Porsche Engineering Magazine 2003/1
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Transcript of Porsche Engineering Magazine 2003/1
Ausgabe 01/2003
Von Grund auf solide:Bei der Rohkarosserie desCayenne werden modernsteMaterialien und Technologieneingesetzt.
Cruiser mit Porsche-Power:In Kooperation mit PorscheEngineering entwickelteHarley-Davidson den was-sergekühlten V-Rod Motor.
Porsche Styling:Virtuelle Realität ist inDesignstudios nicht mehrwegzudenken.
Porsche Engineering Magazine
Inhalt
Die Porsche Engineering Group
GmbH (PEG), ein Tochterunterneh-
men der Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG,
ist für die weltweiten Kunden-
Entwicklungsaktivitäten des Sport-
wagenbauers verantwortlich.
Porsche ist der einzige Automobil-
hersteller, der sein umfassendes
Engineering-Wissen internationalen
Kunden aus verschiedenen
Branchen zur Verfügung stellt.
Gemeinsam mit den Tochtergesell-
schaften im In- und Ausland bietet
EditorialSeite 4
Complete Vehicle
Von Grund auf solide:die Rohkarosseriedes CayenneSeite 5
Body Chassis Systems
Kompetenz in Sachen AkustikSeite 13
Electrical & Electronics Industrial Design
die Porsche Engineering Group
weltweit Engineering rund um die
Themen Automobil und Transport
unter der gemeinsamen Marke
Porsche Engineering an.
Porsche Engineering kann dabei
auf Ressourcen von über 3.000 Mit-
arbeitern aus den Bereichen Kon-
struktion, Prototypenbau, Erpro-
bung, Fertigungsplanung, Beschaf-
fung, Logistik oder Produktion
zurückgreifen. Insights
Hochleistungs-Sportwagen mitZukunfts-TechnologienSeite 23
Noch mehr Leistung,Fahrspaß und SicherheitSeite 24
Virtuelle Realität und KooperativesEngineeringSeite 25
Porsche Styling –ein virtueller Blickin die ZukunftSeite 20
Styling
Cruiser mitPorsche-PowerSeite 16
Powertrain & Driveline Testing Facilities Engineering Support
SpecialVom Winde gedrehtSeite 26
Editorial
Liebe Leser,
Eines der herausragendsten Ereig-
nisse war sicher der erfolgreiche
Abschluss der Gemeinschafts-
entwicklung mit Harley-Davidson
beim Power Cruiser V-Rod. Der An-
trieb – ein Highlight des Cruisers –
entstand in Kooperation mit Porsche
Engineering.
Das Jahr 2003 wird uns vor neue
Herausforderungen stellen. Aber die
Porsche Engineering Group ist gut
gerüstet. Mit der Entwicklung des
Cayenne haben wir uns viele neue
Technologien und Ideen erarbeitet,
die nun auch Porsche-Engineering-
Kunden angeboten werden.
Im Bereich Electrical/Electronics
haben wir unser Team durch hoch-
qualifizierte Mitarbeiter verstärkt.
Auch in diesem zukunftsträchtigen
Segment bieten wir außergewöhnli-
che Lösungen, wie beispielsweise
die Porsche Speech Technology, an.
Wir wünschen Ihnen ein erfolg-
reiches Jahr 2003 und viel Spaß
beim Lesen.
Ihre Redaktion.
4
am Anfang eines neuen Jahres blickt man gerne auf
das vergangene zurück. Porsche Engineering hat im
Jahr 2002 viele herausfordernde Projekte bearbeitet.
Für das uns dabei entgegengebrachte Vertrauen
möchten wir unseren Kunden danken.
Karosseriekonstruktion Body
Von Grund auf solide: die Rohkarosserie des Cayenne
Das Karosseriekonzept
In der Konzeptphase des Cayenne
untersuchte Porsche zunächst die
beiden Bauarten von Rohkarossen,
die bei Sports Utility Vehicles üblich
sind. Bei der klassischen Lösung
sitzt die Rohkarosse auf einem
separaten Leiterrahmen, bei der
innovativen Alternative ist die
Karosserie selbsttragend gestaltet.
Durch Simulation wurden die Vor-
teile der beiden Konzepte ermittelt,
um diese bei der Auslegung mitein-
ander zu kombinieren: eine selbst-
tragende Karosserie mit integrier-
tem Rahmen. Bei der Konstruktion
der Bodengruppe wurde der Rah-
men fest in dieser integriert und ein
Trägersystem geschaffen, das sich
über die gesamte Fahrzeuglänge
5
Die Rohkarosserie eines hochwertigen Sports Utility Vehicles muss hohen
Anforderungen gerecht werden und weit mehr leisten als die eines reinen
Sport- oder Geländewagens. Durch den Einsatz von modernen Materialien und
Technologien hat der Cayenne sowohl auf der Straße als auch im Gelände muster-
gültige Fahreigenschaften und erfüllt gleichzeitig die hohen Sicherheitsansprüche
von Porsche. Damit unterstreicht der Cayenne eindrucksvoll die Kompetenz von
Porsche im Bereich des Stahlleichtbaus.
Rohbau des Cayenne Turbo in der Fahrzeughülle
Body Karosseriekonstruktion
erstreckt und im Bereich der Fahr-
gastzelle unterhalb des Boden-
blechs liegt. Diese Anordnung ist
durch die geraden Trägerverläufe
besonders vorteilhaft für die Auf-
nahme der bei einem Crash entste-
henden Lasten. In den durchgehen-
den Längsträgern werden sämtliche
Achs- und Aggregatbefestigungs-
punkte angeordnet. Durch dieses
Konzept wird die Beschädigung von
Funktionsteilen und Aggregaten,
welche im Schutz der Längsträger
untergebracht sind, im hartem
Geländeeinsatz verhindert.
Der weitere Aufbau der Rohkarosse-
rie auf der Bodengruppe erfolgt
nach dem Prinzip der Modulbau-
weise. Das Vorderwagensegment
mit den Trägern, Stoßdämpfer-
domen, Stegblechen und Konsolen
komplettiert die Plattform, an wel-
cher zunächst die vorgefertigten
Seitenwandzusammenbauten (Zsb)
angefahren werden.
Das Seitenwandsegment, das die
inneren und äußeren Säulen A, B, C
und D sowie Dachrahmen seitlich
und das äußere Radhaus umfasst,
wird am Bodenblech und mit den
Dachquerträgern und Abschluss-
blechen fixiert und anschließend
ausgeschweißt. Dieses frühzeitig
festgelegte Prinzip der Modulbau-
weise mit Definition der Montage-
reihenfolge und -richtung und die
hierfür notwendigen Trennebenen
zwischen den einzelnen Modulen
sowie das neue Aufnahmekonzept
beeinflussen die Rohbaumaßhaltig-
keit und damit auch die Funktions-
sicherheit der angrenzenden Bau-
teile nachhaltig positiv.
Das Werkstoffkonzept
Die Rohkarosserie des Cayenne
besteht aus beidseitig verzinkten
Blechen unterschiedlicher Festigkeit
und ist in Schalenbauweise aufge-
baut. Bei der Definition des Werk-
stoffkonzepts wurden die bei frühe-
ren Projekten und Studien gewonne-
nen Erkenntnisse über mechanische
Kennwerte und Umformbarkeit kon-
sequent umgesetzt. Die tragende
Struktur des Fahrzeugs wird weitge-
hend aus DP- und TRIP-Stählen her-
gestellt, welche sich durch ein sehr
hohes Kaltverfestigungsvermögen
auszeichnen und aufgrund ihres
hohen Energieaufnahmevermögens
6
Plattform und Vorderwagen
Trägerstruktur in hochfesten und höchstfesten Stahlblechwerkstoffen mit Streckgrenzenüber 340 Mpa
DP 600CPW 800ZStE 340Trip 700
Karosseriekonstruktion Body
und ihrer Festigkeit sowohl in den
Deformationsbereichen der Karos-
serie als auch für die steife Fahr-
gastzelle eingesetzt werden. Die
Flächenbauteile, wie beispielsweise
Bodenblech, Dach und Seitenwand,
werden hingegen aus weicheren,
gut umformbaren Tiefziehgüten her-
gestellt.
