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Ausgabe 01/2007 Erfolg auf ganzer Linie Das Siegerjahr des RS Spyder, eine Motorsport- entwicklung, die Geschichte schreibt Kettenkräfte Integrierte Simulationsmodelle zur besseren Abstimmung einzelner Komponenten Drehschwingungs- messungen Geräuschen im Getriebe auf der Spur Porsche Engineering Magazin

Porsche Engineering Magazine 2007/1

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Page 1: Porsche Engineering Magazine 2007/1

Ausgabe 01/2007

Erfolg auf ganzer LinieDas Siegerjahr desRS Spyder, eine Motorsport-entwicklung, die Geschichteschreibt

Kettenkräfte Integrierte Simulationsmodellezur besseren Abstimmungeinzelner Komponenten

Drehschwingungs-messungenGeräuschen im Getriebe aufder Spur

Porsche Engineering Magazin

Page 2: Porsche Engineering Magazine 2007/1

Editorial

Liebe Leserinnen, liebe Leser,

Diese drei Komponenten sind die

Beweggründe unserer Arbeit. Sie

wandeln wir im Sinne unserer Kun-

den in tatsächliche Fortbewegung

um. Sie sind die treibenden Kräfte,

die uns helfen, wissenschaftliche

Erkenntnisse für Sie und Ihre Pro-

jekte umzusetzen. Der Anspruch,

selbst die treibende Kraft zu sein,

die Zukunft schafft und Fortschritt

ermöglicht, ist Tag für Tag Motiva-

tion unserer Ingenieure.

In dieser Ausgabe möchten wir

Ihnen, liebe Leserinnen und Leser,

unsere Arbeit an Beispielen und

aktuellen Entwicklungen rund um

die Themen „Treibende Kräfte“ und

„Antrieb“ vorstellen.

Zu den Aufgaben unserer Ingenieure

gehört das Aufspüren feinster Ein-

flüsse – wie Verzahnungen in Räder-

trieben – und somit die Perfektio-

nierung der Mechanismen. Mit ihrem

Einsatz leisten unsere Ingenieure

einen entscheidenden Beitrag zur

Geräuschoptimierung von Getrie-

ben. Auch das Wassersportgerät

SEABOB konnte mithilfe der Ent-

wicklungen der Porsche Engineer-

ing Group gebaut werden. Unsere

Experten haben ihm ein rundum

neues elektronisches Innenleben

verpasst, das Fahrspaß pur ver-

spricht.

Angetrieben vom Erfindungsgeist

versuchen unsere Mitarbeiter außer-

dem altbekannte Rohstoffe neu ein-

zusetzen und somit ihr Wissen nicht

nur auf einen Blickwinkel zu beschrän-

ken. Die Verwendung von Aluminium

für die Türen des 911 und den Rah-

men neuer Solarmodule stellt dies

eindrucksvoll unter Beweis.

Auch bei der Motorenentwicklung

spielen Dynamik und Antrieb eine

entscheidende Rolle. Porsche

Engineering stellt Ihnen eine neue

Messmethodik für das dynamische

Verhalten von Ventiltrieben vor.

Denn nur ein optimal abgestimmter

Motor garantiert höchste Leistung –

nicht nur bei Sportwagen.

Schließlich wollen wir Ihnen

rückblickend auf das Jahr 2007

unsere Leistungen präsentieren.

Der RS Spyder ist ein Erfolgs-

modell von Porsche und zugleich

die treibende Kraft im Motorsport.

Der ALMS-Seriensieger überzeugt

durch modernste Technik, über-

ragende Fahrleistungen und eine

einzigartige Dynamik. Wir können

ohne Zweifel stolz sein – auf unse-

ren RS Spyder und eine mit ihm

überragend gefahrene Rennsaison

2007!

Gehen Sie mit uns auf eine kleine

Reise durch unsere aktuelle Entwick-

lungsarbeit und entdecken Sie die

treibenden Kräfte bei der Porsche

Engineering Group.

Viel Spaß beim Lesen wünscht Ihnen

Ihre Redaktion

2 Porsche Engineering Magazine 01/2007

technischer Fortschritt wird durch den sorgfältigen Blick fürs Detail ermöglicht.

Rastlose Neugierde treibt den Fortschritt voran – und ist Voraussetzung für

unsere Lieblingsbeschäftigungen: Hinterfragen, Forschen, Erfinden.

Page 3: Porsche Engineering Magazine 2007/1

Inhalt

3Porsche Engineering Magazine 01/2007

Inhalt Seite

News

Porsche Engineering aktuell 4

Engine

Mit Drehschwingungsmessung Antriebsgeräuschen auf der Spur 5

Drivetrain

Messungen im befeuerten Betrieb optimierendas dynamische Verhalten von Ventiltrieben 8

Drivetrain

Integrierte Simulationen ermöglichen die Berechnung auftretender Kettenkräfte 10

Body & Safety

Aluminium – eine leichte Entscheidung für den 911 und die neuen Solarmodule von BP 12

Electrics & Electronics

Porsche Engineering sorgt auch im Wasser für umweltfreundlichen Fahrspaß 16

Insights

Der RS Spyder erobert die American Le Mans Series 18Das erste Hybrid-Auto der Welt – ein Porsche 22

Page 4: Porsche Engineering Magazine 2007/1

News

Über Porsche Engineering

Bei Porsche Engineering tüfteln

Ingenieure für Sie an neuen, unge-

wöhnlichen Ideen für Fahrzeuge und

industrielle Produkte. Im Auftrag von

Automobilherstellern und Zulieferern

entwickeln wir vielfältige Lösungen –

von der Konzeption einzelner Kom-

ponenten über die Auslegung kom-

plexer Module bis hin zur Planung

und Durchführung von Gesamtfahr-

zeugentwicklungen einschließlich

Serienanlaufmanagements. Das

Besondere daran: All das geschieht

mit dem Know-how eines Serienher-

stellers. Sie benötigen für Ihr Pro-

jekt einen Automobilentwickler?

Oder ziehen Sie einen spezialisier-

ten Systementwickler vor? Wir bie-

ten beides – weil Porsche Enginee-

ring an der Schnittstelle beider

Bereiche arbeitet. Das ganze Wis-

sen von Porsche Engineering läuft

in Weissach zusammen – und ist

doch weltweit verfügbar. Selbstver-

ständlich auch bei Ihnen direkt vor

Ort. Doch egal, wo wir arbeiten –

wir bringen stets ein Stück Porsche

Engineering mit. Wenn Sie mehr über

uns erfahren möchten, dann fordern

Sie bitte unsere Imagebroschüre

per E-Mail an:

[email protected]

Porsche Engineering Insights

Große Nachfrage nach Entwick-

lungen sichert auch 2008 gut

gefüllte Auftragsbücher

Die hohe Nachfrage nach Entwick-

lungsdienstleistungen durch

Porsche Engineering ist weiterhin

ungebremst. Kurze Entwicklungs-

zeiten, technische Innovationen und

nachhaltige Kostensenkung stehen

dabei auf der Anforderungsliste der

Kunden ganz oben. Auch für 2008

verzeichnet Porsche Engineering

gut gefüllte Auftragsbücher.

Maßgeschneiderte Lösungen im

Auftrag von Automobilherstellern

und -zulieferern, aber auch Unter-

nehmen anderer Branchen sind Ziel

der Entwicklungsarbeit. Wir danken

unseren Kunden für ihr Vertrauen

und gehen gern mit Ihnen in ein

neues erfindungsreiches Jahr. �

Alternative Technologien wie

Hybrid- und Elektroantriebe

stehen im Mittelpunkt

Zukunftsweisende Innovationen sind

Ziel aller Entwickler der Porsche

Engineering Group. Neue Antriebs-

konzepte bilden einen Schwerpunkt

unter den Entwicklungsthemen der

Porsche Engineering Group. Die

Ingenieure haben sich im Bereich

der alternativen Antriebe, wie

Hybrid- und Elektromotoren, enga-

giert und weiter spezialisiert.

