Světová premiéra motoru V10 pro nové BMW M5
Deset válců má dnes každý monopost F1, ale jen několik sériově vyráběných automobilů. BMW M5 se k nim právě přidalo. Nový desetiválec má výkon 373 kW nebo chcete-li 507 k a zvyšuje tak nárok nového BMW M5 na vedoucí pozici v soutěži o nejrychlejší limuzínu světa.
Když se v roce 1998 pochlubilo BMW M GmbH s osmiválcovým BMW M5, vypadalo to, že další zvyšování počtu válců pod kapotou sportovních sedanů nepřichází na dlouhá léta v úvahu. Nová generace pětkového BMW ale nechce nechat nikoho na pochybách v řešení otázky, „kdo je na světě nejrychlejší“ a nasazuje proti konkurenčním osmiválcům Mercedesu a Audi o dva válce navíc. Ne nebojte se, tak jednoduchá úvaha konstruktéry v Mnichově k uspořádání pětilitrového motoru V10 nepřivedla. Jak jsme si už u BMW zvykli, za produkty této automobilky stojí rozsáhlý výzkum a vývoj, který řeší nejen maximální výkony a momenty, ale i úsporný provoz a co nejmenší závadnost vůči životnímu prostředí.
Jak jdou u BMW za většími výkony?
Zážehové motory BMW v současné době ctí atmosférické plnění v kombinaci s proměnným plně variabilním časováním ventilů a aplikací nejmodernější elektroniky k řízení jednotlivých částí motoru. Z tohoto konceptu vychází také nový desetiválec. Jak známo zvyšování výkonu je možno realizovat zvětšením objemu, zavedením některého způsobu přeplňování nebo zvýšením otáček. První způsob BMW nepoužilo z důvodu zvýšení hmotnosti, zvětšení zastavěného prostoru a zvýšení spotřeby. Druhý způsob neodpovídal představám mnichovských techniků z hlavně hlediska spontánnosti odezvy přeplňovaného motoru a tak zůstala třetí cesta, cesta do vysokých otáček.
Kompaktní, atmosféricky plněný, vysokootáčkový – takový je nový motor, jehož nejvyšší otáčky sahají až k 8250 min-1. Nejvyšší výkon vzrostl o čtvrtinu z původních osmiválcových 294 kW při 6600 ot./min na 373 kW při 7750 ot./min, objem zůstává těsně pod hranící pěti litrů (nyní 4999 cm3, dříve 4941 cm3). 240 kg hmoty motoru V10 zatěžuje automobil prakticky stejně jako v minulém provedení. Točivý moment sahá k 520 Nm, když je na otáčkoměru 6100 ot./min, ale už při 1300 ot./min je k dispozici 380 Nm a síla pak s otáčkami plynule roste, takže od 5500 ot./min výše je k dispozici 80% maxima.
V10 pro M5 lepší než V12
Deset válců uspořádali u BMW do V svírajícího úhel 90°, přičemž obě řady jsou vzájemně přesazeny o 17 mm. V úvaze o uspořádání motoru hrála roli nižší spotřeba proti motoru V12 (mj. vyšší ztráty, větší rozměry, hmotnost, větší počet dílů), při daném zdvihovém objemu je současně dosažen ideální objem jednoho válce 500 cm3. Dělená kliková skříň s úložnou deskou (tzv. bedplate) poprvé našla uplatnění v sériové produkci, když dosud byla používána převážně ve sportovních motorech. 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.
Šestkrát uložený klikový hřídel má hmotnost 21,8 kg, průměr hlavních ložisek je 60 mm a jejich pracovní šířka 28,2 mm. O 72° vzájemně přesazená ojniční ložiska jsou uspořádána na klikové hřídeli po dvojicích. Hmotnost olejem chlazeného pístu s pístními kroužky a čepem činí 481,7 g. 140,7 mm dlouhá ojnice dělená řízeným lomem je vyrobena z vysokopevnostní oceli a má hmotnost 623 g.
