenia). Tylko to zarządzanie termiczne redukuje zużycie paliwa o nawet 1,5 procent, skracając czas nagrzewania po uruchomieniu silnika na zimno.
Wszystkie nowe wersje Porsche Cayenne z przekładnią Tiptronic S również mają osobne zarządzanie termiczne w przekładni. Tutaj ponownie celem jest osiągnięcie optymalnej temperatury roboczej tak szybko, jak to możliwe, aby zminimalizować straty tarcia – dlatego wymiennik ciepła w obiegu płynu chłodzącego nowej ośmiobiegowej skrzyni biegów Tiptronic S jest bezpośrednio połączony z obiegiem chłodzenia silnika. Umożliwia to szybsze wykorzystanie ciepła w płynie chłodzącym silnika, który nagrzewa się szybciej, kiedy zajdzie taka potrzeba, nagrzewając przekładnię do najlepszej temperatury roboczej z większą efektywnością.
Kolejną funkcją, która służy do redukcji zużycia paliwa, jest odzyskiwanie energii w sieci pokładowej. Ten system przenosi generację energii przez alternator do ładowania akumulatora rozrusznika w nowych wersjach Cayenne do rzeczywistego hamowania podczas spowalniania pojazdu, zachowując część energii kinetycznej w akumulatorze rozrusznika. Z drugiej strony, podczas jazdy z równą prędkością i podczas przyspieszania, alternator dostarcza jak najmniej energii, a sieć pokładowa jest zasilana głównie z akumulatora rozrusznika, który został naładowany podczas hamowania. To odciąża silnik spalinowy od zwykłej konieczności ładowania alternatora, co znowu oznacza bezpośrednie zmniejszenie zużycia paliwa. W Nowym Europejskim Cyklu Jezdnym, na przykład, odzyskiwanie energii dostarczanej do sieci pokładowej redukuje zużycie paliwa o 0,15 litra/100 kilometrów.
Nowość: Auto Start Stop i zmienną kontrola przejścia
Wszystkie nowe wersje Porsche Cayenne z ośmiobiegową skrzynią biegów Tiptronic S, opcjonalną w modelu podstawowym i standardową w innych, są wyposażone w funkcję Auto Start Stop. Auto Start Stop wyłącza silnik spalinowy w określonych warunkach, gdy pojazd stoi w miejscu, redukując w ten sposób zużycie paliwa i emisje, a tym samym zapobiegając niepotrzebnemu chodzeniu na biegu jałowym silnika, na przykład podczas zatrzymywania się na czerwonym świetle.
Gdy pojazd zatrzymuje się w wyniku hamowania, a kierowca trzyma pedał hamulca, funkcja Auto Start Stop wyłączy silnik po około sekundzie, informując kierowcę odpowiednim zielonym symbolem Auto Start Stop w zestawie wskaźników.
W tym procesie kierowca może pozostawić dźwignię wyboru w pozycji D lub M, a silnik pozostanie nieaktywny także przy przejściu do pozycji P i N. Gdy kierowca puści pedał hamulca, silnik znowu się uruchomi i kierowca będzie mógł ruszyć bez opóźnienia. Z powodów bezpieczeństwa nie jest to jednak możliwe, jeśli drzwi kierowcy lub pokrywa silnika są otwarte lub jeśli kierowca nie ma zapiętego pasu.
W określonych warunkach silnik celowo nie jest wyłączany podczas zatrzymywania, na przykład gdy kierowca włączył tryb sportowy, podczas holowania przyczepy lub gdy pojazd znajduje się w trybie parkingu lub manewrowania. W takich przypadkach kierowca zostanie poinformowany żółtym symbolem Auto Start Stop w zestawie wskaźników, że system nie wyłączył silnika.
Kolejną nowością jest zmienna kontrola przejścia, będąca dalszym rozwinięciem konwencjonalnej funkcji wyłączania przejazdu. Zasadniczo, kontrola przejścia wyłącza dostawę paliwa podczas przejazdu, gdy silnik spalinowy jest w przejeździe, a kierowca zwalnia pedał gazu, na przykład gdy zbliża się do świateł drogowych lub zjeżdża w dół.
W porównaniu do konwencjonalnej kontroli przejścia, która zaczyna wstrzykiwanie paliwa w zależności od określonej prędkości silnika, w zmiennej kontroli przejścia wstrzykiwanie paliwa zaczyna się znacznie później, w zależności od warunków jazdy, co przyczynia się do dalszej oszczędności paliwa.
Sześciocylindrowe: trzy silniki, trzy koncepcje
Porsche jest w stanie zaoferować aż trzy silniki V6 z bezpośrednim wtryskiem benzyny w nowej generacji Cayenne: Cayenne dysponuje zmodernizowanym silnikiem o pojemności 3,6 litra, nowy Cayenne S Hybrid jest pierwszym Porsche z doładowanym silnikiem o pojemności trzech litrów. Z kolei Cayenne Diesel charakteryzuje się silnikiem turbo o pojemności trzech litrów, opartym na jednostce, która już była podziwiana w poprzednim modelu.
Poza znaczną redukcją zużycia paliwa, celem modernizacji silnika w Porsche Cayenne było osiągnięcie większej mocy i momentu obrotowego. W związku z tym wzrost mocy silnika o 10 KM do 300 KM (220 kW) i wzrost momentu obrotowego o 15 Nm/11 lb-ft do nowego maksimum 400 Nm/295 lb-ft przy 3,000 obr/min to efekt całego szeregu ulepszeń. Kilka przykładów to zoptymalizowany czujnik masy powietrza, redukcja strat tarcia w silniku oraz nowa konfiguracja elektronicznego zarządzania silnikiem.
Nowe zarządzanie termiczne, zmienna kontrola przejścia i Auto Start Stop w połączeniu z nową ośmiobiegową skrzynią biegów Tiptronic S przyczyniają się do zapewnienia wyższego poziomu efektywności. To sprawia, że nowy Cayenne z opcjonalną skrzynią biegów Tiptronic S osiąga całkowite zużycie paliwa w Nowym Europejskim Cyklu Jezdnym wynoszące zaledwie 9,9 l/100 km (co odpowiada 28,5 mpg imp), co jest o około 20 procent lepsze od poprzedniego modelu. W połączeniu z konwencjonalną skrzynią biegów bez Auto Start Stop zużycie paliwa wynosi 11,2 l/100 km (co odpowiada 25,2 mpg imp), co wciąż stanowi redukcję o około 10 procent w porównaniu do poprzedniego modelu.
Wprowadzając te nowe technologie, inżynierowie Porsche skupiają się nie tylko na oszczędności paliwa i osiągach, ale także na specyficznych cechach, które mają na celu optymalizację płynności jazdy i komfortu na drodze. W zaktualizowanym silniku V6 o pojemności 3,6 litra, te ulepszenia obejmują wykonaną ze stali kutej wał korbowy, który nie tylko pozwala zaoszczędzić wagę, ale także poprawia płynność silnika. Dzięki zastosowaniu elektronicznego bagnetu kierowca może teraz sprawdzić poziom oleju silnikowego podczas jałowego biegu, nie otwierając pokrywy silnika.
Pierwsze osiągnięcie Porsche: doładowany sześciocylindrowy silnik
Jednostka napędowa znajdująca się w nowym Porsche Cayenne S Hybrid oznacza ważną premierę dla Porsche nie tylko z powodu dodatkowego silnika elektrycznego – po raz pierwszy Porsche stosuje silnik V6 z bezpośrednim wtryskiem benzyny i doładowaniem jako główne źródło napędu. O pojemności dokładnie 2,995 cc, ta wyjątkowa jednostka napędowa dostarcza maksymalną moc 333 KM (245 kW) w zakresie od 5,500 do 6,500 obr/min, przy szczytowym momencie obrotowym 440 Nm/324 lb-ft utrzymywanym nieprzerwanie w zakresie od 3,000 do 5,250 obr/min.
Oprócz zapewnienia osiągów i właściwości jazdy typowych dla Porsche oraz cechującej go mocy silnika V8, wielkimi zaletami tego silnika są niskie zużycie paliwa, zmniejszone emisje CO2 oraz spełnienie wszystkich norm emisji na całym świecie. W rezultacie Cayenne S Hybrid oferuje wydajność, jakiej można oczekiwać od Porsche, w nowy i naprawdę przekonujący sposób.
Silnik to jednostka czterozaworowa z dwiema wałkami rozrządowymi na każdym rzędzie cylindrów i kątem banku cylindrów wynoszącym 90°. Jak silnik V8 w Porsche Cayenne S i Cayenne Turbo, nowy silnik V6 o pojemności trzech litrów ma aluminiowy blok silnika, aluminiową głowicę cylindrów oraz nowoczesną technologię silnikową, taką jak zarządzanie termiczne i w pełni kontrolowana pompa olejowa. Tak jak w innych jednostkach V6, system zasilania olejem korzysta z lubracji w misce mokrej.
W odróżnieniu od silników Porsche do tej pory, nowa jednostka napędowa nie jest doładowywana przez turbodoładowarki gazu spalinowego, ale przez sprężarkę współdziałającą z intercoolerem. Powód jest prosty: ta koncepcja oferuje wyraźne korzyści dla specyficznych celów i charakterystyk równoległego napędu hybrydowego w SUV: Dzięki sprężarce z trwałym mechanicznym połączeniem z napędem wału korbowego, ciśnienie doładowania jest natychmiast dostępne, a przepływ masy powietrza zwiększa się w miarę wzrostu obrotów silnika. Umiejscowienie sprężarki w sekcji V obu rzędów cylindrów sprawia, że droga przelotu powietrza i sprężonego powietrza do cylindrów jest krótka i dynamiczna, co daje doładowanemu silnikowi spontaniczną reakcję oraz miękki moment obrotowy przy niskich obrotach silnika. Co najważniejsze, silnik współpracuje bardzo dobrze z silnikiem elektrycznym.
Sprężarka to dmuchawa Roots z obejściem. Dwa równoległe wały, połączone kołami zębatymi w obudowie sprężarki, są napędzane oddzielnym napędem pasowym, podczas gdy wirniki na każdym z dwóch wałów uszczelniają system ze wszystkich stron, to znaczy przeciwko łopatkom przeciwległego wirnika i obudowie sprężarki.
Poruszając się w przeciwnych kierunkach, dwa wały transportują powietrze bez sprężania między wirnikami z wlotu powietrza w sprężarce do wylotu powietrza. Wirniki mają po cztery łopatki i są przesunięte wzdłuż osi podłużnej o łączną wartość 160°, aby zapewnić płynne i ciągłe dostarczanie powietrza. Efekt sprężania powstaje przez wtłaczanie powietrza do masy powietrza zbudowanej upstream zaworów dolotowych. Aby poprawić efekt doładowania, sprężarka ma intercooler z obiegiem chłodzenia niskotemperaturowego na każdym rzędzie cylindrów.
Ponieważ nie zawsze potrzebne jest podawanie powietrza doładowania, a ciągłe budowanie ciśnienia doładowania może prowadzić do zatorów powietrznych i w konsekwencji do utraty mocy, sprężarka ma wbudowaną kontrolę ciśnienia doładowania. Zamiast skomplikowanego systemu sterowania przy użyciu sprzęgła elektromagnetycznego do połączenia i odłączenia sprężarki, wybrany w Cayenne system wykorzystuje w pełni kontrolowaną klapkę obejściową.
Oszeżdzające i czyste: silnik V6 diesel
Koncentrując się na silniku turbodiesel o pojemności trzech litrów w Cayenne Diesel, inżynierowie Porsche dążyli przede wszystkim do dalszej redukcji zużycia paliwa i emisji spalin w trakcie modernizacji silnika. W rezultacie, przy niezmienionej mocy wynoszącej 240 KM (176 kW) i imponującym momencie obrotowym osiągającym 550 Nm/405 lb-ft, zużycie paliwa spadło z już niskiego poziomu 9,3 l (co odpowiada 30,4 mpg imp) do naprawdę wyjątkowych 7,4 l/100 km, co odpowiada 38,2 mpg imp. Równocześnie w oczywisty sposób nowy Porsche Cayenne Diesel w pełni spełnia limit emisji EU5.
Paliwo jest wtryskiwane do komór spalania za pomocą zaworów piezoelektrycznych budujących ciśnienie do 1,800 bar. Efekt doładowania zapewniają turbodoładowacze z zmienną geometrią wirnika (VTG), z w pełni kontrolowaną recyrkulacją spalin, katalizatorem utleniającym oraz filtrem cząstek stałych, które zapewniają wysoce efektywne zarządzanie emisjami.
Kluczowym elementem zwiększania efektywności silnika było zintegrowanie w pełni kontrolowanej pompy olejowej. Teraz pompa olejowa jest sterowana na żądanie przez zarządzanie silnikiem, przy czym ciśnienie oleju jest hydraulicznie regulowane przez przesunięcie koła zębatego wzdłuż wału pompy, co pozwala na variowanie poziomu geometrii objętości. W rezultacie, pompa działa tylko wtedy, gdy jest to konieczne do spełnienia aktualnych potrzeb silnika na danym poziomie obciążenia.
Odpowiednio zoptymalizowana recyrkulacja spalin (EGR) służy do minimalizacji emisji spalin i pomaga silnikowi spełnić normę emisji EU5. Moduł recyrkulacji spalin ma teraz wyższy poziom efektywności chłodzenia, a w konsekwencji większą przepustowość. Dalszym efektem jest redukcja temperatur szczytowych w procesie spalania, co prowadzi do mniejszej ilości tlenków azotu powstających w komorze spalania.
Wyższa moc z jeszcze większą efektywnością: jednostki napędowe V8
W pełni zmodernizowana rodzina jednostek napędowych V8 składa się z jeszcze bardziej zaawansowanego silnika o pojemności 4,8 litra, teraz dostarczającego 400 KM i 500 Nm/369 lb-ft maksymalnego momentu obrotowego w nowym Porsche Cayenne S oraz doładowanego silnika o mocy 500 KM z momentem obrotowym wynoszącym 700 Nm/516 lb-ft w nowym Cayenne Turbo.