Auch 2008 wird es Projekte geben,

die sich mit der weiteren Verbesse-

rung der neuen Antriebstechniken

beschäftigen werden – im Sinne

unserer Kunden, wie immer unter

strengster Geheimhaltung. �

4 Porsche Engineering Magazine 01/2007

Page 5: Porsche Engineering Magazine 2007/1

Antriebsgeräuschen auf der Spur Engine

Mit Drehschwingungsmessung Antriebsgeräuschen auf der Spur

Dominierende Geräuschquellen, die

der Fahrer wahrnehmen kann, sind

neben der Karosserie und dem

Fahrwerk der Antriebsstrang und

das Getriebe. Die Minimierung die-

ser Getriebegeräusche stellt seit

Jahren eine wichtige Herausforde-

rung für die Entwickler von Porsche

Engineering dar.

Dabei müssen die Geräusche durch

geeignete Messungen lokalisiert

werden. Denn nur so lassen sich

auch die mechanischen Ursachen

ungewollter Antriebsstranggeräusche

und Vibrationen (wie Heul- und Pfeif-

geräusche aus dem Getriebe)

beheben. Das Wissen über moder-

ne Messmethoden, mit denen die

Geräusche lokalisiert und schließlich

auch minimiert werden können, ge-

winnt damit immer mehr an Bedeu-

tung.

Mechanische Ursache von

Getriebegeräuschen

Getriebegeräusche werden im

Wesentlichen durch die Belastung

der ineinandergreifenden Zähne her-

vorgerufen. Vor allem die Steifig-

keitsschwankungen im Ablauf des

Zahneingriffs sind dafür verantwort-

lich. Dies führt zu Drehfehlern bei

der Übertragung der Drehbewegung.

Die durch die Verzahnung in den

Triebstrang eingebrachten Dreh-

Ungleichförmigkeiten können als

Körperschallschwingung auf das

Fahrzeug weitergegeben werden.

Im Innenraum werden sie damit oft

hörbar. Entsprechend der Frequen-

zen dieser relativ tonalen Geräu-

sche ähneln sie dann einem „Heu-

len“ oder „Pfeifen“.

Um Geräusche zu messen, werden

Luftschallmessungen (vgl. Punkt 1,

Abb. oben) im Fahrzeuginnenraum

vorgenommen. Dabei können die

Geräusche, die Fahrzeuginsassen

wahrnehmen, bewertet werden.

Allerdings besteht die Möglichkeit,

dass das Gemessene durch andere

5Porsche Engineering Magazine 01/2007

Alle Fahrzeuge der Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG werden mit höchsten Qualitäts-

ansprüchen entwickelt und gefertigt. Das gilt auch für die Akustik: Ungewollte

Geräusche der Fahrzeuge ständig weiter zu minimieren und zu beseitigen, steht

immer im Fokus der Entwicklung.

2. Körperschallmessung am Aggregat

1. Luftschallmessung im Innenraum

3. Drehschwingungsmessung am Antriebsstrang

Page 6: Porsche Engineering Magazine 2007/1

6

Engine Antriebsgeräuschen auf der Spur

Geräusche (z. B. Motorengeräusche)

mit ähnlicher Ordnung überlagert

wird. Um die Amplituden einer

Schwingung direkt am Aggregat

gewinnen zu können, werden zudem

Körperschallmessungen (vgl. Punkt 2,

Abb. S. 5) am Aggregat vorgenom-

men.

Diese zwei Messmethoden stellen

die Experten von Porsche Enginee-

ring jedoch nicht zufrieden, da auf

die genannte Art noch keine genaue

Ursachenanalyse für ein Getriebege-

räusch möglich ist. Sie entwickelten

daher eine Methodik, mit der die

Ursachen der Verzahnungsgeräusche

direkt am Antriebsstrang gemessen

werden können – und zwar in engs-

ten Bauräumen und bei hohen Tem-

peraturen (vgl. Punkt 3, Abb. S. 5).

Die hochauflösende Dreh-

schwingungsmessung am

Antriebsstrang

Drehschwingungsmessungen liefern

Informationen über Schwingungs-

anteile, die eine gleichförmige Dreh-

bewegung überlagern. Somit kön-

nen auch die durch den Zahneingriff

verursachten Getriebegeräusche

gemessen werden.

Die hochauflösende Drehschwin-

gungsanalyse wird im Schallmess-

raum des Entwicklungszentrums in

Weissach durchgeführt. Die Analy-

sen ermöglichen eine Reproduzier-

barkeit der Messungen insbesonde-

re im Luftschall. Die Messungen

können somit im Prüfstand mit Frei-

feldbedingungen durchgeführt wer-

den. Dies ist notwendig, da dort nur

geringste Schallreflexionen auftreten.

Somit können bei gleich bleibenden

Messbedingungen sowohl die spe-

ziellen Freiheitsgrade des Rollen-

prüfstands für Sonderuntersuchun-

gen genutzt, als auch der Straßen-

betrieb des Fahrzeugs simuliert

werden.

In mehreren Messreihen werden

dazu unter anderem die Parameter

Last, Fahrgang und Getriebeöltem-

peratur variiert. Außerdem kann

hier ein Bauteileinfluss untersucht

werden (z. B. Achswellen mit ande-

ren Massenträgheiten). Zudem kön-

nen die Lastbedingungen Schub

und Zug (Volllast) mit den vorhande-

nen Messungen auf der Straße

überprüft werden. Mit Drehschwin-

gungsmessungen bei gleichzeitigen

Luft- und Körperschallmessungen

lässt sich schließlich ein Zusammen-

hang von Geräusch und Verzah-

nungseingriff des (Achs-)Getriebes

an den Triebsträngen nachweisen.

Die hier verwendete Messtechnik ist

abgesichert; die zeitliche Auflösung

und die Menge der Messaufnehmer

reicht aus, um auch Drehabweichun-

gen in sehr kleinen Größenordnun-

gen detektieren zu können. Die Ver-

wendung eines Systems zur genau-

en Detektion der Zeitabstände zwi-

schen den Messstellen der Senso-

ren an drehenden Achsen und Zahn-

rädern erlaubt eine Auswertung mit

präziser Trennung der Frequenzen.

Durch die Optimierung der Sensor-

elemente hin zu hohen Auflösungen

Porsche Engineering Magazine 01/2007

Winkelbeschleunigungen bei verschiedenen Motordrehzahlen und Messpunkten zur genauenLokalisierung von Motorgeräuschen.

Drehzahlbereich des Phänomens

Win

kelb

esch

leun

igun

g, r

ms

Beschleu

nigu

ngKörperschall

Flansch rechts

20.000 Grad/(s*s)

Eingangswelle

Rad rechts

500 1/min

0,2 g

Drehzahl Motor 1/min

Page 7: Porsche Engineering Magazine 2007/1

Antriebsgeräuschen auf der Spur Engine

können gleichzeitig Drehabweichun-

gen im Zeitbereich sehr genau

abgebildet werden. Wenn nötig,

können sowohl über die Ordnungs-

auswertung als auch über phasen-

bezogene Analysen im Zeitbereich

triebstrangbezogene Daten für die

Abstimmung von Berechnungsmo-

dellen bereitgestellt werden. Insbe-

sondere die Auswertung einer Trieb-

strangmessung im Zeitbereich kann

genutzt werden, um nicht-kontinuier-

liche Schwingungsvorgänge zu

untersuchen, die als Folge von Ver-

brennungs-Ungleichmäßigkeiten auf-

treten.

Winkelbeschleunigung und

Verdrehwinkel sind Kriterien für

die Auswertung

Im aufgezeigten Beispieldiagramm

(vgl. Abb. S. 6) sind die Winkelbe-

schleunigungen bei verschiedenen

Motordrehzahlen und unterschied-

lichen Messpunkten dargestellt.

Im Vergleich zum Körperschallsignal

lässt sich mithilfe der Winkelbe-

schleunigung das Getriebeheulen

sehr genau lokalisieren, da das Sig-

nal ein eindeutig identifizierbares

globales Maximum aufweist.