Der Ansatz, an jeder Stelle entspre-
chend Belastung, Fertigungs- und
Fügemethode den optimalen Stahl
zu verwenden, führte zu dem
Ergebnis, dass die Karosserie zu
64 Prozent aus hoch- und höchstfe-
sten Stahlwerkstoffen besteht.
Damit ist der Cayenne das weltweit
erste Serienfahrzeug dieser Klasse,
das Mehrphasenstähle (DP: Dual-
phasen-Stähle, TRIP-Stähle, CPW:
Complexphasen-Stähle) in dieser
Menge verwendet. Der Einsatz die-
ser innovativen Werkstoffe ermög-
lichte die Entwicklung einer steifen
Karosserie auf höchstem Sicher-
heitsniveau mit gleichzeitig gerin-
gem Gewicht (392 Kilogramm ohne
Türen und Deckel).
Innovative Fügeverfahren
Bei der Rohkarosserie des Cayenne
wird je nach Werkstoff und Bean-
spruchung das belastungsgerechte
Fügeverfahren eingesetzt, so dass
Teile mittels MIG-Löten, MAG-
Schweißen, Widerstandspunkt-
schweißen und Laserschweißen
gefügt werden. Die Anzahl, Lage
und Länge der Fügeelemente wurde
in iterativen Schritten mit Hilfe
numerischer Simulation optimiert.
Allein der Einsatz von Mehrphasen-
stählen erforderte umfangreiche
Untersuchungen zur Fügetechnik.
Die Auswertung der metallografi-
schen und quasistatischen Prüfun-
gen ergab, dass Mehrphasenstähle
beim MIG-Löten, MAG-Schweißen,
Widerstandspunktschweißen und
Laserschweißen mit großer Prozess-
sicherheit gefügt werden können –
ausreichend große Elektrodenkräfte
beim Punktschweißen vorausge-
setzt. Mit Hilfe von zyklischen Tests
an normierten Proben wurde nach-
gewiesen, dass beim Einsatz von
Mehrphasenstählen gleiche Dauer-
7
Festigkeits- und Dehnungswerte von Karosserie-Werkstoffen
Magnesium
Aluminium
H180- 300BD
DC04- 06
0
10
20
30
40
50
0 100 200 300 400 500 600
Dehngrenze Rp0.2 [MPa]
Bruc
hdeh
nung
A8
0 [%
]
H260- 420LAD
H300/340XD
RA-K
DX53- 54D
Werkstoffverteilung im Kastenrohbau
Werkstoffverteilung
BTR1553%
Mikrolegierte und BHGüten (ZStE 180BH...ZStE340)
28%sonstiges
1%
Taillored Blank(ZStE/H340X)
6%
Trip 700/ RA-K40/704%
Weiche Güten(DX...., DC...)
36%
CPW8002%
DP600/H340X20%
Body Karosseriekonstruktion
festigkeitseigenschaften unter sche-
render Beanspruchung im Vergleich
zu weichen Tiefziehstählen erreich-
bar sind.
Technologischer Höhepunkt der
Fügemethoden beim Cayenne ist das
Löten per Laser an der Dachnaht.
Es konnten die Vorteile des Laser-
lötens, eine nahezu nacharbeitsfreie
und dichte Verbindung mit hoher
Prozessgeschwindigkeit und Wie-
derholgenauigkeit herzustellen, in
vollem Umfang umgesetzt werden.
Passive Sicherheit
Das Ergebnis der Kombination aus
Struktur-, Werkstoff- und Füge-
konzept ist eine Rohkarosserie mit
einer steifen Insassenzelle, die eine
hohe Schutzwirkung gegen Intru-
sionen besitzt. Sie wird nach vorn
und hinten durch die Deformations-
zonen geschützt. Dabei tragen
besonders die geraden Verläufe der
Längsträger und das hochfeste
Material zur passiven Sicherheit
bei. Beim Frontal- oder Heckcrash
deformieren sie gezielt, ohne örtlich
auszuknicken und nehmen dadurch
den größten Teil der kinetischen
Energie auf. Zum Schutz der In-
sassen bei Seitenaufprall kommt
ein technisches Highlight zum Ein-
satz: Der Schweller ist durch ein
höchstfestes Verstärkungsrohr aus
nahtlos gezogenem Rohrwerkstoff
BTR 155 mit einer Zugfestigkeit
von 1.400-1.800 MPa verstärkt.
Es erstreckt sich über die gesamte
Fahrzeugseite zwischen den Rädern
und stützt sich an den Längs-
trägern und am Tunnel ab. Die
Querabstützung der seitlichen
Crash-Lasten erfolgt über in Fahr-
zeugquerrichtung eingeschweißte
8
Aufbau, Dach
Die hohe statische Torsionssteifigkeit von 36.900Nm/° vermittelt den Insassen ein sicheresund solides Gefühl – selbst wenn ein Rad in der Luft hängt.
Karosseriekonstruktion Body
Sitzquerträger der Stahlgüte CPW
800, welche die Verbindung vom
Verstärkungsrohr zum Tunnel her-
stellen. Diese Anordnung und die
äußerst hohe Festigkeit der Bauteile
stellen sicher, dass die Fahrgast-
zelle auch bei seitlicher Kollision
geschützt wird und die biomechani-
schen Insassenbelastungswerte in
Verbindung mit energieaufnehmen-
den Türverkleidungen und Curtain-
airbag niedrig gehalten werden.
Statische und
dynamische Steifigkeit
Die Belastungen durch Fahrten im
Gelände, wie auch durch schnelles
agiles Fahren auf Straßen, stellen
besondere Anforderungen an die
Steifigkeit der Karosserie. Eine stei-
fe Rohkarosse vermittelt den
Insassen ein solides und sicheres
Gefühl bei hohem Fahrkomfort.
Selbst bei maximaler Torsions-
belastung im Gelände, beispiels-
weise wenn ein Rad keinen Boden-
kontakt besitzt, lassen sich beim
Cayenne immer noch alle Türen und
die Heckklappe problemlos öffnen
und schließen. Eine weitere positive
Auswirkung einer hohen Steifigkeit
ist die geringe Relativbewegung von
Anbauteilen. Dadurch ergibt sich bei
Fahrt auf unebenen Wegen ein sehr
niedriges Geräuschniveau.
Durch das bereits zu Beginn der
Entwicklung durchgängig auf
Sicherheit und Steifigkeit ausgeleg-
te Stahlleichtbaukonzept des
Cayenne konnten auch Anforderun-
gen, die die Konstruktion üblicher-
weise negativ beeinträchtigen, opti-
mal umgesetzt werden. Hierzu zählt
die verdeckte Unterbringung der
Heckdeckelscharniere und Gas-
federn. Durch intelligent gestaltete
Bauteile und Bauteiltrennungen
konnten die geometrischen Nach-
teile kompensiert und die Bauteile
ausgezeichnet in das Steifigkeits-
konzept rund um den Heckklappen-
ausschnitt integriert werden.
Das Gleiche gilt für vorbereitete
Verstärkungen, um Sonderausstat-
tungen, wie das außenliegende Re-
serverad oder die Anhängerkupp-
lung, mit minimalem Zusatzaufwand
anbringen zu können. Sie dienen
gleichzeitig der lokalen Struktur-
versteifung und erhöhen dadurch an
den Karosserieknoten die statische
und dynamische Steifigkeit.
9
Verlauf der dynamischen Steifigkeit über der Frequenz für den vorderen und hinterenVorderachsanschraubpunkt
5060
70
80
90
100
110
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1.000
Dyn.
Ste
ifigk
eit
Frequenz
Cayenne PV-Serie
Messpunkt:AnbindungFahrschemel vornan Karosseriein Z-Richtung
Anbindung hintenAnbindung vorn
Rohbauseitige Anbindung der Anhänger-zugvorrichtung
Body Karosseriekonstruktion
Durch die konsequente Realisierung
der Maßnahmen vom Konzept bis
zur Serienreife erreicht der Cayenne
eine statische Torsionssteifigkeit
von 36.900 Nm/° und erzielt damit
Bestnoten im Marktsegment der
Sports Utility Vehicles.
Um den angestrebten Spitzenwert
auch bei der dynamischen Steifig-
keit der Cayenne-Rohkarosserie zu
erreichen, konzentrierte sich die
Entwicklung zunächst auf die Ge-
staltung der Blechteile und Fügever-
fahren rund um die Öffnung des
Heckdeckels. Dabei musste ein
Kompromiss zwischen Sicht, Durch-
ladebreite, Heckdeckelscharnieren,
verdeckten Gasfedern und der
Forderung nach großen Querschnit-
ten sowie idealen Übergängen
gefunden werden.
Zur Erhöhung der Eigenfrequenz
wurden in Überlappungsbereichen
möglichst viele Bauteile eingebunden
und Strukturverklebungen einge-
setzt. So wurde zum Beispiel das
höchstfeste Verstärkungsrohr in die
seitliche Schwellerstruktur integriert,
was sowohl die statische als auch
die dynamische Steifigkeit nachhal-
tig verbesserte.
Die erreichten Werte von 43,6 Hz
für die erste Torsionseigenfrequenz
und 50,3 Hz für die erste Biege-
eigenfrequenz sind aktuell in der
Klasse der Sports Utility Vehicles füh-
rend und brauchen auch den Ver-
gleich mit sehr guten Limousinen
nicht zu scheuen.
Körperschall
und Innengeräusche
Grundlage für eine gute Körperschall-
isolation, die Roll- oder Motorenge-
räusche vom Insassenraum trennt
und das Geräuschniveau im Innen-
raum niedrig hält, ist eine hohe
lokale dynamische Steifigkeit an
den karosserieseitigen Krafteinlei-
tungsstellen des Fahrwerks, des
Antriebsaggregats und der Abgas-
anlage. Um störende Fahr- und
Antriebsgeräusche zu vermeiden,
werden die entsprechenden Lager-
elemente von Motor- und Getriebe-
fahrschemel speziell abgestimmt.
10
Federbeinaufnahme und Lagerbock
Anbindung des Fahrschemels vorn an dieKarosse
Mit optimal gestalteten Blechteilen und entsprechenden Fügeverfahren rund um die Öffnungdes Heckdeckels erreicht der Cayenne Spitzenwerte bei der dynamischen Steifigkeit.
Karosseriekonstruktion Body
Dieser Abstimmung liegen die Krite-
rien hohe Fahrdynamik und guter
Schwingungskomfort sowie hohe
Lebensdauer, auch bei hartem
Geländeeinsatz, zu Grunde.
Die erforderliche lokale dynamische
Steifigkeit erhält der Cayenne durch
die Art der Anbindung der Fahr-
schemel an die Karosserie. Bei der
dynamischen Steifigkeit über der
Frequenz für den vorderen und hin-
teren Vorderachsanschraubpunkt
trat in besonders scharfer Form der
Zielkonflikt zwischen Kennwert und
Gewicht zutage, da hier die akusti-
schen Kennwerte in direkter Ab-
hängigkeit zur Masse stehen.
Die Aufgabe wurde anforderungsge-
recht gelöst, indem die notwendi-
gen Verstärkungen und Konsolen so
an der vorhandenen Trägerstruktur
angebunden wurden, dass eine all-
seitige Abstützung vorhanden ist.
Bei einem rechteckigen Träger-
querschnitt wird die Krafteinlei-
tungskonsole mit beiden Stegen
und beiden Gurten verbunden.
Dabei sind die Bereiche der oberen
und unteren Gurtbleche der Kraft-
einleitungsstellen, die im Fahrbe-
trieb am höchsten beanspruchten
Bauteile der Karosserie.
Dies bedeutet, dass neben den aku-
stischen Anforderungen auch die
Betriebsfestigkeit eine wesentliche
Rolle spielt. Diese konstruktive Lö-
sung mit den allseitig verschweißten
Konsolen ergab eine hohe örtliche
Steifigkeit mit guter Körperschall-
isolation bei gleichzeitig minimierter
Gewichtszunahme.
Abdichtung, Beschichtung,
Korrosionsschutz
Ein weiteres Highlight der dritten
Baureihe von Porsche ist die Wat-
fähigkeit: Der Cayenne mit Stahl-
federung kann Gewässer mit einer
Tiefe bis zu 500 Millimeter problem-
los durchqueren, mit Luftfederung
sind sogar 555 Millimeter möglich.
Dabei liegt aus Komfortgründen der
Bodenbereich des Fahrzeugs deut-
lich unterhalb der 500 Millimeter-
Linie. Damit der Innenraum wirksam
gegen Wasser geschützt wird, ist
der Schweller nach außen geschlos-
sen und nach innen offen. Der
durchgehende Längsträger liegt
parallel zwischen Schweller und
Tunnel und ist – anders als der
Schweller – nach außen offen und
zum Innenraum hin abgeschottet.
11
Gewässer mit einer Tiefe bis zu 555 Millimeter sind für den Cayenne mit Luftfederung keinProblem.
Body Karosseriekonstruktion
Sollte sich im geschlossenen
Schweller Kondenswasser bilden,
kann dies über ein speziell entwik-
keltes Wasserablaufventil abgeleitet
werden, ohne dass sich die Wat-
fähigkeit des Cayenne verringert.
Die für die KTL-Beschichtung der
Karosseriehohlräume notwendigen
Öffnungen werden im Watbereich
durch spezielle Stopfen abgedich-
tet. Diese werden durch Wärme
über einen Schmelzring mit der
Karosserie verklebt. Im Unterboden-
bereich des Cayenne wurde ein so-
genanntes doppeltes Dichtkonzept
realisiert. Dabei wird zusätzlich zur
Nahtabdichtung jeder Punktschweiß-
flansch mit Dichtheitskleber verse-
hen. Die getrennten Füge- und
Dichtebenen wurden erforderlich,
weil man mit innovativen Fügever-
fahren, wie beispielsweise dem
Laserschweißen, arbeitet. Insge-
samt gibt es am Cayenne Klebe-
nähte mit einer Länge von circa
120 Metern, wobei sowohl Dicht-
heitskleber als auch Struktur- und
Festigkeitskleber eingesetzt wer-
den.
Für außergewöhnliche Langlebigkeit
sorgt neben beidseitig verzinkten
Stahlblechen und dem aufwendigen
Oberflächenschutz auch das Versie-
geln der Hohlräume. Beim Cayenne
wurden die Hohlräume durch soge-
nanntes Wachsfluten versiegelt: Die
Räume werden mit Wachs befüllt
und anschließend wieder entleert.