Hlava válců z hliníkové slitiny vzniká podobně jako kliková skříň přichází do Mnichova z tovární slévárny BMW v Landshutu, kde vznikají také odlitky pro motory týmu BMW Williams F1. Dva sací (průměr 35 mm) a dva výfukové ventily (průměr 30,5 mm) mají průměr dříku 5 mm, sací ventily jsou vyráběny speciálně pro tento motor. Kompresní poměr se vyšplhal na 12:1 (původně v motoru V8 to bylo 11,1:1).
Dvojitý VANOS – plně variabilní časování ventilů, které mělo svou premiéru v BMW M3 v roce 1995 a v současné M3 bylo dále optimalizováno, pracuje v novém motoru na vyšším výkonu, výhodnějším průběhu točivého momentu, rychlejší odezvě motoru, nižších emisích i spotřebě. Změna nastavení probíhá podle údajů BMW velmi rychle a plynule v rozsahu 37° natočení klikového hřídele díky vysokému pracovnímu tlaku oleje (80 bar).
Olejový systém
Mazací systém motoru V10 musí zajistit spolehlivé mazání za všech provozních podmínek a proto byla do okruhu zařazena hned čtyři olejová čerpadla. V rychle projížděných zatáčkách může snadno boční zrychlení přesáhnout přetížení více než 1g a v tu chvíli může dojít k tomu, že odstředivé síly nedovolí oleji opustit hlavu válců, která se momentálně nachází na vnější straně zatáčky. To by mohlo vést až k nasátí vzduchu v poloprázdné olejové vaně. BMW tento problém obešlo zavedením olejového okruhu regulovaného bočním zrychlením. Ve chvíli kdy překročí toto zrychlení 0,6g, spíná se elektricky poháněné čerpadlo v příslušné vnější hlavě válců a čerpá olej zpět do hlavní olejové vany.
Obdobná situace nastává při razantním brzdění, kdy dochází k přetížení až 1,3g a olej se tak přelévá z hlavního zásobníku do menšího zásobníku umístěného vpředu (z prostorových důvodů olejová vana rozdělena na dva objemy). Také tento problém je řešen nuceným přečerpáváním mazacího oleje.
Škrtící klapky: 10krát prosím
Další z řešení, které v motorsportu funguje řadu let: co válec, to škrtící klapka. V aktuální podobě navíc elektronicky ovládaná. K plnému otevření potřebují elektromotory jen 120 milisekund, což je podle BMW asi tolik, kolik potřebuje zkušený řidič k plnému sešlápnutí pedálu plynu. Mezi výhody tohoto řešení patří jemné dávkování zatížení v nízkých otáčkách a přitom současně dynamické chování motoru ve vysokých otáčkách.
I přes vysoký výkon plní nový motor normu Euro IV, mj. díky čtyřem katalyzátorům umístěným v nerezovém výfukovém potrubí.
Nová řídící jednotka MS S65: tři 32bitové procesory
Optimální souhra mnoha procesů a řídících úkonů si vyžádala vývoj a výrobu nové řídící jednotky, protože žádná na trhu nebyla dostatečně výkonná. Celý vývoj hardware a software je dílem firmy BMW M, zvládá 20 miliónů operací za sekundu, čímž osmkrát překonává jednotku poprvé uvedenou v BMW M3 před čtyřmi lety. Každý válec a každý takt znamená pro motormanagement 50 vstupních signálů, které vyústí v rozhodnutí o správném okamžiku zážehu, okamžiku vstřiku, množství paliva, nastavení časování ventilů a otevření škrtících klapek. Prostřednictvím spínače může řidič měnit nastavení odezvy motoru na sešlápnutí pedálu plynu z komfortního na dva sportovní režimy.
K nové převodovce SMG se vrátíme samostatným článkem příští týden.
K otázce zda přeplňovat výkonné motory či ne se můžete vyjádřit v diskusi i anketě.
reklamní sdělení:
