¡Hola a todos y bienvenidos! En este artículo, vamos a hablar del nuevo Porsche 911 GT3 y, más específicamente, adentrarnos en los detalles de su glorioso motor de 4.0 litros de seis cilindros bóxer atmosférico.
No sé cuál es el motor perfecto. Creo que se puede argumentar a favor de cualquier motor V8, V10 o V12 de alta revoluciones. Cuando era joven, era un fanático de Ferrari y asumía que todo lo que hacían era lo mejor. Un día tuve la suerte de tener la oportunidad de conducir un Ferrari 458 y un Porsche GT3 uno detrás del otro, y para ser honesto, estaba más emocionado por el 458 que por el GT3. Sin embargo, una vez que los conduje, me vi babeando por el 911. En mi opinión, era mejor e incluso sonaba tan bien como el V8 con el que contaba el 458.
El corazón del Porsche 911 GT3 es una obra maestra de motor. En el mundo actual de números excesivos, 500 caballos de fuerza pueden no parecer demasiado impresionantes. Sin embargo, estos 500 caballos de fuerza son suficientes para superar en vuelta a rivales mucho más potentes en el Nürburgring, como el McLaren 720S o el Ferrari 488. Además, logra un tiempo de vuelta oculto de menos de 7 minutos, a solo segundos del Porsche 918 de casi 900 caballos de fuerza. La potencia definitivamente importa en esta pista de alta velocidad.
Entonces, ¿Cómo lo han logrado? Bueno, hablemos un poco sobre por qué este motor es tan impresionante. Para hacerlo, voy a comparar el motor bóxer de 4.0 litros de seis cilindros con un motor V12 biturbo utilizado en el Rolls-Royce Ghost. Obviamente, son aplicaciones completamente diferentes; uno busca ser muy rápido y el otro busca tener suficiente potencia para que el conductor, o más probablemente el pasajero trasero, no sienta que ha desperdiciado 400 mil dólares en un automóvil demasiado pesado. El punto es que ambos autos desean mucha potencia, simplemente la quieren por diferentes razones.
El motor bóxer de Porsche genera 502 caballos de fuerza y 346 libras-pie de torque. En 2015, el motor del Rolls-Royce Ghost generaba 563 caballos de fuerza y 575 libras-pie de torque. Por supuesto, el Rolls-Royce genera más potencia y torque gracias a su mayor tamaño y a la sobrealimentación. Pero, ¿qué pasa si los comparamos en una base por litro? Imaginemos que tenemos un motor de un litro y un solo cilindro que represente a nuestro motor GT3, ya que es atmosférico e inhala aire a presión atmosférica.
En un mundo ideal, este motor podría llenar el cilindro con presión atmosférica y mezclar esa cantidad de aire con la cantidad correcta de combustible, lo que crearía una fuerza para empujar el pistón hacia abajo. Cuanta más cantidad de aire y combustible, mayor será la combustión y, por lo tanto, mayor será la fuerza que el motor GT3 sea capaz de crear. En este caso, el motor de un litro estaría generando 86.6 libras-pie de torque. Si bien el motor del Rolls-Royce parte desde la capacidad de generar presión atmosférica máxima, los turbocompresores funcionan como compresores para forzar la entrada de aire adicional. Esto significa que ahora tenemos más aire que la presión atmosférica, y cuanto más aire tengamos, más combustible podremos quemar y, por lo tanto, más fuerza podremos generar empujando el pistón hacia abajo.
Sin embargo, cuando este motor del Rolls-Royce está operando a su máximo de torque, esa fuerza solo se traduce en 87.2 libras-pie de torque, ni siquiera una libra-pie más que el motor atmosférico de Porsche. ¿Cómo pueden ser tan similares? La respuesta aquí no es que el motor del Rolls-Royce sea malo. El motor de 6.6 litros en V12 es fabricado por BMW, una empresa que es capaz de producir motores fantásticos como este V12.
Esto ayuda a ilustrar qué tan impresionante es el motor del GT3. El secreto de la potencia de Porsche es que los motores atmosféricos no están limitados a la presión atmosférica. Con el diseño adecuado, los motores atmosféricos son capaces de lograr un aumento del 10 al 15 por ciento por encima de la presión atmosférica en el cilindro, e incluso un poco más en condiciones perfectas. Esto está lejos de ser fácil, lo que explica por qué este motor de Porsche es tan impresionante. Solo conozco otro motor de automóvil de producción atmosférico que produce más torque por litro, y ese es el del Ferrari 458.