Dadurch wird in schwer zugäng-
lichen Spalten eine bessere Wachs-
durchdringung als beim herkömm-
lichen Sprühverfahren erzielt.
Die aufwendige Abdichtung des
Fahrzeugs hat noch eine weitere
positive Nebenwirkung: Der Innen-
raum des Cayenne ist sozusagen
"staubdicht". Selbst bei stundenlan-
ger Fahrt auf unbefestigten, staubi-
gen Straßen werden Innenraum und
Insassen wirkungsvoll geschützt. ■
12
Durch die aufwendige Abdichtung des Fahrzeugs kann selbst bei längerer Fahrt auf unbefestigten Straßen kein Staub in den Innenraum ein-dringen.
Porsche Speech Technology Electrical & Electronics
Kompetenz in Sachen Akustik
Seit der Erfindung des Telefons hat
sich für den Benutzer generell
wenig geändert: Noch immer muss
er ein Mikrofon möglichst nahe an
den Mund und einen Lautsprecher
dicht ans Ohr halten, auch beim
Telefonieren im Auto. Der gestiege-
ne Komfort- und Sicherheits-
anspruch der Nutzer und die Vor-
gaben der Gesetzgeber machen im
Fahrzeug jedoch komplexe Lösun-
gen notwendig. Das Freisprechen
und die Bedienung der Systeme
sollte mittels Spracherkennung
möglich sein. Aufgabe der Porsche
Speech Technology ist die Konzep-
tion und Optimierung von Sprach-
systemen zum Telefonieren in
schwieriger Umgebung, beispiels-
weise in einem Cabriolet.
Freisprechen –
meistens ein Problemfall
Die optimale Situation beim Telefo-
nieren, das Mikrofon vor dem Mund
und der Lautsprecher direkt am
Ohr, ist für den Fahrer eines Auto-
mobils durch die Gesetzgebung in
den meisten Ländern nicht mehr
gegeben. Um dennoch eine optima-
le Sprach-Qualität zu erreichen,
muss die Ausstattung des Innen-
raums entsprechend umgerüstet
werden.
Eingebaute Mikrofone und die Laut-
sprecher der Audioanlage ersetzten
nun den Hörer. Allerdings können
Fahrgeräusche und Echos (Rück-
13
Ein Dummy mit Kunstmund simuliert die Sprache und zeichnet gleichzeitig die Innenraumakustik auf.
Seitdem telefonieren am Steuer in fast ganz Europa
nur noch mittels Freisprecheinrichtungen erlaubt ist,
spielen die Kommunikationseinheiten eine wichtige
Rolle. Die Porsche Speech Technology (PST) stellt
sich den hohen Qualitätsansprüchen der Nutzer –
natürlich auch bei Sportfahrzeugen.
Electrical & Electronics Porsche Speech Technology
kopplungen) die Übertragung erheb-
lich beeinflussen. Die Qualität der
Sprache hängt in der Telefonkette
von allen Komponenten ab. Anfangs-
punkt der Kette ist die Signalerfas-
sung über das Mikrofon, die eng
mit der aktuellen Akustik im Fahr-
zeug verknüpft ist. Es folgen die
Signalverarbeitung im Telefonmodul
und die anschließende Ausgabe
über den Lautsprecher.
Ein wesentlicher Aspekt für den
Benutzer ist die akustische Qualität
der Sprache. Dabei versteht der
Fahrer seinen Gesprächspartner
generell gut, der jedoch hat oft
Probleme, den telefonierenden
Fahrer zu verstehen. Vor allem,
wenn ein Partner versucht, den
anderen Teilnehmer zu unterbre-
chen, wird dies sehr deutlich.
Grundlage für die Optimierung:
objektive Messtechniken
Zur gezielten analytischen Optimie-
rung von Freisprecheinrichtungen
ist ein objektives Messverfahren in
einem Labor Voraussetzung. Basis
für reproduzierbare Telefonate ist
ein künstlicher Sprecher mit der
Möglichkeit, das Schallfeld im
Fahrzeug aufzuzeichnen. Die PST-
Messtechnik verwendet hierfür
einen Kunstkopf mit integriertem
Kunstmund. In dieser Konstellation
kann man im Fahrzeug reproduzier-
bare Sprache oder Testsignale
wiedergeben und gleichzeitig die
Innenraumakustik aufzeichnen. Im
realen Betrieb schwankt die Em-
pfangsqualität der Funkstrecke. Für
unabhängige Messungen benötigt
man eine Netzsimulation der ent-
sprechenden Mobilfunkstrecke; nur
damit können verschiedene Para-
meter, wie beispielsweise die Feld-
stärke, einfach kontrolliert werden.
Zur Auswertung der aufgezeichne-
ten Telefongespräche und Testsig-
nale verwendet PST das Porsche-
Akustiklabor. Die Signale können im
Tonstudio offline angehört und ana-
lysiert werden.
Simulation der Fahrgeräusche
Da die eigentlichen Schwierigkeiten
der Sprachkommunikation haupt-
sächlich bei Fahrt entstehen, benö-
tigt man eine Simulation realer Fahr-
geräusche im stehenden Fahrzeug.
Mit Hilfe einer solchen Geräusch-
simulation können unterschiedliche
Fahrsituationen nachgestellt wer-
den, hierzu gehören beispielsweise
Fahrten mit verschiedenen Ge-
schwindigkeiten oder Beschleuni-
gungsvorgänge. Darüber hinaus
können auch Fahrgeräusche ande-
rer Fahrzeuge eingespielt werden.
Dies bietet zum Beispiel die Möglich-
keit, ein System einer Limousine mit
den Fahrgeräuschen eines Sport-
wagens zu konfrontieren.
14
Auf die Gesamtqualität der Sprache haben alle Komponenten der Telefonkette Einfluss.
LautsprecherPositionTechnologieVerstärker
TelefonmodulAlgorithmen- Echokompensation- Geräuschreduktion
FahrzeugakustikInnenraumakustikAusstattung
MikrofonPositionTechnologienArrays
Qualitätsanalyse und
Einzelkomponenten-Check
Die Ergebnisse der Untersuchungen
werden signaltheoretisch betrachtet
und ausgewertet. Mittels unter-
schiedlicher Analysemethoden kön-
nen die Qualität und eventuell auf-
tretende Mängel bestimmt werden.
Zur Dokumentation verwendet man
vorhandene Standards, beispiels-
weise die VDA-Spezifikation für Frei-
sprecheinrichtungen.
Die von der Porsche Speech Tech-
nology verwendete Messtechnik ist
ebenfalls in der Lage, Einzelkompo-
nenten schon während der Entwick-
lung eines Fahrzeugs zu prüfen und
die Fortschritte zu dokumentieren.
So kann zum Beispiel gezielt die
akustische Auslegung des Fahr-
zeuginnenraums oder die optimale
Mikrofonposition beeinflusst wer-
den.
Spracherkennung abgestimmt
auf Fahrzeugakustik
Die Verwendung eines Sprach-
erkenners im Automobil erfordert
eine genaue Anpassung des
Systems an die Akustik des Fahr-
zeuges. Hier sind, verglichen mit
dem Freisprechen, noch weitere
spezielle Kenngrößen, wie etwa die
Erkennungsleistung oder die Fehler-
toleranz, zu betrachten. Auch in die-
sem Zusammenhang können in
einem stehenden Fahrzeug die Ge-
räuschsimulation und die Messtech-
nik verwendet werden.