Neben der Bewertung der einzelnen

Messstellen mittels Winkelbeschleu-

nigung kann als weiteres Kriterium

zur Klärung zum Beispiel des

Geräuschphänomens „Achsheulen“

die Amplitude des Verdrehwinkels

betrachtet werden (vgl. Abb. oben).

Mithilfe einer Differenzauswertung

der verschiedenen Drehzahlmess-

stellen kann der relative Winkel der

Verdrehung im schwingenden

System ermittelt werden.

Durch die Betrachtung von Winkel-

beschleunigungen an geeigneten

Messstellen gelingt es zudem, den

Nachweis der Korrelation zu Körper-

schallmessungen zu erbringen.

Es kann sichergestellt werden, dass

das Phänomen „Heulen“ mit der

Drehschwingungsmessung korre-

liert. Darüber hinaus wird mit der

Drehschwingungsmessung ein Ver-

ständnis des Schwingsystems

geschaffen, das gegenüber der

Beschleunigungsmessung hier eine

Erklärung für eine wechselseitige

Drehzahl-Lastabhängigkeit des Phä-

nomens liefert: Abhängig vom anlie-

genden Moment im Zug wird der

Abtrieb gleichphasig schwingend

wahrgenommen. Abhängig vom

anliegenden Moment im Zug

schwingt der Antrieb gleichphasig.

Im Schlepp gestattet dagegen das

nicht gesperrte Ausgleichsgetriebe

eine gegenphasig ablaufende

Schwingform.

Die gezeigte Messtechnik kann dar-

über hinaus unter Betriebsbedingun-

gen ohne Abänderung auch für die

Untersuchung der Verzahnungsgüte

im Sinne einer Einflankenwälzprü-

fung eingesetzt werden. Porsche

Engineering setzt diese Methodik er-

folgreich für Kundenprojekte ein. �

7Porsche Engineering Magazine 01/2007

Verdrehwinkelanalysen werden mit Schwingungsmessungen abgeglichen, um das Phänomenbesser zu verstehen.

0,002 GradKörperschall

Drehzahlbereich des Phänomens

Getriebeausgang – Rad rechts

Getriebeausgang links – Getriebeausgang rechts

Beschleu

nigu

ng

Verd

rehw

inke

l, pe

ak

Drehzahl Motor 1/min500 1/min

0,2 g

Page 8: Porsche Engineering Magazine 2007/1

8

Drivetrain Messungen im befeuerten Betrieb

Messungen im befeuerten Betrieb optimieren das dynamische

Verhalten von Ventiltrieben

Hohe Leistung ist das eine, effizien-

ter Einsatz von Kraftstoff das ande-

re. Beides setzt einen perfekt abge-

stimmten Motor voraus. Am Anfang

einer langen Kette von Bauteilen

steht dabei unter anderem der Ven-

tiltrieb. Er bietet gerade bei Sport-

wagenmotoren ein großes Verbes-

serungspotenzial, weil die Bauteile

besonders stark beansprucht wer-

den. Um eine optimale Beatmung

der Zylinder zu erreichen, werden

große Öffnungsquerschnitte bei kür-

zester Öffnungsdauer und gleichzei-

tig hohen Motordrehzahlen notwen-

dig. Die Optimierung der dynami-

schen Eigenschaften von Ventil- und

Steuertrieb steht deswegen ganz

oben auf der Verbesserungsliste

der Ingenieure.

Ein kleiner Sensor sorgt

für großen Fortschritt

Eine feinfühlige Messmethode ist

entscheidend für die Verbesserung

des Ventiltriebs. Nachdem vor eini-

gen Jahren die Laser-Vibrometrie,

ein optisches Messverfahren mit

Laserstrahl an einem Attrappen-

Prüfstand, schon eine große

Verbesserung brachte (Porsche

Engineering Magazin, Ausgabe

1/2005), ist den Ingenieuren von

Porsche Engineering nun ein wahrer

Quantensprung auf diesem Gebiet

geglückt. Dank ihrer Ideen können die

gesamten Messungen nun am selbst-

ständig laufenden Motor erfolgen.

Ein kleiner Sensor ist dabei das ent-

scheidende Bauteil und kann am

Ventilschaft angebracht werden.

Dieses berührungslose und damit

rückwirkungsfreie Messverfahren

verfügt über derart kompakte Ab-

messungen, dass es auch für den

Einbau in kleinsten Räumen geeignet

ist. Obwohl der Sensor sehr klein

ist, sind seine Messmöglichkeiten

sehr groß. Er registriert Ventilhub,

-geschwindigkeit, -beschleunigung

Porsche Engineering Magazine 01/2007

Porsche Engineering setzt mit der Ventiltriebsmessung am laufenden Motor ein

neues Messverfahren ein, um im Rahmen der Motorenentwicklung das dynamische

Verhalten von Ventiltrieben stetig zu optimieren.

Sensoren

Page 9: Porsche Engineering Magazine 2007/1

Messungen im befeuerten Betrieb Drivetrain

und -überschneidung, Einlass- und

Auslassmittel sowie Aufsetzge-

schwindigkeit. Erstmals können

somit die wesentlichen Parameter,

die Auswirkungen auf die Motorcha-

rakteristik haben, über das gesam-

te Drehzahlband erfasst werden. So

zieht die Geschwindigkeit, mit der

das Ventil in seinen Sitz fällt, ein

entsprechendes Geräusch nach

sich. Wird die Geräuschentwicklung

des Ventiltriebs verringert, beein-

trächtigt dies allerdings die Leis-

tung. Während zum Beispiel beim

Achtzylinder des erfolgreichen

ALMS-Rennwagens, Porsche

RS Spyder, die Akustik nur eine

untergeordnete Rolle spielte, stand

eine hohe Leistung natürlich ganz

oben im Lastenheft. Bei einem

Notstromaggregat dagegen ist zum

Beispiel eine möglichst geringe

Geräuschkulisse während des

Betriebs gewünscht. Gemeinsames

Ziel bleibt aber in allen Fällen, schon

in einer frühen Phase der Entwick-

lung so nahe wie möglich ans Opti-

mum zu kommen. Die Auswirkun-

gen verschiedener Nockenkonturen,

Ventiltriebsmassen oder Federsteifig-

keiten und -progressionen können auf

diese Weise untersucht werden. Mit

dieser neuen Messmethode lassen

sich aber auch zusätzliche Erkennt-

nisse gewinnen. Noch ist allerdings

nicht bekannt, ob und wie verschie-

dene Zünddrücke das Ventil verfor-

men. Gerade im Hinblick auf immer

komplexer werdende Ventiltriebe

bei gleichzeitig immer kürzeren Ent-

wicklungszeiten gewinnt die Ventil-

triebsanalyse immer mehr an

Bedeutung. Mit den bei Porsche

Engineering eingesetzten Mess-

methoden – Laser-Vibrometrie und

Ventilhubmessung im befeuerten

Betrieb – lassen sich die Auswirkun-

gen verschiedenster Parameter auf

den Ventiltrieb bereits in einem frü-

hen Entwicklungsstadium hinsicht-

lich Kinematik, Dynamik und Belas-

tung im gewünschten Drehzahlbe-

reich untersuchen. Somit kann letzt-

lich sowohl eine hohe Leistung als

auch ein effizienter Kraftstoffeinsatz

gewährleistet werden. �

9Porsche Engineering Magazine 01/2007

Das Diagramm zeigt den Ventilhubverlauf im Teillastbetrieb.

Der Sensor ist auch für die kleinsten Bau-räume geeignet.

VentilführungSensor

Ventil

Ventilbewegung

Winkel *KW* [Grad]Drehzahl *KW* [1/min]

Hub [mm]

Hub

[mm

]

Page 10: Porsche Engineering Magazine 2007/1

10

Drivetrain Berechnungen von Kettenkräften

Integrierte Simulationen ermöglichen die Berechnung

auftretender Kettenkräfte

Die Beseitigung störender Wechsel-

wirkungen zwischen einzelnen

Systemen ist ein wesentliches Ziel

der Entwicklungsarbeit von Porsche

Engineering. Gerade bei Steuer-

trieben ist die Vermeidung gegen-

seitiger Anregungen Gegenstand

zahlreicher Versuche, da sie ein

bedeutendes Bindeglied zwischen

verschiedenen Motorbaugruppen

sind. Der Steuertrieb, ganz speziell

die Steuerkette, hat die primäre

Aufgabe, die Nockenwellen anzutrei-

ben. Diese wiederum sind Teil des

Ventiltriebs, der für sich ein eigenes

dynamisches System ist. So können

Wechselwirkungen zwischen den

Subsystemen entstehen.

Integrierte Simulationsmodelle

Die Ingenieure von Porsche Engi-

neering beschäftigen sich sehr

intensiv mit diesem Phänomen der

Wechselwirkungen. Sie greifen

dabei vor allem auf ein Simulations-

modell zurück, mit dem mehrere

Systeme und deren Wechselwirkun-

gen abgebildet werden können. Den

Experten ist es gelungen, eine sol-

che integrierte Simulation des dyna-

mischen Verhaltens wie dem des

Ketten- und Ventiltriebs zu realisie-

ren. Die verschiedenen Einflüsse

auf den Kettentrieb können dadurch

berücksichtigt werden.

Während früher mehrere separate

Berechnungen – mit allen erdenk-

lichen Fehlerquellen – nötig waren,

können nun die gesamten Berech-

nungen an einem einzigen Simula-

tionsmodell wahrgenommen wer-

den. Bei den Berechnungen für die

Dimensionierung der Steuerkette

können nicht nur die Anregungen

mit einer flexiblen Kurbelwelle simu-

liert, sondern zusätzlich auch der

komplette Ventiltrieb abgebildet

werden. Bisher wurden bei einer

Porsche Engineering Magazine 01/2007

Bei der Motorenentwicklung gilt ein ganzheitlicher Ansatz. Wenn einzelne Bauteile

nicht richtig aufeinander abgestimmt sind, kann das harmonische Zusammenspiel

verschiedener Komponenten leicht gestört werden.

Page 11: Porsche Engineering Magazine 2007/1

Berechnungen von Kettenkräften Drivetrain

singulären Betrachtung der Syste-

me gegenseitige Anregungen nicht

mit in Betracht gezogen. So blieben

unter anderem Kraftüberhöhungen

im Steuertrieb unerkannt, die jedoch

wesentliche Ursache für die Schädi-

gung von Bauteilen im Motor sein

können.

Steuerketten in Dieselmotoren

Ein weiterer Anwendungsbereich

der neuen Simulationsmodelle liegt

in der Dimensionierung der Steuer-

kette von Dieselmotoren. Bei diesen

wird die Kraftstoffpumpe häufig vom

Kettentrieb aktiviert. Zugunsten

verbesserter Emissions- und Ver-

brauchswerte wird der Einspritz-

druck kontinuierlich erhöht. In der

Folge führt das zu höheren Antriebs-

momenten und damit zu stärkeren

Kettenkräften. Die neuen Simula-

tionsmodelle bringen zusätzlich die

dynamische Überhöhung der Ketten-

kräfte in die Auslegungsphase ein

und sorgen dadurch bereits in der

Konzeptphase für höhere Sicherheit.

Systemoptimierung durch

integrierte Simulationen

Durch die bei Porsche Engineering

durchgeführten integrierten Simula-

tionen können schon in der frühen

Entwicklungsphase aufwendige

Nachbesserungen vermieden wer-

den. Es ist somit möglich, Belastun-

gen des Steuertriebs zu ermitteln

und durch die Optimierung des

dynamischen Verhaltens des Ventil-

triebs das Gesamtsystem zu ver-

bessern. Die Experten von Porsche

Engineering können in den neuen

Simulationsmodellen Anregungen

von der Kurbelwelle, die Dynamik

des Ventiltriebs, Drehmomente der

Kraftstoffpumpe, Trägheiten der

Ketten- und Getrieberäder, das

dynamische Verhalten des Ketten-

spanners, dynamische Kettensteifig-

keit, Verdrehflankenspiele von Zahn-

rädern und vieles mehr berücksich-

tigen. Neben vielen anderen Para-

metern können zum Beispiel die

Eigenfrequenzen des Kettentriebs

ermittelt und Kettenschwingungen

berechnet werden. Das ist die Basis

für gezielte Maßnahmen, mit denen

sich die maximal auftretenden Kräf-

te reduzieren und die beteiligten

Systeme optimieren lassen. �

11Porsche Engineering Magazine 01/2007

Eigenfrequenzen des Kettentriebs und Kettenschwingungen können berechnet werden.

Die Steuerkette des Ventiltriebs als bedeu-tendes Bindeglied zwischen einzelnenMotorteilen.

Page 12: Porsche Engineering Magazine 2007/1

12

Body & Safety Aluminium – eine leichte Entscheidung

Aluminium – eine leichte Entscheidung für den 911 und die

neuen Solarmodule von BP

Die markante Silhouette des 911

ist einer der wesentlichen Charak-

terzüge des Sportwagenklassikers.

Seit dem Debüt im Jahr 1963 hat

sie sich kaum verändert. Auch die

Grunddaten des Sechszylinder-

Boxermotors blieben über die Jahre

konstant. So beträgt der Abstand

zwischen zwei Brennräumen bei-

spielsweise immer noch 118 Milli-

meter. Hubraum und Leistung sind

dagegen in der gleichen Zeit stetig

gestiegen. Die einzigartige Dynamik

und damit Emotionen und Fahrspaß

blieben somit nie auf der Strecke.

Der Kraftzuwachs wurde von den

Porsche Engineering Magazine 01/2007

Aluminiumtür des 911 Turbo.

Aus dem Fahrzeugbau ist Aluminium

heute nicht mehr wegzudenken.

Obwohl der Werkstoff Konkurrenz

von anderen Materialien wie Carbon

und Magnesium bekommen hat,

spielt er wegen des unschlagbaren

Preis-Leistungs-Verhältnisses und

den herausragenden Materialeigen-

schaften eine tragende Rolle in der

Entwicklung und Produktion. Auf

Grund seiner Leichtigkeit schafft

der Konstruktionswerkstoff schein-

bar grenzenlosen Freiraum für

gestalterische Entwicklungen. Vor

allem seine gute Verform- und

Spannbarkeit bei gleichzeitig hoher

Festigkeit prägen seine Vorzüge.

Spezielle Legierungen können

zudem das ohnehin sehr gute Kor-

rosionsverhalten weiter verbessern.

Sie ermöglichen den langlebigen

Einsatz von Komponenten und Bau-

teilen, die auch extremen Bedingun-

gen standhalten.

Gerade wegen des geringen

Gewichts spielt das Leichtmetall

noch heute eine wichtige Rolle im

Automobilsektor. Die Entwickler von

Porsche Engineering nutzen ihr Wis-

sen über Aluminium schon seit Jah-

ren für die Optimierung der Fahr-

zeuge, aber auch in anderen Berei-

chen. So wenden die Ingenieure

ihre Kenntnisse nicht nur beim Bau

der Türen des neuen 911 Turbo

Cabriolets an. Wie bereits ein einfa-

ches Beispiel beim Solarmodul von

BP zeigt, wird der Werkstoff auch in

der Auftragsentwicklung für Kunden

aus anderen Industrien erfolgreich

eingesetzt.

Intelligenter Leichtbau für den 911 Turbo

Page 13: Porsche Engineering Magazine 2007/1

Aluminium – eine leichte Entscheidung Body & Safety

Porsche-Ingenieuren aber nicht zum

reinen Selbstzweck gefördert. Denn

im Laufe der Zeit hat der 911

wegen der verbesserten Sicher-

heitsausstattung, darunter Airbags

und Stabilitäts-Systeme, sowie der

Steigerung des Komfortpakets,

zum Beispiel mit Klimaanlage und

elektrischen Fensterhebern, Ge-

wicht zugelegt. Während der erste

seiner Art noch 1.080 Kilogramm

wog, bringt das aktuelle Modell 997

1.395 Kilogramm auf die Waage.

Mit diesem moderaten Zuwachs

kann sich der Sportwagen aber

durchaus sehen lassen. In kürzerer

Zeit haben Fahrzeuge derselben

Klasse wesentlich mehr auf die

Waage gebracht.

Die Zeiten, in denen „unnötige Pfun-

de“ ungestraft blieben, sind im

Zuge der Schadstoffdiskussionen

endgültig vorbei. Schließlich erhöht

jedes zusätzliche Kilogramm den

Verbrauch und damit den CO2-Aus-

stoß. In den Augen der Porsche-

Entwickler liegt die Zukunft im intel-

ligenten Leichtbau mit neuen Werk-

stoffen. Denn während beim seit

vielen Jahrzehnten verwendeten

Rohstoff Stahl die Grenzen des

Machbaren bereits erreicht wurden,

schnellen bei neuen, leichteren

Legierungen die Kosten rapide in

die Höhe. Aluminium wird dagegen

wegen der überzeugenden Kosten-

Nutzen-Bilanz auch in Zukunft eine

bedeutende Rolle spielen. Am Bei-

spiel des Materialwechsels bei den

Türen des Porsche 911 von Stahl

auf Aluminium lässt sich dieser Vor-

zug darstellen.

Der nahe liegende, einfache Ansatz

der Materialsubstitution in Blech-

schalenbauweise erwies sich wegen

der hohen Materialkosten als unge-

eignet. Erst durch die Integration

von Verstärkungsteilen in ein kom-

plexes, großflächiges Tür-Innenteil

in Druckgussbauweise konnten die

Kosten deutlich gesenkt werden.

Sowohl die Ermittlung der Last-

pfade mithilfe der gleichzeitigen

Optimierung von Topologie und

Wandstärken als auch die Einspa-

rung von Werkzeuginvestitionen,

Fertigungs- und Montagezeiten

ermöglichten erhebliche Kosten-

vorteile. Diese können den Mehr-

aufwand von Gussprozess und

Materialkosten je nach Stückzahl

sogar überkompensieren. Gleich-

zeitig wurde Wert darauf gelegt,

dass im Zweifelsfall sowohl Stahl-

als auch Alutüren auf dem gleichen

Fertigungsband verbaut werden

können. Es war deshalb notwendig,

dass die Anschlussgeometrien der

Türen beider Werkstoffe identisch

waren.

Eine weitere wichtige Vorgabe bei

der Auslegung der Aluminium-Türen

war, dass alle Montageteile wie

Außenspiegel und Türgriffe ohne

Änderung übernommen werden

konnten. Dies wurde durch die Aus-

13Porsche Engineering Magazine 01/2007

Die Aluminiumtür des 911 Turbo Cabriolet ist im Vergleich zu der Stahltür sieben Kilogrammleichter.

Page 14: Porsche Engineering Magazine 2007/1

14

Body & Safety Aluminium – eine leichte Entscheidung

legung des Rahmens als Druckguss-

teil erreicht. Im Rohbau konnte so-

gar eine drastische Reduzierung der

Bauteile erfolgen. Statt 15 Blech-

teile, fünf Schraubverbindungen und

85 Schweißpunkte, wie bei der Stahl-

tür, genügen beim Aluminium-

Pendant nur fünf Aluteile und zehn

Schraubverbindungen. Die Länge

der Bördelnahtverklebung und die

Kleberaupen zwischen Schacht- und

Sicherheitsverstärkung entsprechen

nahezu der Länge der Schweiß-

punktverbindungen. Enorm war

auch der Erfolg auf der Waage. Den

17,5 Kilogramm der Stahltür im

Rohbau stehen nun 10,3 Kilogramm

des Aluminiumteils gegenüber.

Die Leichtmetalltür erreicht zudem

das gleiche Crashverhalten wie die

Stahlversion. Möglich wurde dies

durch die Verwendung von Strang-

pressprofilen für die dreidimensio-

nal gebogene Schachtverstärkung

und die auf Umschlag eingebaute

Sicherheitsverstärkung. Beim Offset-

Crash mit 64 Stundenkilometern lei-

ten die mittleren Lastpfade die Auf-

prallkräfte über Schacht und Sicher-

heitsverstärkung in den Hinterwa-

gen weiter. Gleichzeitig stabilisieren

sie den Türausschnitt. Dieser wird

durch die Masse des Motors belas-

tet, der sich bei einem Unfall nach

vorne schiebt. Die Insassen bleiben

somit in der Fahrgastzelle geschützt.

Ähnlich souverän wurden die Anfor-

derungen auch beim Seiten-Crash

erfüllt.

Akustik der Türen

Weiterer, wichtiger Aspekt für die

Porsche-Entwickler war die Akustik

beim Schließen der Türen. Ein sat-

tes Geräusch und geringe Schwin-

gungen sind ein Muss, um den

hohen Komfortansprüchen der Kun-

den zu genügen. Eine Akustikmes-

sung mit einem Kunstkopf auf dem

Fahrersitz zeigt, dass das Metall

auch akustisch alle geforderten

Ansprüche erfüllt.

Am Ende wurden durch die Umstel-

lung der Türen von Stahl auf Alumi-

nium 14 Kilogramm eingespart –

14 Kilogramm, die Verbrauch und

Schadstoffausstoß deutlich reduzie-

ren. Eine Anwendung der Erkennt-

nisse auf andere Fahrzeugteile kann

zu weiteren Verbesserungen führen.

Die Porsche-Ingenieure wissen,

dass im Leichtbau noch viel Poten-

zial steckt. Ihr Know-how setzen sie

bereits erfolgreich bei der Entwick-

lung neuer Modelle und bei Kunden-

entwicklungsprojekten ein. �

Die Ingenieure von Porsche Engi-

neering haben bei der Entwicklung

des Modulrahmens der neuen Solar-

modulgeneration von BP Solar

bewiesen, dass sie auch im Bereich

der Industrieentwicklung außeror-

dentliches Wissen besitzen. Ihnen

ist es gelungen, den Rahmen so zu

konstruieren, dass er trotz gering-

stem Modulgewicht selbst stark

erhöhten Belastungen standhält.

Der außergewöhnlich leichte und

dabei extrem verwindungssteife

Rahmen aus Aluminium, der in

Zusammenarbeit mit Porsche Engi-

neering entwickelt wurde, rüstet die

Module der „Generation Endura“

nachhaltig für Extremsituationen. Die

geprüfte Belastbarkeit unter Schnee

und Wind liegt jenseits aller Normen

und erreicht über 600 Kilogramm

pro Quadratmeter. Dies ist vergleich-

bar mit sechs Metern Neuschnee,

die auf dem Solarmodul liegen kön-

nen – selbst im sogenannten Einlege-

system bei stirnseitiger Halterung.

Porsche Engineering Magazine 01/2007

Für die Ewigkeit gebaut und für Extremsituationen gerüstet: So bleibt bei

der neuen Solarmodulgeneration alles im Rahmen

Page 15: Porsche Engineering Magazine 2007/1

In Kombination mit modernen

Klemm- oder Schraubgestellen darf

dieser Wert sogar überschritten

werden. Durch diese bemerkens-

werten Eigenschaften hat das

Modul mit Leichtigkeit die erweiter-

te Norm IEC 61215 bestanden.

Stoßhemmende Ecken schützen

das Modul von nun an auch bei

robuster Handhabung. Der Rahmen

ist aus silbern eloxiertem Aluminium

gefertigt, wodurch das Gewicht

optimiert werden konnte. Das neue

Modul ist nicht nur rein technisch

auf dem neuesten Stand, die neuen

Eigenschaften reduzieren auch die

Montagezeiten auf dem Dach.

Neben Porsche Engineering hat

auch Porsche Design einen ent-

scheidenden Beitrag bei der Optik

geleistet. So kann sich der neue

Rahmen aus jedem Betrachtungs-

winkel sehen lassen. �

Der Alurahmen des Moduls – für Extremsituationen gerüstet.

Aluminium – eine leichte Entscheidung Body & Safety

15Porsche Engineering Magazine 01/2007

Das Solarmodul von BP. Es ist auch unter sehr hohen Belastungen stabil.

Page 16: Porsche Engineering Magazine 2007/1

16

Electrics & Electronics Umweltfreundlicher Fahrspaß

Porsche Engineering sorgt auch im Wasser für

umweltfreundlichen Fahrspaß

Per Gewichtsverlagerung des Kör-

pers lässt sich das ungewöhnliche

Fun-Sportgerät ganz einfach steu-

ern. Die Geschwindigkeit wird dabei

anhand des Controlgrips geregelt.

Doch nicht nur bei Fahrspaß und

Optik überzeugt der SEABOB des

Herstellers Rotinor. Auch die Technik

hat dank der Entwicklungsarbeit

einiges zu bieten. Die Ingenieure

stellten sich gerne der Herausforde-

rung und entwickelten für das paten-

tierte Wassersportgerät drei Elektro-

nikkomponenten: den Akku-Manager,

die Motorsteuerung und das Bedien-

teil mit grafischem Display.

Mit der Elektronik hat Porsche

Engineering das Herz des

SEABOB entwickelt

Der rund 60 Kilogramm schwere

und mit einem fünf PS (3,7 kW)

starken Elektro-Jetantrieb ausge-

stattete SEABOB erreicht 15 bis 20

Stundenkilometer und könnte bis zu

40 Meter tief tauchen. Die serienmä-

ßige Voreinstellung erlaubt aller-

dings aus Sicherheitsgründen

zunächst nur eine Tauchtiefe von

2,5 Metern. Sie kann jedoch mittels

PIN-Eingabe auf einen tieferen Wert

eingestellt werden. Den Schub

erzielt der Antrieb durch das Jet-

stream-Prinzip. Der kraftvoll rotie-

rende Impeller saugt Wasser an und

presst es mit hohem Druck durch

den Jetkanal nach außen. Die

dadurch entwickelte Schubkraft

treibt den SEABOB voran.

Der Akkumanager wacht über

die eingebauten Lithium-Ionen-

Akkus

Mit einer Kapazität von 42 Ampere-

stunden pro 4-Volt-Zelle überwacht

der Akkumanager die Funktionsfähig-

keit der im Gerät verbauten Lithium-

Ionen-Akkus, die sonst auch in der

Weltraumtechnik Anwendung finden.

Jede Zelle hat ein Gewicht von circa

einem Kilogramm und ein Volumen

von einem halben Liter.

Da Lithium-Ionen-Akkus sehr emp-

findlich reagieren können, wurde

eine spezielle Elektronik entwickelt,

die die Zellenspannungen einzeln

überwacht. Der Akku-Manager steu-

ert ebenso die Stromüberwachung

und Stromabschaltung für das

Laden und Entladen des Akkus.

Zudem überwachen mehrere Senso-

ren die Einhaltung der Betriebstem-

peratur. Durch ein aktives Cell-

Balancing wird jede Zelle so bela-

stet, dass alle Zellspannungen

gleich groß sind. Damit kann ein

Auseinanderdriften der in Serie

geschalteten Akkuspannungen ver-

hindert werden.

Porsche Engineering Magazine 01/2007

Agil und wendig wie ein Fisch im Wasser, an der Oberfläche und in der Tiefe –

eine Fahrt mit dem SEABOB macht es möglich.

Page 17: Porsche Engineering Magazine 2007/1

Umweltfreundlicher Fahrspaß Electrics & Electronics

Das Elektro-Hochleistungs-

triebwerk ist eine beispielhafte

Innovation

Der Motor des SEABOB verursacht

keine Emissionen und ist fast laut-

los. Seine Steuerung arbeitet mit

einem digitalen Signalprozessor

(DSP) und erzeugt aus der Akku-

spannung einen dreiphasigen, sinus-

förmigen Drehstrom. Bei der

Zwischenkreisspannung von bis zu

60 Volt werden Strangströme von

bis zu 200 Ampere erzeugt. Die

Leistungsendstufe ist sogar für bis

zu 250 Ampere ausgelegt. Der

Motor hat eine Nennleistung von bis

zu 7,5 Kilowatt und kann bis auf

das Doppelte überlastet werden.

Die Rotorposition wird über drei

Hall-Sensoren erfasst. Bei der

Maschine handelt es sich um einen

High-Torque-Synchron-Antrieb. Durch

modernste Technologie erzielt der

Motor trotz kompakter Gesamtbau-

größe ein optimales Drehmoment

mit einem außergewöhnlichen Wir-

kungsgrad von über 96 Prozent.

Bei einem Dauertest mit mehr als

10.000 Betriebsstunden unter Voll-

last gab es am Triebwerk weder

Störungen noch Leistungsabfall.

Auch in der Tiefe immer den

Durchblick bewahren mit dem

beleuchteten LCD-Display

Das beleuchtete LCD-Display zeigt

alle wichtigen technischen Daten

zur Motorelektronik gut lesbar an.

Dazu gehören die aktuelle Fahrleis-

tung, die Restbetriebsdauer und der

Akku-Ladestand. Darüber hinaus

erhält der Fahrer über das Display

Informationen über Tauchtiefe und

Wassertemperatur. Über eine inte-

grierte Infrarotschnittstelle können

zudem Software-Updates einge-

spielt und Diagnosedaten ausgele-

sen werden. Ebenso lassen sich

notwendige Programmierfunktionen

über das LCD-Display komfortabel

kontrollieren. Alle Steuergeräte sind

in einem Bus-System miteinander

vernetzt und tauschen Informatio-

nen aus.

Optimierte Prozesse und

gesicherte Qualitätsstandards

Neben der Weiterentwicklung der

Elektronik wurde der Hersteller

Rotinor durch Experten von Porsche

Engineering bei der Optimierung

der Produktionsabläufe unterstützt.

Mithilfe der Experten konnte im

ersten Schritt zunächst die Ausbrin-

gungsmenge stabilisiert werden.

Durch Identifizierung von Auslage-

rungspotenzialen und Verbesse-

rungsmaßnahmen in der Arbeitsvor-

bereitung konnten Stückzahl und

Ausbringungsqualität deutlich

erhöht werden. Die Fertigungszeit-

potenziale konnten unter anderem

auf Basis einer Zeitaufnahme nach

REFA erkannt und umgesetzt wer-

den. Durch Optimierung von Kom-

missionierungskonzept und Materi-

albereitstellung konnten Wegezeiten

um bis zu 50 Prozent reduziert wer-

den.

Parallel zur Optimierung der Produk-

tion wurden neue Impulse im Liefe-

rantenmanagement gesetzt: Eine

der ersten Maßnahmen war die Ein-

führung einer Anfragesystematik,

die Anforderungen von Entwicklung,

Produktion, Einkauf, Qualität und

Logistik beinhaltet. Die Produktions-

optimierung erfolgte zeitgleich zu

Verbesserungen im Lieferanten- und

Qualitätsmanagement.

Experten von Porsche Engineering

unterstützen Rotinor auch bei der

Entwicklung des Nachfolgemodells.

Hier wird ebenfalls ein ganzheit-

licher Ansatz verfolgt, um bereits in

der Entwicklungsphase Ziele im Hin-

blick auf Performance, Kosten und

Qualität abzusichern. �

17Porsche Engineering Magazine 01/2007

Ein SEABOB, ein Wassersportgerät der neuen Generation.

Page 18: Porsche Engineering Magazine 2007/1

18

Insights RS Spyder

Der RS Spyder erobert die American Le Mans Series

Der in Weissach entwickelte und ge-

baute RS Spyder setzte in der

AMLS neue Maßstäbe. In zwölf

Rennen fuhren die Sportprototypen

elf Klassensiege in der LMP2-Kate-

gorie (Le Mans Prototyp 2) ein.

Achtmal sicherte sich ein RS

Spyder sogar den Gesamtsieg. Die

Porsche-Werkfahrer Timo Bernhard

und Romain Dumas gewannen sou-

verän den Fahrertitel. Auch die Titel

in der Motoren- und Chassiswertung

gingen an Porsche. Ein Beweis für

die herausragende Technik des für

die Saison 2007 deutlich überarbei-

teten RS Spyder.

