BMW a PSA Peugeot Citroën představili nový přeplňovaný čtyřválec 1,6 l

BMW Group a skupina PSA Peugeot Citroën představili první plody spolupráce v oblasti vývoje benzinových motorů. Zážehový čtyřválec o zdvihovém objemu 1598 cm³ dostal turbodmychadlo a bude tak nabízet až 105 kW…

Spolupráce obou skupin, poprvé oznámená v roce 2002, se dnes zhmotnila vytvořením nových standardů v oblasti benzinových motorů , a to jak v oblasti výkonu a jízdního pohodlí, tak i ve snížení spotřeby a emisí oxidu uhličitého (CO2).

Tyto motory obohatí v roce 2006 vozy z kategorie malé a střední třídy u značek Peugeot a Citroën a také budoucí modely MINI. Roční produkce by měla časem dosahovat okolo 1 milionu kusů těchto motorů.

V průběhu tzv.“ technologického dne“, který se uskutečnil v Mnichově, ve vývojovém centru BMW Group, představitelé obou partnerských skupin představili odborné veřejnosti technické detaily dvou typů motorů, které mají společný základ. První z nich je nepřeplňovaný motor, vybavený rozvody s proměnlivou geometrií, o zdvihovém objemu 1,6 l a nejvyšším výkonu 85 kW při 5700 ot./min, druhý motor je vybaven přímým vstřikem paliva, přeplňováním turbodmychadlem, který dává při stejném zdvihovém objemu výkon 105 kW při 5500 ot./min.

Výše uvedené motory tvoří první základ skupiny motorů, která se časem doplní o motory s výkonem začínajícím na 55 kW a končícím na hodnotě 125 kW.

Každý z partnerů přinesl své know-how, které se odrazilo v mnohých technických řešeních, jež budou v nových motorech využity. Jedná se např. o rozvody s proměnlivým zdvihem ventilů, olejové čerpadlo s řízeným výtlakem, pohon příslušenství jednoduchým řemenem, nebo hlavu válců odlévanou metodou „ztracené formy“.

Kromě jiného došlo také na mnohé inovace, za všechny jmenujme přímé vstřikování paliva pro optimalizaci výkonu, turbodmychadlo Twin-Scroll pro zlepšení odezvy a jízdního pohodlí, odpojitelné vodní čerpadlo pro snížení spotřeby paliva a emisí.

V následujícím textu se u jednotlivých řešení v nových čtyřválcích zastavíme podrobně.

Atmosférický motor BMW/PSA 1598 cm³ (85 kW)

Z technologických důvodů je geometrie obou čtyřválců v mnoha směrech shodná. Společná oběma motorům je rozteč válců 84 mm, vrtání 77 mm podobně jako výška bloku motoru, zdvih 85,5 mm a zdvihový objem 1598 cm³.

Dělená kliková skříň

Dělená kliková skříň s úložnou deskou (tzv. bedplate) našla opět uplatnění v sériové produkci, když dosud byla používána převážně ve sportovních motorech. BMW s tímto řešením přišlo jako první výrobce v sériovém motoru V10 v supersportovním sedanu M5. Hliníkový díl mezi olejovou vanou a klikovou skříní s blokem motoru poskytuje teplotně konstantní podmínky pro přesně uložená ložiska klikové hřídele a současně přispívá k příznivému akustickému výkonu tohoto motoru.

Protože je kombinace čtyřválce pohánějícího přední kola akusticky málo problémová, rozhodl se vývojový tým pro řešení bez vyvažovacích hřídelů a preferoval tak udržení nízké hmotnosti agregátu (114 kg). Snaha o maximální snížení spotřeby paliva vedla konstruktéry ke snížení ztrát třením. Zde hraje velkou roli tření v samotném klikovém mechanismu, a tak byla například volena kliková hřídel s nezvykle malým průměrem ložiskových čepů (45 mm). Jiným řešením převzatým ze sportovních motorů jsou ojnice s trapezovým profilem v místě ojničního oka, které snižují rotující hmotnost klikového mechanismu o cenné gramy. Ojnice mají oka dělená řízeným lomem.

Snížení ztrát vedlo techniky také k zavedení olejového čerpadla, které dodává tlak do mazacího systému v závislosti na aktuálním tlaku oleje. Redukční ventil již tedy není potřeba, což ušetří zhruba 160 Wattů výkonu, nebo-li asi 1 % paliva v evropském jízdním cyklu. V reálném provozu se bude například při 6000 ot./min pohybovat výkonová úspora v řádu 1,25 kW.