Die Einsatzmöglichkeiten der Porsche
Speech Technology umfassen ein
breites Spektrum: von der Unter-
suchung kompletter Telefonsysteme
im Fahrzeug oder der Betrachtung
einer einzelnen Teilkomponente, bis
zur Umsetzung und Abstimmung
von Spracherkennern im Geräusch-
umfeld des Automobils. Die Sprach-
qualität kann damit in allen Entwick-
lungsstadien eines Fahrzeugs opti-
miert werden. ■
15
Porsche Speech Technology Electrical & Electronics
Durch die Simulation von Gesprächen bei unterschiedlichen Fahrgeräuschen kann dieQualität gezielt verbessert werden.
Simulation vonGesprächen im Fahrzeug
Steuer- / Analyse-PC
Akustik Messtechnik
KunstkopfAnsteuerung
MobilfunkSimulator
Simulation vonFahrgeräuschen
Signalquelle
Entzerrung
Verstärker
Mit Hilfe einer virtuellen Darstellung werden Sprachsignale visuell analysiert.
Powertrain & Driveline Motorenentwicklung
Cruiser mit Porsche-Power
In Zusammenarbeit mit Porsche
Engineering entstanden eine Reihe
von innovativen und zukunftsorien-
tierten Lösungen – ein Highlight ist
der Antriebsstrang.
Bisher wurden bei Harley-Davidson
alle Serienmotorräder von luftgekühl-
ten Zweiventil-Stoßstangenmotoren
mit einem V-Winkel von 45 Grad an-
getrieben. Bei der V-Rod haben sich
diese Kenngrößen deutlich verändert.
Der neue Motor hat seinen Ursprung
im VR 1000 Rennmotor und verfügt
über Vierventil-Zylinderköpfe mit je
zwei obenliegenden Nockenwellen,
Tassenstößel, Wasserkühlung,
60 Grad V-Bauweise mit Bankver-
satz, Mehrscheibennasskupplung
und Nasssumpfschmierung. Stell-
vertretend für die Gesamtentwick-
lung werden im folgenden Antriebs-
strang und Getriebe vorgestellt.
Kupplung und Antriebsstrang
Wie im Motorrad-Motorenbau üblich,
sind auch bei der V-Rod Motor,
Kupplung und Getriebe in einem
Gehäuse untergebracht. Das Ge-
häuse ist horizontal geteilt und die
Kurbelwelle, Getriebeeingangs- und
Ausgangswelle liegen in der Trenn-
ebene quer zur Fahrtrichtung. Das
Getriebe mit der Schaltbetätigung
befindet sich im hinteren Teil. Eine
Nasssumpfschmierung sichert die
Ölversorgung.
Das Fahrzeugkonzept der V-Rod hat
einen entscheidenden Einfluss auf
die Auslegung der Kupplung. Durch
den langen Radstand, den tiefen
Schwerpunkt und die hohe Vorder-
radlast können auch Gelegenheits-
fahrer sehr hohe Anfangsbeschleu-
nigungen realisieren. Die Gefahr
des Überschlags (Wheely) besteht
bei der V-Rod selbst bei extremen
Beschleunigungen nicht.
16
Gemeinsam mit Harley-Davidson entwickelte Porsche Engineering den Power Cruiser V-Rod.
Mit der Entscheidung ein komplett neues Motorrad
zu entwickeln, hat Harley-Davidson gleich mit mehreren
Traditionen gebrochen und den Schritt zur aktuellen
Technologie von Hochleistungsmotoren gewagt.
Motorenentwicklung Powertrain & Driveline
In Versuchen wurde kurzzeitig eine
Maximalbeschleunigung von bis zu
1,3 g gemessen. Ein Wert, der nur
von sehr wenigen Motorrädern er-
reicht werden kann. Diese Fähigkeit
zur Beschleunigung erfordert eine
Kupplung, die den extremen Anforde-
rungen gewachsen ist. Vergleichs-
messungen haben gezeigt, dass
Einkuppelzeiten, Einkuppeldrehzah-
len und Motorlasten bei leistungs-
starken Sportmotorrädern deutlich
niedriger liegen, als bei der V-Rod.
Die Überschlagsneigung dieser
Motorräder begrenzt aber die Be-
schleunigungsmöglichkeit. Anders
bei der V-Rod: Hier kann mit maxi-
maler Drehzahl und Vollast der
Gang eingelegt werden, ohne dass
das Vorderrad schwer kontrollierbar
aufsteigt.
Die Neunscheibenkupplung der
V-Rod läuft im Motoröl und hat
einem mittleren Reibdurchmesser
von 130 Millimeter. Die Aluminium-
belagscheiben besitzen aufgeklebte
Einzelpads, die Mitnehmerscheiben
sind aus Stahlblech. Der äußere und
der innere Kupplungskorb werden
im Aluminiumdruckguss hergestellt.
Fünf im Innenkorb plazierte Federn
verspannen die Kupplungsscheiben.
Die Betätigung erfolgt über einen
hydraulischen Kupplungsnehmer-
zylinder, der im Kupplungsdeckel
befestigt ist.
Der Primärtrieb von der Kurbelwelle
zur Getriebeeingangswelle erfolgt
über zwei geradverzahnte Stirn-
räder, deren Zahnflankenspiel mit
einem Verspannzahnrad ausge-
glichen wird. Ein integrierter Ruck-
dämpfer reduziert Drehmoment-
spitzen, die durch ungleichförmiges
Drehen, hartes Einkuppeln, Schalt-
schläge oder Extrembelastungen
(Misuse) hervorgerufen werden kön-
nen.
Die sehr hohe Wärmebelastung der
Kupplungsscheiben bei extremer
Beschleunigung erfordert eine spe-
zielle Abstimmung des Schmiersy-
stems. Kammern in der Kupplungs-
nabe ermöglichen es, die neun
Reibscheiben entsprechend ihrer
thermischen Belastung mit der er-
forderlichen Ölmenge zu versorgen.
Auf der Basis von extremen Be-
schleunigungsversuchen und
Schleppmomentmessungen wurde
die jeweilige Ölmenge festgelegt.
Durch Resonanzen im Antriebs-
strang kann es zu einer hohen
Belastung der Bauteile – von der
Kurbelwelle bis zum Hinterrad –
kommen. Deshalb war eine schwin-
gungstechnische Abstimmung not-
wendig. Die Anregung erfolgte
durch ungleichförmiges Drehen des
Motors und den sehr steifen Zahn-
riemenabtrieb zum Hinterrad. Der
verwendete Zahnriemen ist zwar
wartungsarm, hat aber im Vergleich
zum Kettentrieb eine doppelt so
hohe Steifigkeit, die zu sehr hohen
Lastspitzen im Antriebsstrang führt.
17
Kupplung auf Getriebe-Eingangswelle
Powertrain & Driveline Motorenentwicklung
Mit einem Antriebsdämpfer im
Hinterrad, einer in Versuchen abge-
stimmten Kurbeltriebschwungmasse
und einer wirkungsvollen Ruckdämp-
fung in der Kupplung konnten die
Belastungen auf bauteilverträgliche
Werte gesenkt werden. Darüber hin-
aus überzeugt der Antriebsstrang
der V-Rod durch ein exzellentes
Lastwechselverhalten im Fahrbetrieb.
Getriebe
Beim Getriebe handelt es sich um
ein klauengeschaltetes Fünf-Gang-
Getriebe in "klassischer" Zwei-Wel-
lenbauweise mit sequenzieller
Schaltung. Sämtliche Schaltungs-
komponenten sind im Unterteil des
Kurbelgehäuses eingebaut, die
Getriebewellen liegen in der Trenn-
ebene der beiden Gehäusehälften.