Erfolgreicher Abschluss der

ersten Rennsaison 2006

Bereits in der ersten vollen Renn-

saison der ersten Generation des

RS Spyder im Jahr 2006 errang

Porsche den LMP2-Titel in der Kon-

strukteurswertung. Das RS Spyder-

Team Penske Motorsports sicherte

sich dabei die Teammeisterschaft.

Zudem holten die Porsche-Werkfah-

rer Sascha Maassen und Lucas Luhr

den Fahrertitel in der LMP2-Klasse.

Beim Rennen in Mid-Ohio erzielten

ihre Teamkollegen Timo Bernhard

und Romain Dumas den ersten

Gesamtsieg für den RS Spyder.

Komplettiert wurde der Erfolg mit

dem zweiten Platz von Sascha

Maassen und Lucas Luhr.

RS Spyder Modelljahr 2007 –

Verbesserung durch Feinarbeit

Trotz der beachtlichen Erfolge im

ersten Rennjahr liefen bereits kurz

nach dem letzten Renneinsatz 2006

die technischen Vorbereitungen für

2007 an. Dabei wurde die extrem

leichte und steife Karosserie auch

im Hinblick auf eine verbesserte

Wartungs- und Montagefreundlich-

keit von Porsche Engineering voll-

ständig überarbeitet. Zudem wurde

Porsche Engineering Magazine 01/2007

Selten zuvor hat ein Rennfahrzeug eine Meisterschaft so dominiert wie der

Porsche RS Spyder die American Le Mans Series (ALMS).

Page 19: Porsche Engineering Magazine 2007/1

RS Spyder Insights

die Aerodynamik optimiert und ver-

besserte Abstimmungsmöglichkei-

ten für die unterschiedlichen Renn-

strecken geschaffen.

Das sequenzielle Sechsgang-Klauen-

getriebe wird über Schaltwippen am

Lenkrad betätigt. Die elektro-pneu-

matische Schalt-Aktuatorik ermög-

licht dem Fahrer dabei das Schalten

unter Volllast – also ohne Betätigung

der Kupplung und ohne Verlassen

des Gaspedals. Der RS Spyder ver-

fügt außerdem über eine Traktions-

kontrolle und ein mechanisches

Sperrdifferenzial, das optional durch

eine Viscokupplung unterstützt wird.

Auch bei der Gewichtsoptimierung

haben die Ingenieure von Porsche

Engineering und Porsche Motor-

sport ihr Fachwissen unter Beweis

gestellt und das zulässige Mindest-

gewicht von 775 Kilogramm erfüllt.

Zudem wurde der Wärmehaushalt

des Fahrzeugs durch die Neugestal-

tung der Zu- und Abluftführung ther-

modynamisch optimiert.

Die treibende Kraft

Der 90-Grad-V8-Langstrecken-Renn-

motor leistete zu Beginn der Saison

2007 begrenzt durch den Luft-

mengen-Restriktor 503 PS bei

10.300 Umdrehungen pro Minute.

Nach den Gesamtsiegen bei vier

der ersten sechs Rennen und dem

Triumph über die höher motorisier-

ten Fahrzeuge der LMP1-Klasse

wurde die Motorleistung nach dem

sechsten Rennen durch eine Regle-

mentänderung weiter auf 478 PS

bei 9.800 Umdrehungen pro Minute

begrenzt. Das Drehmoment liegt

nun bei 370 Newtonmeter bei

7.500 Umdrehungen pro Minute.

Siege in Serie

Nach dem Einstandserfolg 2006

war das Ziel für 2007 klar: an die

Erfolgsgeschichte der ersten Sai-

son anzuknüpfen und sie weiter

auszubauen. Unterstützung beka-

men die beiden Porsche RS Spyder

des Teams Penske Motorsports da-

bei von zwei weiteren Fahrzeugen,

die unter der Flagge von Dyson

Racing starteten. Mit dem zusätz-

19Porsche Engineering Magazine 01/2007

Kaum zu bremsen: der RS Spyder 2007 mit leistungsstarken 478 PS.

Page 20: Porsche Engineering Magazine 2007/1

20

Insights RS Spyder

lichen Einstieg von Acura sowie den

Fahrzeugen von Mazda und Lola

zählt die LMP2-Klasse mittlerweile

zu der ALMS-Kategorie mit dem

größten Wettbewerb.

Bereits zu Beginn der Saison 2007

knüpfte der RS Spyder mit einem

Doppelsieg in der LMP2-Klasse beim

Rennen in St. Petersburg, an die

Vorjahresleistung an. Die Porsche-

Werkfahrer Sascha Maassen und

Ryan Briscoe standen dabei nicht nur

in der Klassenwertung auf dem Sie-

gertreppchen, sondern fuhren auch

in der Gesamtwertung den dritten

Platz ein.

Dreifachsieg – größter Erfolg

für Porsche in der ALMS

Beim darauffolgenden Rennen in

Long Beach, Kalifornien, schrieben

die RS Spyder Motorsportgeschich-

te: Gegen die über 200 PS stärke-

ren und vom Leistungsgewicht her

deutlich überlegenen Fahrzeuge der

LMP1-Klasse errangen Timo Bern-

hard und Romain Dumas den ersten

Gesamtsieg 2007. Sascha Maassen

und Ryan Briscoe fuhren den zwei-

ten Gesamtrang ein. Andy Wallace

und Butch Leitzinger vom Team

Dyson Racing sorgten mit Platz drei

schließlich für ein historisches

Ergebnis.

Trotz schneller Rennstrecken, die

den Fahrzeugen der LMP1-Klasse

eigentlich einen Vorteil bescheren

sollten, riss die Serie der Gesamt-

Rennstrecke

1. Sebring

(12 Std.)

36 Starter -

10 in LMP2-Klasse

2. St. Petersburg

(2 3/4 Std.)

25 Starter -

8 in LMP2-Klasse

3. Long Beach

(1 2/3 Std.)

26 Starter -

8 in LMP2-Klasse

4. Houston

(2 3/4 Std.)

24 Starter -

8 in LMP2-Klasse

5. Salt Lake City

(2 3/4 Std.)

26 Starter -

8 in LMP2-Klasse

6. Lime Rock

(2 3/4 Std.)

26 Starter -

9 in LMP2-Klasse

7. Mid-Ohio

(2 3/4 Std.)

28 Starter -

9 in LMP2-Klasse

8. Road America

(4 Std.)

27 Starter -

8 in LMP2-Klasse

9. Mosport

(2 3/4 Std.)

26 Starter -

9 in LMP2-Klasse

10. Detroit

(2 3/4 Std.)

27 Starter -

8 in LMP2-Klasse

11. Road Atlanta

(10 Std.)

32 Starter -

9 in LMP2-Klasse

12. Laguna Seca

(4 Std.)

32 Starter -

9 in LMP2-Klasse

LMP2

3.

5.

6.

8.

1.

2.

5.

6.

1.

2.

3.

5.

1.

3.

5.

6.

1.

2.

3.

4.

1.

2.

4.

5.

1.

2.

4.

5.

1.

2.

4.

5.

1.

2.

5.

7.

1.

2.

5.

7.

1.

2.

4.

5.

1.

2.

5.

6.

Gesamt

5.

9.

10.

23.

3.

4.

11.

18.

1.

2.

3.

5.

1.

4.

6.

7.

1.

3.

4.

5.

1.

2.

4.

6.

1.

2.

6.

7.

1.

4.

6.

7.

1.

3.

7.

9.

1.

4.

7.

9.

2.

3.

5.

7.

2.

4.

7.

8.

