Nové motory BMW (1.díl): vznětové čtyřválce nové generace, první twinturbo

Dynamika s maximální účinností. I tak bychom mohli volně přeložit slogan, kterým BMW propaguje v posledních letech své technické novinky v oblasti pohonů automobilů.

Nové čtyřválce common-rail mají všechny shodný zdvihový objem 1995 cm³, ale na trh přijdou ve třech výkonových verzích se 105, 130 a 150 kW. Nejvýkonnější verze je prvním čtyřválcem BMW vybaveným dvojitým přeplňováním, známým již ze vznětového šestiválce 3,0 Twin Turbo. BMW se chlubí také tím, že jde o první vznětový čtyřválec s litrovým výkonem přes 100 koňských sil. Nová generace motorů se vyznačuje mj.vyspělým řízením pomocných agregátů motoru, novou generací elektrického posilovače řízení, vypínáním motoru kdykoli není jeho běh potřeba a systémem Brake Energy Regeneration. Strategií vývojářů bylo získat vyšší výkony při nižší hmotnosti a spotřebě paliva. To vše současně směřuje k menším množstvím produkovaných emisí.

Základní verze vznětového dvoulitru se 105 kW a 300 Nm překonává předchůdce o 15 kW a 20 Nm. Nejsilnější provedení pak se 150 kW a 400 Nm zaznamenalo zlepšení o 30 kW a 60 Nm. Mezi nimi je verze se 130 kW a 350 Nm. Dalším zajímavým hlediskem je využitelný otáčkový rozsah, který bývá u dieselů stále značně omezen. BMW jej v nových motorech se 150 kW rozšířilo o 10 %. Nové motory jsou o 17 kg lehčí než agregáty předchozí generace, což se pozitivně projevuje nejen na spotřebě paliva, ale přispívá také k rovnoměrnějšímu rozložení hmoty vozu na nápravy.

Konstrukce mechanických dílů motoru se změnila mj. ve zvětšení hlavních ložisek klikového hřídele, hlavním zdrojem snižování hmotnosti bylo zavedení celohliníkového bloku motoru se zalitým vložkami válců z šedé litiny.

Snížení spotřeby jde na vrub novému uspořádání spalovacího prostoru s novými sacími kanály v hlavě válců, které generují spirálový tangenciální vír. Elektronické řízení umožňuje stupňovitě víření ve válcích řídit v závislosti na aktuálním provozním režimu. Vertikálně umístěné ventily o větším průměru vylepšují účinnost výměny směsi.

Zatímco základní verze pracuje se vstřikovacím tlakem nejvýše 1600 bar, prostřední využívá systém s 1800 bar a v nejvyšším provedení ovládají piezovstřikovače tlak až 2000 bar. To je také světová novinka mezi vozidlovými motory.

BMW zdůrazňuje, že značných úspor paliva bylo docíleno již změnami na samotném motoru - snížením vnitřního tření, novým uspořádáním spalovacího prostoru, optimalizací tvorby směsi, spalování a výměny náplně. Další úspory pak jsou dosahovány zavedením funkcí Start-Stop, Brake Energy Regeneration a elektrickým posilovačem řízení.

Premiéra ve čtyřválci: variabilní Twin Turbo

Pro dosažení obzvláště rychlé odezvy a získání vysokého výkonu bylo poprvé ve čtyřválcovém motoru BMW zavedeno dvoustupňové přeplňování. Tuto techniku zavedlo BMW poprvé v šestiválcovém motoru v BMW 535d a nyní je již k dispozici v několika dalších modelech.

Konstrukční skupina zajišťující přeplňování se skládá ze dvou turbodmychadel menšího a většího. Menší turbodmychadlo je v činnosti díky malé hmotnosti a minimálnímu momentu setrvačnosti již v otáčkách mírně přesahujících volnoběh. Ve vyšších otáčkách začíná účinkovat také větší turbodmychadlo. Poměrně náročný systém je elektronicky řízen, proud spalin a plnící tlak je rozdělován regulačními klapkami, bypassem a obtokovými ventily.

Dvě základní úrovně: s variabilní geometrií turbodmychadla

Dvě varianty motoru 2,0 l se 105 kW a 130 kW jsou vybaveny přeplňováním turbodmychadlem s variabilní geometrií rozvaděcích lopatek, která umožňuje efektivní řízení plnícího tlaku v širokém spektru provozních režimů. Lopatky jsou řízeny krokovým elektromotorem, který je velmi přesný a současně rychlý. Nejvyšší plnící tlak činí 2,5 bar (105 kW) resp. 2,55 bar (130 kW), nejvyšší točivý moment je k dispozici mezi 1750 a 2 500 ot./min resp. mezi 1750 a 3 000 ot./min.

K novinkám nové řady motorů lze počítat také přemístění pomocných agregátů motoru (vodní čerpadlo, alternátor, kompresor klimatizace) na sací stranu motoru. Vyžádaly si to zástavbové podmínky a rozměrná soustava přeplňování motoru. Všechna zařízení jsou poháněna jediným klínovým řemenem. Všechny tři motory jsou vybaveny dvěma vyvažovacími hřídeli uloženými v bloku motoru na jehlových ložiskách. Všechny tři motory budou sériově vybaveny bezúdržbovým filtrem pevných částic, který bude od roku 2008 standardem napříč všemi motory BMW.