Eine Distanzierung beziehungsweise
Einstellung der Getriebewellen oder
Schaltungsteile zum jeweiligen Kur-
belgehäuse ist nicht erforderlich.
Ausgelegt ist das Getriebe für ein
Eingangsdrehmoment von
200 Newtonmeter.
18
Längs- und Querschnitt des Antriebs
Ein Highlight des Cruisers ist der Antriebsstrang.
Schaltbetätigung mit Schaltwalze aushochfestem Aluminium
Motorenentwicklung Powertrain & Driveline
Der Radsatzaufbau ist eine Kombi-
nation aus Schrägverzahnung in
den für den Geräuschtest relevan-
ten Gängen 2, 3 und 4 (4. Gang ab
2004/05 in Japan) sowie Gerad-
verzahnung im 1. und 5. Gang. Mit
dieser Festlegung konnte das Ge-
räuschniveau in der Vorbeifahrt um
2 dB reduziert werden. Sämtliche
Schalträder sind nadelgelagert. Die
Koppelung mit der Welle erfolgt
konventionell über Schiebemuffen in
den Gängen 1, 3, 4 und 5 sowie
über seitliche Klauen am geradver-
zahnten Schieberad 5. Gang für den
2. Gang. Die Lagerung der Wellen
ist als Fest-/Loslagerung mit ent-
sprechender Dimensionierung für
die aufzunehmenden Axial- und Ra-
dialkräfte ausgeführt. Abtriebsseitig
müssen neben den Getriebezahn-
kräften auch die Zahnriemenkräfte
abgefangen werden, hier kommt als
Festlager ein zweireihiges Rillen-
kugellager zum Einsatz.
Die Schaltwalze ist auf einer Stahl-
achse gelagert und besteht aus
einer hochfesten Aluminiumlegierung
mit eingefrästen Schaltbahnen. Sie
wird über die Schaltbetätigung in
die jeweilige Schaltstellung gedreht.
Gleichzeitig trägt die Schaltwalze
auch den Überschaltschutz sowie
den Mechanismus zur Gangrastie-
rung. Federkräfte und Kinematik
sind hierbei auf eindeutiges Feed-
back für den Fahrer sowie komfor-
table Bedienkräfte ausgelegt.
Die Schaltgabel 4./5.-Gang ist ein
Aluminiumdruckgussteil, die Gabeln
1./3.-Gang und 2.-Gang sind Stahl-
schmiedeteile mit einer Messing-
gleitschicht an den Kontaktflächen.
Die Kooperation zwischen Porsche
Engineering und Harley-Davidson
hat zu einem überragendem Ergeb-
nis geführt: Mit der Markteinführung
der V-Rod wurde das Segment der
Power Cruiser neu definiert. Die
Kombination von Merkmalen, die
sonst nur für Cruiser und Dragster
typisch sind, mit den Fahrleistungen
eines Sportbikes ist auf dem Markt
zur Zeit einzigartig. ■
19
Im Gehäuse montiertes Getriebe
Unmontiertes Getriebe
Styling Virtuelles Design
Porsche Styling – ein virtueller Blick in die Zukunft
Der Raum ist abgedunkelt. Eine
Gruppe von Spezialisten hat sich
vor der großen Projektionsleinwand
versammelt, um das Styling eines
neuen Fahrzeugs zu beurteilen – an
einem virtuellen Modell. Es sind alle
Einzelheiten zu erkennen: Außen-
form und Innenraum, Motor, Achsen,
Oberflächentexturen und Details.
In Wirklichkeit existiert dieses Fahr-
zeug jedoch noch nicht. Die perfek-
ten Spiegelungen und Highlights auf
der scheinbar makellos lackierten
Oberfläche sind eine Illusion. Das
virtuelle Modell wird mit einer Spe-
zial-Software, die komplexe Daten-
modelle in Echtzeit realistisch dar-
stellt, erzeugt. Durch die leicht
getönten Glasflächen ist ein voll-
ständiges Interieur in seeblauem
Leder zu erkennen. Jemand möchte
wissen, wie der Innenraum in einer
hellen Ausstattungsfarbe wirkt. Die
Antwort kommt im Bruchteil einer
Sekunde per Mausklick. Design-
Alternativen lassen sich auf diese
Weise im Handumdrehen darstellen.
20
Virtuelles Interieurmodell: Material- und Farbvarianten gibt es per Mausklick.
Auch beim Styling sind digitale Medien heute nicht
mehr wegzudenken. Bei Porsche Engineering sind
alle diejenigen, die an einem Entwicklungsprojekt
beteiligt sind, miteinander vernetzt – auch standort-
übergreifend. Diese digitale Arbeitsplattform spart
bei der Entwicklung Zeit und Geld.
Virtuelles Design Styling
Augenblicke später strahlt der Dreh-
zahlmesser in zigfacher Vergröße-
rung über die gesamte Projektions-
fläche – die Typographie auf dem
Ziffernblatt steht zur Diskussion.
Virtual Reality gehört bei Porsche
Engineering zum Entwicklungsalltag
– auch beim Design, wo die Grund-
lagen für alle weiteren Entwicklungs-
schritte gelegt werden. In vielen
Design-Studios hat sich aber her-
ausgestellt, dass der dogmatische
Umgang mit digitalen Medien den
Entwicklungsprozess eher negativ
beeinflusst. Dies geschieht beson-
ders dann, wenn man die hohen
Investitionen für CAS-Einrichtungen
(Computer Aided Styling) möglichst
schnell zurückerhalten möchte und
deshalb unabhängig von der Auf-
gabenstellung ausschließlich diese
Geräte verwendet. Die CAS-Aus-
rüstungen eignen sich aber nicht für
alle Schritte im Designprozess. Setzt
man sie trotzdem ein, entstehen zu-
sätzliche Schleifen, die aber nicht
unbedingt zum gewünschten Ergeb-
nis führen. Dabei verliert man Zeit
und Geld.
Bei Porsche Engineering werden
deshalb die digitalen Möglichkeiten
zusammen mit allen anderen Arbeits-
techniken als eine Art "Toolbox” ver-
wendet. Je nach Aufgabenstellung
wird das dafür am besten geeigne-
te Werkzeug eingesetzt, ohne dabei
Gesamtentwicklung und Schnittstell-
en mit anderen Bereichen außer Acht
zu lassen. Nur diese Vorgehens-
weise garantiert, dass am Ende der
Entwicklung ein zuverlässig funktio-
nierendes Produkt steht. Und für
die Porsche-Stilisten ist das nicht
immer ein Automobil: Das Spektrum
der Produkte reicht vom Windkraft-
werk bis zum Großraumflugzeug.
Schnell von der Skizze
zum gefrästen Modell
In der ersten Phase des Designs
entstehen die ersten Skizzen von
Hand. Dabei werden Ideen zu Papier
gebracht und Themen definiert. Be-
reits wenn es zur Illustration dieser
Skizzen kommt, werden digitale Me-
dien eingesetzt. Die lockeren Linien-
zeichnungen werden mit Hilfe eines
Scanners in ein Illustrationspro-
gramm kopiert. Dort entstehen dann
mit dem elektronischen Zeichenstift
die farbig angelegten Designentwür-
fe, sogenannte Renderings.
Mit Hilfe des Computer-Modells kann
in kurzer Zeit ein erstes 3D-Modell
erarbeitet werden, an dem Propor-
tionen verifiziert und wichtige Form-
themen überprüft werden können.