Fahrerteams des RS Spyder

Dumas, Bernhard/ Penske Motorsports

Leitzinger, Wallace/ Dyson Racing

Dyson, Smith/ Dyson Racing

Maassen, Briscoe/ Penske Motorsports

Maassen, Briscoe/ Penske Motorsports

Dumas, Bernhard/ Penske Motorsports

Leitzinger, Wallace/ Dyson Racing

Dyson, Smith/ Dyson Racing

Dumas, Bernhard/ Penske Motorsports

Maassen, Briscoe/ Penske Motorsports

Leitzinger, Wallace/ Dyson Racing

Dyson, Smith/ Dyson Racing

Dumas, Bernhard/ Penske Motorsports

Maassen, Briscoe/ Penske Motorsports

Dyson, Smith/ Dyson Racing

Leitzinger, Wallace/ Dyson Racing

Maassen, Briscoe/ Penske Motorsports

Dumas, Bernhard/ Penske Motorsports

Leitzinger, Wallace/ Dyson Racing

Dyson, Smith/ Dyson Racing

Maassen, Briscoe/ Penske Motorsports

Dumas, Bernhard/ Penske Motorsports

Dyson, Smith/ Dyson Racing

Leitzinger, Wallace/ Dyson Racing

Dumas, Bernhard/ Penske Motorsports

Maassen, Briscoe/ Penske Motorsports

Leitzinger, Wallace/ Dyson Racing

Dyson, Smith/ Dyson Racing

Dumas, Bernhard/ Penske Motorsports

Maassen, Briscoe/ Penske Motorsports

Dyson, Smith/ Dyson Racing

Leitzinger, Wallace/ Dyson Racing

Dumas, Bernhard/ Penske Motorsports

Maassen, Briscoe/ Penske Motorsports

Dyson, Smith/ Dyson Racing

Leitzinger, Wallace/ Dyson Racing

Dumas, Bernhard/ Penske Motorsports

Leitzinger, Wallace/ Dyson Racing

Dyson, Smith/ Dyson Racing

Maassen, Briscoe/ Penske Motorsports

Dumas, Bernhard/ Penske Motorsports

Dyson, Smith/ Dyson Racing

Leitzinger, Wallace/ Dyson Racing

Maassen, Briscoe/ Penske Motorsports

Dumas, Bernhard/ Penske Motorsports

Maassen, Briscoe/ Penske Motorsports

Dyson, Smith/ Dyson Racing

Leitzinger, Wallace/ Dyson Racing

Porsche Engineering Magazine 01/2007

Rennkalender der American Le Mans Series 2007

Page 21: Porsche Engineering Magazine 2007/1

siege nicht ab. Insgesamt standen

die Porsche-Piloten achtmal ganz

oben auf dem Siegerpodest. Bei den

Doppelsiegen in Lime Rock und Mid-

Ohio wechselten sich die Fahrerduos

Sascha Maassen/Ryan Briscoe und

Timo Bernhard/Romain Dumas auf der

obersten Stufe des Treppchens ab.

Beim Zwölfstunden-Rennen von Road

Atlanta fuhren zwei der vier RS Spyder

unter die ersten drei der Gesamtwer-

tung. Mit einem zweifachen Klassen-

sieg beim Saisonfinale in Laguna Seca

krönte Porsche seine erfolgreichste

Saison in der AMLS. Das Team um

Timo Bernhard/Romain Dumas konn-

te sich abermals einen Platz auf dem

Podium sichern und bestätigte damit

die erstklassig konstante Leistung

der Saison 2007. Auch die Kollegen

Sascha Maassen/Ryan Briscoe

beendeten das Rennjahr mit einem

zweiten Platz in der LMP2-Klasse.

Die Fahrerpaarungen des Dyson

Racing-Teams Butch Leitzinger/

Andy Wallace und Chris Dyson/Guy

Smith erzielten in ihrer ersten Sai-

son mit dem Porsche RS Spyder

ebenfalls gute Ergebnisse. Zwei

dritte Plätze in der Gesamtwertung

und Zweit- und Drittplatzierungen in

der Klassenwertung sowie dauerhaf-

te Platzierungen in den Top zehn

bescherten Dyson Racing die zwei-

te Position in der Teamwertung der

LMP2-Klasse. Der RS Spyder war in

der AMLS 2007 nicht zu stoppen.

Bereits nach dem achten Rennen in

Elkhart Lake konnte sich Penske

Motorsport die Teammeisterschaft

vorzeitig sichern. Beim Rennen in

Detroit gewann Porsche die Kon-

strukteursmeisterschaft für Chassis

und Motor ebenfalls vorzeitig. In

der Fahrerwertung triumphierten

Timo Bernhard und Romain Dumas

vor ihren Teamkollegen Sascha

Maassen und Ryan Briscoe schon

beim vorletzten Rennen.

Professionalität und Stärke bis ins

kleinste Detail hat Porsche mit sei-

nen beiden Einsatzteams in der

ALMS-Saison 2007 eindrucksvoll

bewiesen. Die regelmäßigen

Gesamtsiege des RS Spyder gegen

die deutlich leistungsstärkeren

LMP1-Rennwagen haben wieder ein-

mal eines ganz deutlich gezeigt:

die Kompetenz von Porsche und

Porsche Engineering bei der

Entwicklung von Fahrzeugen. �

RS Spyder Insights

21Porsche Engineering Magazine 01/2007

Die Karosserie des RS Spyder aus Kohlefaser – durchdacht bis ins kleinste Detail.

Das Kohlefaser-Monocoque des RS Spyder ist auf dem neuesten Stand der Technik und bie-tet höchstmögliche Sicherheit.

Page 22: Porsche Engineering Magazine 2007/1

Special Erstes Hybrid-Auto

Das erste Hybrid-Auto der Welt – ein Porsche

Vor mehr als 100 Jahren, als

Diskussionen um das Klima noch

nicht auf der Tagesordnung stan-

den, entwickelte der junge Tüftler

Ferdinand Porsche bei der k.u.k.-

Hofwagen-Fabrik Jakob Lohner &

Co., Wien-Floridsdorf, Fahrzeuge

mit benzin-elektrischem Misch-

antrieb – und damit die ersten

Hybrid-Automobile der Welt.

Vorausgegangen war die Vorstel-

lung des ersten Lohner-Porsche

auf der Weltausstellung in Paris am

14. April 1900. Die Vorderräder

dieses Elektrofahrzeugs wurden

von sogenannten Radnabenmoto-

ren angetrieben, die der damals

24-jährige Ferdinand Porsche als

Cheftechniker in der k.u.k.-Hof-

wagen-Fabrik Jakob Lohner & Co.,

Wien-Floridsdorf, entwickelt hatte.

Der Radnabenmotor kam ohne

Getriebe und Antriebswellen aus,

weil das Rad als Rotor des Gleich-

strommotors um den mit der Rad-

aufhängung fest verbundenen Stän-

der lief. Der Antrieb arbeitete

daher ohne mechanische Reibungs-

verluste mit dem traumhaften Wir-

kungsgrad von 83 Prozent.

Noch im gleichen Jahr folgte ein

Prototyp des Lohner-Porsche

„Mixte“, der neben einem Verbren-

nungs- auch einen Elektromotor

besaß und Energie in einer Batterie

zwischenspeichern konnte.

Angetrieben wurde das Fahrzeug

von einem Vierzylindermotor, der

direkt mit einem 80-Volt-Dynamo

gekuppelt wurde. Der Generator

lieferte den Strom für die in den

Vorderrädern eingebauten Rad-

naben-Elektromotoren. Das Fahr-

zeug war sozusagen das erste

serienmäßige Auto mit Hybrid-

Antrieb.

Neben dem Prototypen wurde auch

eine Rennversion des Lohner-

Porsche gebaut.

Übrigens: Die Idee des elektri-

schen Radnabenmotors nutzte spä-

ter unter anderen auch die NASA,

um ihr Mondfahrzeug damit zum

Rollen zu bringen. �

22 Porsche Engineering Magazine 01/2007

Schon 1900 entwickelte Ferdinand Porsche einen

benzin-elektrischen Mischantrieb.

Page 23: Porsche Engineering Magazine 2007/1

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Telefon +49 711 911 - 88 888, Telefax +49 711 911 - 88 999

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Porsche Engineeringdriving identities

Page 24: Porsche Engineering Magazine 2007/1

Porsche Engineeringdriving identities

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Herausgeber

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D-71287 Weissach

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Internet: www.porsche-engineering.de

Redaktionsleitung

Nicole Möller

Produktion

Werking

Werbekonzeption & Realisation,

Bad Sobernheim