Hlava válců odlitá metodou „lost foam“

Hlavním odlišovacím prvkem dvojice jednašestek je koncepce hlavy válců. Dvě vačkové hřídele, šestnáct ventilů, každý s průměrem dříku 5 mm a velký úhel dvou řad ventilů, který umožnil optimální stavbu spalovacího prostoru- to jsou společné znaky. Zatímco u odlitků hlav přímovstřikových motorů se používá nejčastěji nízkotlaké lití do kokil, byla u atmosférické verze nového motoru BMW/PSA použita technologie lití se ztracenou formou. Podobnou technologii přivedlo BMW do výroby této součásti motoru nedávno se zahájením výroby nového šestiválce v Landshutu. Při tomto způsobu lití se vyrobí odlitek nejprve ze speciálního vosku (polystyrol), který se poté obalí pískem. Roztavený materiál poté rozpustí vosk a je v zápětí nahrazován hliníkem.

Vhodné množství chladícího média je jednou z dalších cest ke snížení spotřeby paliva. Nový motor má mezi řemenicí vodního čerpadla a řemenicí na klikovém hřídeli kladku, umístěnou na pohyblivém rameni. Prostřednictvím excentru tak bude tato kladka vyřazena z činnosti, což vyřadí vodní čerpadlo během fáze zahřívání motoru na provozní teplotu.

Atmosférický motor s kompresním poměrem 11:1 dává nejvyšší výkon 85 kW při 5700 ot./min, nejvyšší otáčky činí 6500 min^-1. Již od 2000 ot./min je k dispozici točivý moment 140 Nm, maximum 160 Nm přichází ke slovu při 4250 ot/min.

Variabilní časování a zdvih ventilů

Plně variabilní řízení časování a zdvihu ventilů pracuje na principu řízení zatížení motoru bez škrtící klapky, což je technika, která umožňuje dosahovat špičkových výkonů resp. příznivé ekonomiky provozu. Stávající motory se škrtící klapkou musí zejména při částečných zatíženích nasávat vzduch kolem částečně otevřené škrtící klapky, což jsou ztráty, které se nakonec odrazí ve zvýšení spotřeby paliva. U nového systému bez škrtící klapky jsou dle aktuálního sešlápnutí pedálu akcelerátoru nastavovány zdvihy ventilů a doba otevření ventilů. Výsledkem je snížení ztrát, nížší spotřeba, rychlejší odezva motoru a příznivější emise. Více jsme o tomto systému psali v seriálu o motorech V12.

Přeplňovaný motor BMW/PSA 1598 cm³ (105 kW)

Přeplňovaná verze přímovstřikového čtyřválce poskytuje již od 1400 ot./min točivý moment 240 Nm a tato hodnota zůstává prakticky konstantní až do 4000 ot./min. Sportovní vlastnosti motoru podtrhuje nejvyšší výkon 105 kW při 5500 ot./min.

Hlava válců přirozeně prošla zásadními změnami. Ventilový rozvod je klasický DOHC, s dvojicí vačkových hřídelů v hlavě, plně variabilní časování je aplikováno na dobu otevření sacích ventilů. Mechanicky poháněné palivové čerpadlo je poháněno z vačkového hřídele a dodává tlak do rozdělovací lišty, který se mění ve vstřikovací tlak až 120 bar. Ten se přivádí do válců vstřikovači ze strany.

Neobvykle vysoký kompresní poměr 10,5:1 je u tohoto přeplňovaného motoru pod kontrolou čidel klepání, která podávají řídící jednotce informace o potřebě snížení plnícího tlaku nebo předstihu zážehu.

Točivý moment 240 Nm od 1400 do 4000 ot./min

Turbodmychadlo Twin-Scroll má ne jeden ale dva kanály, z nichž každý přivádí výfukové plyny vždy od dvou válců. To vede ke snížení protitlaku turbodmychadla při nízkých otáčkách, lepšímu využitím dynamiky pulsujících výfukových plynů. Turbodmychadlo se dostává snáze do vyšších otáček a plynulostí nástupu připomíná mechanický kompresor. Nejvyšší otáčky turbodmychadla jsou 220.000 min^-1, přetlakový ventil (wastegate) bdí nad maximálním přetlakem 0,8 bar. Nejvyšší teplota výfukových plynů je elektronikou motoru udržována na 950 °C, teplotní poměry turbodmychadla jsou regulovány prostřednictvím vodního a olejového chlazení.

reklamní sdělení:

… více o automobilech BMW se dozvíte na www.renocar.cz . Konkrétní ceny, technické specifikace, doplňkovou výbavu a zajímavou nabídku skladových vozů najdete na stránkách smluvního partnera BMW AG fa. RENOCAR BMW.