21
Die ersten Design-Skizzen werdengescannt und mit dem elektronischenZeichenstift farbig bearbeitet.
3D-Traktormodell: Seit über 20 Jahren beschäftigt sich Porsche Stylingauch mit dem Design von Industriefahrzeugen.
Styling Virtuelles Design
Außerdem kann man ohne großen
Aufwand zusätzliche Varianten zei-
gen. Diese konzeptionellen 3D-
Modelle werden vor allem innerhalb
der Design-Abteilung genutzt und
eignen sich aufgrund ihres geringen
Detaillierungsgrads noch nicht für
Präsentationen. Allerdings bieten
sich solche einfachen Datenmodelle
als Vorlage für Renderings an. Ihren
Feinschliff bekommen die einzelnen
Darstellungen dann in einem Illustra-
tionsprogramm.
Designthemen, die in dieser Phase
ausgewählt werden, können im
nächsten Schritt detaillierter im
Computer modelliert werden. Dabei
soll ein möglichst realistisches digi-
tales Modell geschaffen werden,
dessen Formen und Oberflächen so
echt wirken, dass das Design ohne
störende Nebeneffekte beurteilt
werden kann.
Ganz entscheidend ist in dieser
Arbeitsphase auch, dass das Com-
putermodell alle technischen Rand-
bedingungen berücksichtigt. Um
dies zu gewährleisten, werden von
den Package-Ingenieuren sogenann-
te Grenzflächen-Daten importiert,
die Bauteil-Kollisionen oder Verlet-
zung von Freiräumen sofort sicht-
bar machen. Wenn das Modell am
Bildschirm einen Reifegrad erreicht
hat, der keine Fehler mehr erken-
nen lässt, wird ein Modell nach
Daten gefräst.
Datentransfer durch Scanner
Das virtuelle Modell ist für einen
konsequenten digitalen Design- und
Entwicklungsprozess entscheidend.
Es bildet die Grundlage für die
Kommunikation zwischen den betei-
ligten Entwicklungsabteilungen und
wird deshalb ständig aktualisiert.
Bei diesem Prozess dient das physi-
sche Modell in erster Linie zur Veri-
fizierung der Daten.
Selbst wenn Änderungen aufgrund
ihrer Komplexität am physischen
Modell durchgeführt werden, müs-
sen diese neuen Formen umgehend
wieder ins digitale Modell einfließen.
Um die Daten vom Modell schnell
wieder in den Computer einzuspei-
sen, wird ein flexibler und leistungs-
fähiger Scanner eingesetzt. Er ist
eines der wichtigen Werkzeuge in
der Styling-Toolbox. Für Automobil-
entwicklungen kommt ein solcher
Scanner beispielsweise auch nach
Windkanalversuchen zum Einsatz.
Die Änderungen, die am Windkanal-
modell vorgenommen wurden, las-
sen sich vom Scanner schnell erfas-
sen und können so von den Stilisten
ins Designmodell eingearbeitet wer-
den, ohne ihre aerodynamische
Wirksamkeit einzubüßen. ■
22
Rendering: 2D-Fahrzeugskizze aus dem Computer
Fahrzeug-Ergonomie gehört zu denKernkompetenzen von Porsche Styling –auch bei Zweirädern.
Carrera GT Insights
Hochleistungs-Sportwagen mit Zukunfts-Technologien
Die Optik und gesamte Statur des
Carrera GT verrät auf den ersten
Blick, dass die Gene dieses Fahr-
zeugs im Motorsport liegen. Der
Zehnzylinder-Motor mit Trocken-
sumpfschmierung hat 5,7 Liter Hub-
raum. Die maximale Leistung be-
trägt 450 kW (612 PS) bei 8000
Umdrehungen pro Minute, das maxi-
male Drehmoment 590 Nm. Die
Höchstgeschwindigkeit wird bei
330 Kilometern pro Stunde erreicht.
Von Null auf 100 km/h beschleunigt
er in 3,9 Sekunden, die Parade-
Disziplin von Null auf 200 km/h
absolviert der Carrera GT in 9,9 Se-
kunden. Die optimale Übersetzung
der Antriebskraft übernimmt ein
eigens entwickeltes und manuell
schaltbares Sechs-Gang-Getriebe.
Erstmals bei Straßen- und Rennfahr-
zeugen wird ein neues Konstruk-
tions-Konzept – sowohl das Mono-
coque als auch der gesamte
Aggregateträger bestehen aus koh-
lefaserverstärktem Kunststoff (CfK)
– realisiert. Dieses wegweisende
Prinzip hat Porsche zum Patent an-
gemeldet. Nur der Werkstoff Karbon
schafft in aufwendiger Verarbeitung
die Voraussetzungen, um höchste
Fahrleistung und Fahrdynamik mit
minimalem Gewicht bei maximaler
Steifigkeit zu verbinden.
Bei realisierbaren Geschwindigkei-
ten von über 300 km/h spielt die
Aerodynamik eine entscheidende
Rolle. Um möglichst hohe Abtriebs-
Beiwerte (sogenannter "Down Force")
zu realisieren, hat der Carrera GT
eine Unterbodengeometrie, wie
man sie in ähnlicher Form nur bei
reinrassigen Rennsportwagen kennt.
Der völlig verkleidete Unterboden
aus Kohlefaser sorgt mit einem
Heck-Diffusor und den Strömungs-
kanälen für einen zusätzlichen An-
saugeffekt.
Verzögert wird der Carrera GT von
der Porsche Ceramic Composite
Brake. Für die Kraftübertragung
sorgt eine Weltneuheit: die Keramik-
Kupplung PCCC (Porsche Ceramic
Composite Clutch). PCCC zeichnet
sich durch hohe Leistungsfähigkeit,
geringe Ausmaße und enorme Halt-
barkeit aus.
Auf dem Genfer Automobil-Salon
werden mit dem Carrera GT auch
die neuesten Technologien der
Öffentlichkeit präsentiert. Porsche
Engineering wird ebenfalls auf dem
Porsche-Messestand präsent sein
und über Technik, Werkstoffe sowie
das gesamte Engineering-Dienst-
leistungsangebot informieren. ■
23
Der Werkstoff Karbon war bei der Konstruktion des Carrera GT ausschlaggebend. Durch auf-wendige Verarbeitung kann man so höchste Fahrleistung mit minimalem Gewicht bei maximalerSteifigkeit verbinden.
Mit dem Carrera GT dokumentiert Porsche nicht nur die technischen Möglich-
keiten, die heute im Sportwagen-Bau möglich sind, sondern gibt auch einen
Ausblick auf mögliche künftige Technologien. Beim Genfer Automobil-Salon im
März wird der Carrera GT erstmals der Öffentlichkeit gezeigt.
Insights GT3
Noch mehr Leistung, Fahrspaß und Sicherheit
Der neue GT3 leistet mit 280 kW
(381 PS) 21 PS mehr als das Vor-
gänger-Modell und erreicht damit
eine Höchstgeschwindigkeit von
306 km/h. Die Literleistung von
77,8 kW macht den 3,6 Liter-
Boxermotor zu einem der stärksten
Saugmotoren seiner Klasse welt-
weit. Für die Parade-Disziplin von
0 auf 200 km/h benötigt der GT3
lediglich 14,3 Sekunden.
Das Mehr an Leistung wird durch
eine gezielte Drehzahlerhöhung rea-
lisiert. Der rote Bereich des Dreh-
zahlmessers beginnt – gangabhän-
gig – jetzt erst bei 8200/min.
Damit dreht der neue 911 GT3 bis
zu 400 Umdrehungen mehr als das
Vorgänger-Modell, wovon vor allem
auch das Spurtvermögen profitiert.
Aus dem Stand auf 100 km/h
beschleunigt der Neue in 4,5
Sekunden, das sind drei
Zehntelsekunden schneller als beim
Vorgänger. Bis 160 km/h sind es
statt bisher 10,2 Sekunden künftig
nur noch 9,4 Sekunden. Bereits ab
2000 Umdrehungen liegen minde-
stens 80 Prozent des maximalen
Drehmoments von 385 Nm (vorher:
370 Nm) an. Um diesen Leistungs-
zuwachs bewältigen zu können,
wurde das Getriebe mit einer Ge-
triebeölkühlung und Spritzölschmie-
rung versehen sowie in wesent-
lichen Teilen verstärkt.
Nochmals verbessert haben die Tech-
niker die Bremsanlage. An der Vor-
derachse erhielt der GT3 leistungs-
fähigere 6-Kolben-Bremssättel (bis-
her 4-Kolben) in Monobloc-Bauweise.
Die vorderen Scheiben wuchsen um
20 Millimeter auf einen Durchmes-
ser von 350 Millimeter und sind mit
von Porsche patentierten Kühlkanä-
len ausgerüstet. Das ABS-Brems-
system wurde ebenfalls modifiziert.
Das neue System (ABS 5.7) zeich-
net sich durch noch schnelleres und
feinfühligeres Regelverhalten aus.
Die weiteren Vorteile: geringeres
Gewicht und eine erhöhte Fahrzeug-
stabilität bei ABS-Bremsungen.
Optisches Erkennungsmerkmal des
neuen GT3 ist der dominante Heck-
flügel. Er ist mehrfach verstellbar
und maßgeblich für den beeindruk-
kenden Geradeauslauf bei hohen
Geschwindigkeiten sowie den erhöh-
ten Anpressdruck in schnell gefah-
renen Kurven verantwortlich. Neu
gestaltet wurde auch die Bugver-
kleidung. Der GT3 erreicht somit
einen für diese Fahrzeugklasse her-
vorragenden Luftwiderstands-Bei-
wert von cw=0,30. Im März 2003
kommt der neue 911 GT3 in Europa
auf den Markt. ■
24
Die Ingenieure im Porsche-Entwicklungszentrum
Weissach haben den GT3 in allen Bereichen über-
arbeitet. Das pure Fahrerlebnis, hohe Fahrsicherheit
und konsequenter Leichtbau standen dabei an erster
Stelle.
Der dominante Heckflügel ist das Erkennungsmerkmal des neuen GT3.
Kompetenzzentrum VR Insights
Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering
Ziel ist, dass innovative Unternehmen
die neuesten VR-Technologien nutzen
können und Fachwissen schnell zwi-
schen den beteiligten Partnern ausge-
tauscht werden kann.
Für die Fertigungsindustrie ist
Schnelligkeit einer der wichtigsten
Wettbewerbsvorteile. Rapid Proto-
typing, 3D-CAD, vernetzte Konstruk-
tionen sowie numerische Simulations-
verfahren haben die Entwicklungspro-
zesse bereits stark beschleunigt. Mit
Hilfe von Virtual Reality können die
Ergebnisse des computerunterstütz-
ten Entwicklungsprozesses realitäts-
nah und interaktiv sichtbar gemacht
werden. Man verzichtet auf teure
Prototypen und gewinnt dadurch Zeit
– auch weil Fehler schneller erkannt
und behoben werden können.
Das Kooperationsprojekt ViRCE bietet
nun Unternehmen, Hochschulen und
Forschungseinrichtungen im Raum
Stuttgart eine Kommunikationsplatt-
form sowie hochwertige VR-Anlagen
und Technologien. So finden neueste
Erkenntnisse aus der Forschung
schnell den Weg in die Praxis.
Ein intensiver Informationsaustausch
zwischen Forschung, Anbietern und
Anwendern intensiviert das Know-how.
So kann die Technologie auf dem
Gebiet der Virtuellen Realität und des
kooperativen Engineerings schneller
und praxisorientierter zum Einsatz
kommen.
In einem Demo- und Dienstleistungs-
Center (DDC) können Unternehmen
VR-Anlagen nutzen, Präsentationen
durchführen oder Daten für VR-Demos
(CAD/CAE/VRML-Daten) und VR-Ani-
mationen aufbereiten lassen. So ha-
ben auch kleine und mittlere Unter-
nehmen die Möglichkeit, die modern-
sten Technologien auf dem Gebiet
der Virtuellen Realität zu nutzen und
schnell zu einer leistungsfähigen
Lösung zu kommen.
Das Kompetenzzentrum mit Sitz in
Fellbach wurde auf Initiative der Wirt-
schaftsförderung Raum Stuttgart ge-
gründet und wird als wirtschaftlicher
Verein geführt. An dem Kooperations-
projekt beteiligen sich Unternehmen
aus der Automobil- und Zulieferindu-
strie, der Informationsverarbeitung
sowie Hochschul- und Forschungs-
einrichtungen.
Porsche ist im Vorstand des neu ge
gründeten Kompetenzzentrums ver-
treten. Damit hat auch Porsche
Engineering direkten Zugriff auf die
Ressourcen des ViRCE und kann
dem Kompetenzzentrum langjährige
Erfahrungen aus der Entwicklungs-
arbeit zur Verfügung stellen. ■
25
Gerade im Raum Stuttgart findet man zahlreiche füh-
rende Entwickler im Bereich Virtuelle Realität (VR)
sowie Anwender und Anbieter dieser Technologie.
Diese hohe Konzentration von Know-how hat man nun
durch ein Kooperationsprojekt im Kompetenzzentrum
"ViRCE" gebündelt.
Digitale Entwicklung: Visualisierung innermotorischer Strömungen
Special Windkraftanlage
Vom Winde gedreht
Die abgebildete Windkraftanlage
(Typ 135) ist die erste Variante mit
130 Watt Leistung. Der Typ 136 lei-
stete bereits 736 Watt und besaß
einen Vier-Blatt-Rotor. Die Flügel
waren verstellbar, wodurch sich
Leistung und Drehzahl regeln ließen.
Gleichzeitig konnte die Anlage so
bei Sturm gesichert werden. Die
stärkste Variante, der Typ 137, lei-
stete 10.000 Watt. Die Windkraft-
anlage besaß drei Flügel mit einer
Länge von vier Metern. In der Mitte
waren die Flügel 65 Zentimeter
breit und wogen jeweils 70 Kilo-
gramm. Aufgenommen wurden die
Aggregate von einem Rumpf, der in
Leichtbauweise hergestellt und mit
Richtungsflossen versehen war.
Befestigt war der drehbare Rumpf
auf einem 17 Meter hohen Stahl-
Turm.
Zum Vergleich: Die im Jahr 2000
von Porsche Engineering für DeWind
gestylte Windkraftanlage leistet
zwei Megawatt. ■
26
Ferdinand Porsche (2.v.r.) und sein Sohn Ferry (r.) testen 1940 vor dem Konstruktionsbüroin Zuffenhausen die erste Anlage.
Im Auftrag der Berliner Forschungsgesellschaft für Windkraft konstruierte Porsche
von 1940 bis 1951 Windkraftanlagen in drei Leistungsklassen und ging damit
neue technische Wege.
Manche Kunden wollen eben einen etwas anderen Motor.
Wie anders darf er für Sie sein?
Infomaterial unter:
Telefon: 0711/911 - 18 888,
Telefax: 0711/911 - 18 999
oder E-Mail: [email protected].
Porsche Engineeringdriving identities
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Redaktion
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