Entonces, ¿Cómo lo logra Porsche? Bueno, en primer lugar, están utilizando un colector de admisión variable con dos válvulas de resonancia conmutable y seis cuerpos de mariposa individuales. Cuando una válvula de admisión se abre, la baja presión dentro del cilindro crea una onda de succión que viaja de regreso a través del conducto de admisión, lo que puede reflejarse como una onda de alta presión.
También, cuando una válvula de admisión se cierra, el aire que se precipita hacia el cilindro se corta de repente, lo que crea una zona de alta presión cerca de la válvula de admisión, que luego rebota en forma de una onda de presión dentro del conducto de admisión. Si se tomará un solo punto en un conducto de admisión y se mide la presión, se encontrará que la presión no es perfectamente constante, sino que tiene cierta fluctuación a medida que las ondas de presión rebotan dentro del colector.
Esto se puede utilizar a su favor; si se tiempo adecuadamente la onda de alta presión, ayudará a forzar aire adicional hacia el cilindro antes de que la válvula de admisión se cierre, lo que esencialmente proporcionaría una pequeña sobrealimentación a su motor atmosférico usando un motor bóxer, se puede hacer que las ondas de presión reboten de un cilindro a otro, ayudándose mutuamente.
El problema aquí es que esto solo será optimizado para ciertas velocidades de motor o revoluciones por minuto (rpm). Aquí es donde entra la solución de Porsche, que tiene dos válvulas de resonancia para manipular la frecuencia de resonancia del sistema de admisión, de modo que se puedan optimizar para diferentes rpm. Encontré una patente presentada por Porsche en 2005, que describe cómo funciona un sistema como este, aunque eso no necesariamente significa que es exactamente lo que está sucediendo en el motor GT3.
La patente describe un colector de admisión con dos tubos de conexión y cada tubo de conexión tiene una válvula de mariposa, la cual permite conectar o desconectar los dos bancos de cilindros entre sí. A bajas rpm, es decir, hasta 3.000 rpm, ambas válvulas de mariposa de conexión están cerradas, de modo que el aire entra y se divide entre las dos cámaras. En rpm moderados, por ejemplo, entre 3.000 y 6.000 rpm, la primera válvula de mariposa se abre por completo, cambiando la frecuencia de resonancia y permitiendo una sobrealimentación dinámica y, por lo tanto, un mejor llenado de los cilindros. Luego, a altas rpm, por ejemplo, por encima de 6.000 rpm, ambas válvulas de mariposa se abren, lo que permite optimizar para altas velocidades de motor.
Porsche también utiliza un sistema de distribución variable tanto para las válvulas de admisión como para las de escape, de modo que pueden manipular la sincronización de las válvulas a lo largo del rango de rpm para que las ondas de presión coincidan lo más posible con la sincronización de las válvulas para optimizar el par motor. Y esto no es todo. Como este es un motor de altas revoluciones, el flujo de aire dentro del colector de admisión comienza a moverse muy rápidamente a altas rpm, digamos, a 9.000 rpm en el Porsche.
En ese punto, el flujo de aire alcanza su máximo y esta masa de aire tiene inercia. Para aprovechar esto, se puede programar la válvula de admisión para que se cierre durante el tiempo de compresión, lo que significa que el pistón se está moviendo hacia arriba, pero la inercia del flujo de aire entrante es tal que continuará bombeando aire hacia el cilindro antes de cerrar la válvula.
Y las complejidades no terminan aquí. Además de una válvula de mariposa central y las dos ubicadas en el colector de admisión, cada cilindro individual tiene su propia mariposa de acelerador. Las mariposas de acelerador individuales no solo optimizan la eficiencia, sino que también garantizan un recorrido muy corto desde la presión atmosférica hasta las válvulas de admisión, asumiendo que la válvula de mariposa principal esté abierta, lo que optimiza la respuesta del motor porque el aire no tiene que viajar mucho para ingresar a los cilindros.
Mencioné 9.000 rpm y, aunque hay algunas excepciones, esta es una de las rpm más altas que encontrarás en los motores de automóviles de producción. Porsche utiliza un diámetro amplio con una carrera relativamente corta para permitir las altas revoluciones. El diámetro amplio significa que pueden usar válvulas de admisión grandes, por lo que el flujo de aire no es un problema a 9.000 rpm.
Un ejemplo divertido: el Audi R8 V10, de hecho, tiene pistones que se mueven más rápido que los pistones de Porsche, creería que los más rápidos de cualquier motor de automóvil de producción. Sin embargo, el motor de Porsche puede girar más rápido en 300 rpm adicionales sobre el Audi, gracias a una carrera más corta para asegurar que el sincronismo y la fortaleza del tren de válvulas se optimicen para altas rpm.
En lugar de los levantadores hidráulicos comúnmente usados en la actualidad, Porsche utiliza levantadores montados rígidamente, una tecnología que se utiliza más comúnmente en las carreras donde las rpm del motor son tan altas y el juego de válvulas se ajusta manualmente utilizando casquillos. ¿Entonces te preguntas si ahora tienes que ajustar manualmente las válvulas de nuevo? Según Porsche, no. El juego de válvulas se establece en fábrica con casquillos y está diseñado para durar toda la vida útil del motor. ¿Cómo puede durar tanto tiempo? Los balancines tienen un recubrimiento de carbono tipo diamante, lo que proporciona una capa exterior que es, tal como indica su nombre, un poco como un diamante. Es muy duro, muy resistente al desgaste y muy suave, y aún más cuando está cubierto de aceite.
Hablando de aceite, los motores que aceleran hasta 9.000 rpm con fuerzas g altas debido a la inclinación en las curvas, como puedes experimentar en una pista, deben asegurarse de que el aceite circule independientemente de lo que el automóvil esté haciendo. Es por eso que el motor viene con un sistema de cárter seco que cuenta con siete bombas de recogida, lo que significa que puede recoger aceite de siete áreas del motor.
¿Qué tipo de aceite? Un agradecimiento especial a mis socios en Mobil 1. Han sido grandes apoyadores y patrocinadores de Engineering Explained, y el Mobil 1 viene de fábrica en el nuevo Porsche 911 GT3. De hecho, más de un millón de Porsches han salido de fábrica con Mobil 1 en los últimos 25 años. Mobil 1 protege ese motor, ya sea que esté en el tráfico de Los Ángeles o estableciendo tiempos de vuelta sub-7 en el Nürburgring. Y hablando de ese tiempo de vuelta, es genuinamente impresionante.
Hay solo un automóvil de producción – y debería haber un asterisco serio junto a la palabra “producción” – que tiene menos potencia que el GT3 y un tiempo de vuelta más rápido, y es el Radical SR8, un auto de carácter totalmente abierto diseñado obviamente para uso en pista. Aunque el Porsche tiene alrededor de 50 caballos de fuerza más, también es casi el doble de peso que el Radical, pero tiene un tiempo de vuelta varios segundos más lento. No llamaría al Radical SR8 exactamente un automóvil de producción, por lo que estás viendo posiblemente el automóvil de producción más rápido en el Nürburgring con 500 caballos de fuerza o menos.
El peso se mantiene bajo en solo 3.126 libras o aproximadamente 1.400 kilogramos, a pesar de que el automóvil mide 1.9 pulgadas más ancho que el 911 estándar. Esto se debe en parte a un capó y un alerón trasero de plástico reforzado con fibra de carbono, vidrio aislante de ruido liviano y componentes del motor de titanio.
Y buenas noticias para los snobs de la caja de cambios manual como yo y muchos que ven este canal. Además de la transmisión de doble embrague ultrarrápida de 7 velocidades, Porsche también ofrece una transmisión manual de 6 velocidades. ¡Qué hermoso! Algo que está casi en extinción en los automóviles de este rango de precio.
Entonces sí, todavía existe un automóvil digno del tablero del adolescente aspiracional de la escuela secundaria, o bueno, de los adultos distinguidos y maduros como yo, que son capaces de reconocer el arte fino que es la conducción manual. ¿A quién engaño? Conduzco un automóvil eléctrico a diario porque soy un perdedor. Pero aprecio mucho que las compañías todavía estén dispuestas a ofrecer transmisiones manuales, ya sea en un Porsche 911 enfocado en el circuito o en el automóvil de ensueño de un verdadero entusiasta como mi Subaru Crosstrek ¡espera, tal vez realmente soy un perdedor!
La conducción del GT3 mejora gracias a una suspensión trasera de múltiples enlaces y una suspensión delantera de doble trapecio. Además, ninguna de estas partes se hereda del 911 estándar. Por supuesto, no hay agarre sin neumáticos, y el GT3 ahora ofrece neumáticos opcionales Michelin Cup 2R, que básicamente son neumáticos de pista legales para la calle. El tiempo de vuelta de menos de 7 minutos en el Nürburgring también se estableció usando los Cup 2R.
El último elemento de agarre del GT3 son los elementos aerodinámicos ajustables manualmente, que mejoran significativamente la fuerza descendente, incluso en la configuración de uso normal en la calle. La fuerza descendente aumenta un 50% con respecto al GT3 anterior, y en la posición de pista, tanto la fuerza descendente frontal como trasera se incrementan en un 150%.
