Technologie motorů v roce 2010 ve vozech BMW

Výjimkou není ani oblast pohonných jednotek, které se neustále zdokonalují s cílem zvýšit dynamický potenciál a současně snížit spotřebu paliva.

Těchto zcela protichůdných požadavků se daří dosahovat zejména aplikací přístupů a technologií z programu BMW EfficientDynamics, který má toto poslání již ve svém názvu. Právě to je důvodem, proč značka BMW průběžně s maximální intenzitou modernizuje pohonné jednotky ve svých jednotlivých modelech. Jedině tak mají zákazníci záruku, že bez ohledu na to, v jaké části životního cyklu se jednotlivé modely právě nacházejí, vždy jsou poháněny nejmodernějšími motory, které jsou ve světovém měřítku k dispozici.

Používané technologie: High Precision Injection (HPI)

Vysokotlaké přímé vstřikování High Precision Injection, používané u všech zážehových motorů BMW, vstřikuje palivo přímo do spalovacího prostoru pod tlakem 20 MPa. Piezo-elektrické vstřikovače jsou umístěné ve středu spalovacího prostoru v těsné blízkosti zapalovací svíčky. Mimořádná úspornost motorů BMW vybavených přímým vstřikováním High Precision Injection je zaručena faktem, že tyto motory jsou schopné pracovat s tzv. chudou vrstvenou směsí v mnohem širším spektru otáček a zatížení, než je obvyklé. To je způsobeno nejen vysokým pracovním tlakem, ale také velmi přesným dávkováním.

Princip práce s chudou vrstvenou směsí spočívá v tom, že poměr paliva a vzduchu není v celém objemu spalovacího prostoru stejný, ale stechiometrického poměru potřebného pro zážeh se dosahuje pouze v těsné blízkosti zapalovací svíčky. Spolu se vzdáleností od ní postupně (po vrstvách) klesá podíl paliva v zápalné směsi. K zážehu proto dochází nejdříve u samotné zapalovací svíčky a směs s menším obsahem paliva se zapálí postupně od již zažehnutého paliva.

Vysokotlaké přímé vstřikování High Presision Injection přináší úsporu paliva v závislosti na způsobu provozu až ve výši 20 %, takže se významnou měrou podílí na přínosu strategie BMW EfficientDynamics, která si klade za cíl neustále zvyšovat účinnost automobilu jako celku. Motory se vstřikováním High Precision Injection jsou kromě katalyzátoru vybavené také zádržným katalyzátorem oxidů dusíku (NOx).

TwinPower Turbo

Tato technologie přeplňování zážehových i vznětových motorů BMW se vyznačuje skutečností, že některá z částí systému přeplňování je dvojitá. Přínosem tohoto řešení je zejména rychlost reakcí přeplňovaných jednotek, jež se blíží standardním atmosférickým motorům. Motory přeplňované technologiemi BMW TwinPower Turbo se vyznačují výkonem mnohem větších jednotek při nízké spotřebě na úrovni dané koncepce motoru. Přínosem je také menší hmotnost jednotek ve srovnání s podobně výkonným atmosféricky plněným motorem.

Pod označením BMW TwinPower Turbo se ukrývají následující technická řešení:

• motory přeplňované dvojicí stejně velkých turbodmychadel (například osmiválec modelu BMW 750i nebo BMW X6 xDrive50i či dvanáctiválec BMW 760i)
• jednotky přeplňované dvoukomorovým turbodmychadlem twin-scroll (například řadový zážehový šestiválec typů BMW 135i Coupé, BMW 335i, BMW X6 xDrive35i a další)
• turbodiesely vybavené stupňovitým přeplňováním Variable Twin Turbo (například čtyřválec typu BMW 123d nebo šestiválce modelů BMW 335d, BMW 740d, BMW X5 xDrive40d a další)
• specialitou je motor používaný v modelech BMW X5 M a BMW X6 M, jejichž osmiválec přeplňovaný technologií BMW M TwinPower Turbo používá dvojici dvoukomorových turbodmychadel twin-scroll

Twin-scroll

Dvoukomorové turbodmychadlo twin-scroll se vyznačuje oddělenými svody na turbínové straně, které se spojují až těsně před turbínou. Tím nedochází ke vzájemnému ovlivňování toku výfukových plynů směrem k turbíně, jež by mohlo mít za následek vznik pulzací. Přínosem turbodmychadla twin-scroll je zejména vyšší účinnost v nízkých otáčkách a rychlejší reakce motoru. Dvoukomorová turbodmychadla jsou použita například u zážehových šestiválců modelů BMW 135i Coupé, BMW 335i, BMW 535i nebo BMW X6 M.

VALVETRONIC

?Plně variabilní časování zážehových motorů spojuje proměnné časování sacích i výfukových ventilů (Double-VANOS) s možností plynulé změny zdvihu sacích ventilů. Právě zdvih sacích ventilů umožňuje regulovat chod motoru stejně jako škrticí klapka. Jejím nahrazením se významně snižují čerpací ztráty v sacím traktu, které vznikají právě kolem částečně otevřené škrticí klapky konvenčního motoru. Významně se tím podařilo snížit podtlak v sacím traktu (50 vs. 800 milibarů konvenčního motoru). Regulace motoru prostřednictvím změny zdvihu sacích ventilů má přínos nejen v menších ztrátách, ale také v rychlejších reakcích na pohyby plynového pedálu.

Nové zážehové motory kombinující technologii VALVETRONIC s přímým vstřikováním paliva používají po technické stránce nově řešený mechanismus, měnící zdvih ventilů. Celý systém je nyní kompaktnější, takže se vejde ke vstřikovacím tryskám vstřikování High Precision Injection a současně se vyznačuje rychlejší činností a mechanickými odpory zmenšenými na pouhou desetinu předchozího systému.

Common-rail?

Koncept přímého vstřikování používaný u vznětových i zážehových motorů BMW spočívá v tlakovém zásobníku, z nějž je palivo vedeno přímo ke vstřikovačům. Zatímco systémy common-rail u vznětových motorů pracují s tlaky 180 až 200 MPa, u vstřikování High Precision Injection v zážehových motorech se jedná o 20 MPa, což je v současnosti nejvyšší hodnota používaná v daném typu motorů.

Variabilní turbodmychadlo

Turbodmychadlo s proměnnou geometrií rozváděcích lopatek se používá ve všech vznětových motorech BMW vybavených jedním turbodmychadlem a vyznačuje se schopností přizpůsobit se aktuální provozní situaci motoru. Změna charakteristiky umožňuje, aby turbodmychadlo nabídlo rychlé reakce v nízkých otáčkách a současně velký plnicí tlak ve vysokých otáčkách. V nejnovějších generacích přeplňovaných vznětových motorů je změna polohy rozváděcích lopatek turbodmychadla řízena elektricky namísto konvenční podtlakové regulace.

Celohliníková konstrukce

Všechny stávající motory ve vozech BMW se vyznačují celohliníkovou konstrukcí. To platí jak pro zážehové, tak pro vznětové motory. Díky tomu jsou motory lehčí, což má přímý vliv na rozložení hmotnosti a jízdní dynamiku.

Přehled motorů: každému modelu motor přesně na míru.

Díky neustálé obměně motorů v jednotlivých modelových řadách BMW stojí jistě za zmínku připomenout, jaké jednotky jsou v současné době, tedy v březnu 2010, v konkrétních modelech nabízeny.

BMW řady 1

Řadové čtyřválce:

• 116i, 118i, 120i: HPI, Double-VANOS
• 116d, 118d, 120d: common-rail, variabilní turbodmychadlo
• 123d: common-rail, TwinPower Turbo (stupňovité přeplňování dvěma rozdílně velkými turbodmychadly zapojenými do série)?

Řadové šestiválce:

• 125i, 130i: VALVETRONIC?
• 135i: HPI, VALVETRONIC, TwinPower Turbo (Twin-scroll), přeplňování jedním dvoukomorovým turbodmychadlem (od 03/2010)

BMW řady 3

Řadové čtyřválce

• 316i, 318i, 320i: HPI, Double-VANOS
• 316d, 318d, 320d: common-rail, variabilní turbodmychadlo?
• Řadové šestiválce
• 325i, 330i: HPI, Double-VANOS
• 335i: HPI, VALVETRONIC, TwinPower Turbo (Twin-scroll)? přeplňování jedním dvoukomorovým turbodmychadlem (od 03/2010)
• 325d, 330d: common-rail, variabilní turbodmychadlo
• 335d: common-rail, TwinPower Turbo (stupňovité přeplňování dvěma rozdílně velkými turbodmychadly zapojenými do série)

BMW řady 5

Řadové čtyřválce

• 520d: common-rail, variabilní turbodmychadlo?

Řadové šestiválce:

• 523i, 528i: HPI, Double-VANOS
• 535i: HPI, VALVETRONIC, TwinPower Turbo (Twin-scroll)? přeplňování jedním dvoukomorovým turbodmychadlem
• 525d, 530d: common-rail, variabilní turbodmychadlo?

V8

• 550i: HPI, Double-VANOS, TwinPower Turbo (přeplňování dvěma stejně velkými turbodmychadly zapojenými paralelně)

BMW řady 5 Gran Turismo

Řadové šestiválce?

• 535i Gran Turismo: HPI, VALVETRONIC, TwinPower Turbo (Twin-scroll)? přeplňování jedním dvoukomorovým turbodmychadlem
• 530d Gran Turismo: common-rail, variabilní turbodmychadlo?
• 535d Gran Turismo: common-rail, TwinPower Turbo (stupňovité přeplňování dvěma rozdílně velkými turbodmychadly zapojenými do série)

V8

• 550i Gran Turismo: HPI, Double-VANOS, TwinPower Turbo (přeplňování dvěma stejně velkými turbodmychadly zapojenými paralelně)

BMW řady 6

Řadové šestiválce

• 630i: HPI, Double-VANOS
• 635d: common-rail, TwinPower Turbo (stupňovité přeplňování dvěma rozdílně velkými turbodmychadly zapojenými do série)?

V8

• 650i: VALVETRONIC

BMW řady 7

Řadové šestiválce

• 740i: HPI, Double-VANOS, TwinPower Turbo (přeplňování dvěma stejně velkými turbodmychadly zapojenými paralelně)
• 730d: common-rail, variabilní turbodmychadlo?
• 740d: common-rail, TwinPower Turbo (stupňovité přeplňování dvěma rozdílně velkými turbodmychadly zapojenými do série)?

V8?

• 750i: HPI, Double-VANOS, TwinPower Turbo (přeplňování dvěma stejně velkými turbodmychadly zapojenými paralelně)
• ActiveHybrid 7: HPI, Double-VANOS, TwinPower Turbo (přeplňování dvěma stejně velkými turbodmychadly zapojenými paralelně), 1x elektromotor – mild-hybrid?

V12?

• 760i: HPI, Double-VANOS, TwinPower Turbo (přeplňování dvěma stejně velkými turbodmychadly zapojenými paralelně)

BMW X1

Řadové čtyřválce

• 18i: VALVETRONIC?
• 18d, 20d: common-rail, variabilní turbodmychadlo?
• 23d: common-rail, TwinPower Turbo (stupňovité přeplňování dvěma rozdílně velkými turbodmychadly zapojenými do série)?

Řadové šestiválce?

• 25i, 28i: VALVETRONIC

BMW X3

Řadové čtyřválce

• 20i: VALVETRONIC?
• 20d: common-rail, variabilní turbodmychadlo?

Řadové šestiválce

• 25i, 30i: VALVETRONIC
• 30d: common-rail, variabilní turbodmychadlo
• 35d: common-rail, TwinPower Turbo (stupňovité přeplňování dvěma rozdílně velkými turbodmychadly zapojenými do série)

BMW X5

Řadové šestiválce

• 35i: HPI, VALVETRONIC, TwinPower Turbo (Twin-scroll) přeplňování jedním dvoukomorovým turbodmychadlem (od 04/2010)
• 30d: common-rail, variabilní turbodmychadlo?
• 40d: common-rail, TwinPower Turbo (stupňovité přeplňování dvěma rozdílně velkými turbodmychadly zapojenými do série)

V8?

• 50i: HPI, Double-VANOS, TwinPower Turbo (přeplňování dvěma stejně velkými turbodmychadly zapojenými paralelně)

BMW X6

Řadové šestiválce

• 35i: HPI, VALVETRONIC, TwinPower Turbo (Twin-scroll) přeplňování jedním dvoukomorovým turbodmychadlem (od 04/2010)
• 30d: common-rail, variabilní turbodmychadlo?
• 40d: common-rail, TwinPower Turbo (stupňovité přeplňování dvěma rozdílně velkými turbodmychadly zapojenými do série)?

V8?

• 50i: HPI, Double-VANOS, TwinPower Turbo (přeplňování dvěma stejně velkými turbodmychadly zapojenými paralelně)?
• ActiveHybrid X6: HPI, Double-VANOS, TwinPower Turbo (Twin-scroll) (přeplňování dvěma stejně velkými turbodmychadly zapojenými paralelně), 2x elektromotor/generátor – full-hybrid

BMW Z4?

Řadové šestiválce?

• 23i, 30i: VALVETRONIC?
• 35i, 35is: HPI, VALVETRONIC, TwinPower Turbo (přeplňování dvěma stejně velkými turbodmychadly zapojenými paralelně)

M

V8

M3:Double-VANOS

• X5 M, X6 M: HPI, Double-VANOS, M TwinPower Turbo (přeplňování dvěma stejně velkými dvoukomorovými turbodmychadly Twin-scroll)

Novinky od 03/2010 (výrobní měsíc):

• 135i Coupe/Cabrio_E82/E88: přeplňování jedním dvoukomorovým turbodmychadlem
• 335i Sedan/Touring/Coupe LCI/Cabrio LCI: přeplňování jedním dvoukomorovým turbodmychadlem
• 316d Touring (E91)
• 318d Sedan/318d Touring (E90/E91): 105 kW/320 Nm (+20 Nm oproti dosavadní variantě)
• 320d Sedan/320d Touring/320d Coupe LCI/320d Cabrio LCI (E90/E91/E92/E93): 135 kW/380 Nm (+5kW/+30 Nm oproti dosavadní variantě); platí i pro xDrive v Sedanu/Touringu/Coupe
• 320d Sedan EfficientDynamics Edition (E90): 120 kW/380 Nm, kombinovaná spotřeba 4,1 l/100 km, emise CO2 109 g/km
• 325 Sedan/325d Touring/325d Coupe LCI/325d Cabrio LCI (E90/E91/E92/E93): 150 kW/430 Nm (+5kW/+30 Nm oproti dosavadní variantě)
• Z4 sDrive35is: 250 kW/450 Nm (500 Nm), i nadále přeplnování dvěma turbodmychadly stejně jako v případě Z4 sDrive35i (E89)

Nové BMW řady 5 Sedan (F10)

• 535d Gran Turismo (F07), dvoustupňové přeplňování dvěma rozdílně velkými turbodmychadly zapojenými do série
• X1 sDrive18i (E84)
• X1 xDrive25i (E84)
• Novinky od 04/2010 (výrobní měsíc):
• Nové motory pro X5 LCI (E70) tj. X5 xDrive35i, X5 xDrive50i, X5 xDrive30d,
• X5 xDrive40d, LCI bude uvedeno na trh v červnu 2010
• Nové motory pro X6 (E71) mimo X6 xDrive50i tj. X6 xDrive35i, X6 xDrive30d , X6 xDrive40d.
• ActiveHybrid X6 (E72), uvedení na trh 17. 4. 2010
• ActiveHybrid 7/7L (F04), uvedení na trh 17. 4. 2010

Emise:

Emisní normy EU5 splňuje naprostá většina nabízených modelů.

Emisní normy EU6: Za příplatek prostřednictvím BMW Diesel Blue Performance pro 320d Sedan/320d Touring (novinka od 03/2010), 730d/Ld, 330d Sedan a nové BMW 530d.