2.3 Совершенная гармония динамики и эффективности: первая система непосредственного впрыска бензина с заметным снижением расхода топлива.

Повышение динамики движения, оптимизация массы и постоянное снижение расхода топлива — это цели, которые разработчики двигателей BMW ставят перед собой под общим названием «эффективная динамика».

Поэтому каждое новое поколение двигателей обеспечивает технологический прогресс, ощутимый и поддающийся измерению в практической эксплуатации. В настоящее время система непосредственного впрыска бензина готова для использования в рядных шестицилиндровых двигателях BMW. Высокоточный впрыск топлива BMW является первой системой непосредственного впрыска второго поколения, которая в повседневной эксплуатации позволяет реализовать заметную экономию топлива без какого-либо снижения мощности двигателя. В рядном шестицилиндровом атмосферном двигателе она используется в качестве системы непосредственного впрыска с образованием обедненной смеси и обеспечивает дополнительное снижение расхода топлива на 10 процентов в европейском тестовом цикле по сравнению с уже существующим, исключительно эффективным двигателем, оснащенным системой бесступенчатого регулирование привода клапанов, на котором основывается новый привод. Тем самым высокоточный впрыск заметно отличается от системы непосредственного впрыска бензина первого поколения, которую компания BMW с полным основанием никогда не использовала для снижения расхода топлива. Кроме того, типичные качества самого инновационного и изысканного в техническом отношении в мире рядного шестицилиндрового двигателя — динамичный набор мощности, высокая частота вращения и образцовая плавность работы — сохранились в полном объеме. Имея мощность 200 кВт/272 л. с. и максимальный крутящий момент 315 Нм, новый 3,0-литровый двигатель с высокоточным впрыском превосходит показатели даже самого мощного серийного рядного шестицилиндрового двигателя BMW того же рабочего объема.

Захватывающая динамичность, впечатляющая экономия.

Разработанный заново привод в атмосферном варианте рассчитан на работу на обедненных смесях. Это означает, что долю бензина в топливо-воздушной смеси можно дозировать крайне экономично, так как расположенные непосредственно около свечей зажигания пьезоинжекторы обеспечивают исключительно точный впрыск без потерь на рассеяние. В то же время разработчикам BMW удалось совместить впечатляющую эффективность с блестящими характеристиками. Двигатель, почти готовый к серийному производству, вызовет восхищение в первую очередь типичной для BMW динамичностью, а в дальнейшем на заправочной станции убедительно продемонстрирует заметно возросшую экономичность. Таким образом, первый рядный шестицилиндровый двигатель с непосредственным впрыском бензина будет отвечать требованиям эффективной динамики как по динамичности, так и по расходу топлива.

Преимущества в динамике и экономии топлива нового силового агрегата определяют его превосходство над двигателем с системой непосредственного впрыска бензина первого поколения. До сих пор не удавалось оправдать связанные с этой технологией надежды на значительное сокращение расхода топлива в условиях ежедневной эксплуатации. В компании BMW это стало причиной отказа от использования непосредственного системы впрыска бензина первого поколения. Ее системные недостатки в основном заключались в том, что экономия топлива достигалась лишь в узком диапазоне нагрузок при низких оборотах. Инженеры BMW вовремя распознали этот отрицательный момент. Поэтому они взяли на себя задачу по разработке альтернативного решения, которое будет обеспечивать максимальную экономичность. В 2001 году компания BMW представила систему бездроссельного управления нагрузкой VALVETRONIC, которая сразу с большой надежностью, в том числе на практике, привела к значительной экономии топлива, внедрена во всем мире на автомобилях всего модельного ряда BMW и выдержала испытание более чем на миллионе автомобилей.

Новые пьезоинжекторы в оптимальной позиции.

Система VALVETRONIC и впредь будет играть важную роль в шестицилиндровых двигателях во всем мире. Одновременно с внедрением системы VALVETRONIC в компании BMW шла интенсивная работа над тем, чтобы на практике обеспечить соответствие принципа непосредственного впрыска бензина высоким требованиям марки. Однако не вызывающий никаких сомнений высокий потенциал этой технологии удалось освоить лишь теперь, в результате разработки высокоточного впрыска. Новые пьезоинжекторы, подающие топливо в цилиндр под давлением 200 бар, обеспечивают особенно точную дозировку при приготовлении рабочей смеси. Разработанные заново форсунки, расположенные между клапанами в головке блока цилиндров, выдерживают нагрузки, возникающие в результате высокой температуры и давления в камере сгорания. Иглы распылителей форсунок реагируют крайне быстро и с высоким постоянством на импульсы впрыска, подаваемые электронным блоком управления двигателем. Тем самым новые пьезоинжекторы обеспечивают превосходные условия для точного определения необходимого количества топлива и, следовательно, для контролируемого, полного и эффективного сгорания смеси. Кроме того, инженерам BMW, несмотря на стесненные условия монтажа, удалось расположить форсунки непосредственно рядом со свечами зажигания. Расположенные таким образом пьезофорсунки, открывающиеся наружу, обеспечивают стабильную коническую форму струи топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания. В отличие от существующего до сих пор впрыска современный метод струйного управления обеспечивает значительно более быстрое и прежде всего эффективное приготовление смеси. Оно происходит в непосредственной близости от свечи зажигания, поэтому потери топлива на рассеяние из-за смачивания стенок отсутствуют.

Таким образом возможно также послойное наполнение цилиндра, характерное для образования обедненной смеси. При этом в камере сгорания образуются переходящие один в другой слои топливо-воздушной смеси различного состава. С удалением от свечи зажигания доля бензина в смеси непрерывно снижается. Лишь в непосредственной близости от свечи располагается особенно богатый и поэтому наиболее способный к воспламенению слой смеси. При его воспламенении равномерно и полностью сгорают также более бедные слои смеси, находящиеся дальше от свечи.

Экономичность и мощность вплоть до высоких оборотов.

Форма инжекторов и их оптимальное расположение позволяют обеспечить высокую точность приготовления смеси в широком рабочем диапазоне. Поэтому работа на обедненной смеси возможна и в диапазоне высоких частот и нагрузок. На этом в значительной степени основываются преимущества в расходе топлива высокоточного впрыска по сравнению с прямым впрыском бензина первого поколения. Ограничение мощности, характерное для системы прямого впрыска первого поколения, стало аргументом в пользу отказа от ее использования. Поскольку меры, обеспечивающие вихреобразование в топливе и воздухе с помощью заслонок в атмосферной системе, отбирали часть мощности двигателя, то это ощутимо снижало эффективность и максимальная мощность. И эта проблема теперь решена: по сравнению с прежними системами прямого впрыска новый рядный шестицилиндровый двигатель с системой высокоточного впрыска BMW «дышит» заметно свободнее.

Высокоточный впрыск: новая глава истории успеха.

Внедрение непосредственного впрыска бензина на рядных шестицилиндровых двигателях стало результатом интегративной стратегии развития BMW. Ее целью является не только сохранение имеющихся качеств концепции двигателя, но и их дальнейшее повышение путем использования технических инноваций. Таким образом, привод, оснащенный системой высокоточного впрыска, открывает новую главу в истории последовательного развития рядных шестицилиндровых двигателей BMW. Основой для этого нового варианта служит самый изысканный в мире с точки зрения набора мощности, удельной массы и плавности работы силовой агрегат такого типа — шестицилиндровый двигатель с блоком цилиндров из магния и алюминия. Преимущество по массе, достигнутое благодаря использованию особенно легкого материала, магния, оказало в высшей степени положительное влияние не только на экономичность, но и на динамичность всех автомобилей, оснащенных этим двигателем. Свой вклад в оптимизацию массы внесли также облегченные распределительные валы, изготовленные методом гидравлического прессования. Электрический водяной насос работает с управлением по температуре и включается только при необходимости, тем самым повышая кпд двигателя. Насос потребляет всего 200 Вт, что составляет лишь 10 процентов от мощности привода традиционных насосов.

Использование прямого впрыска бензина означает новый большой шаг в повышении эффективности рядного шестицилиндрового двигателя. Высокоточный впрыск становится новой неотъемлемой частью шестицилиндрового двигателя при одновременном сохранении всех типичных для этого мотора свойств. К особым инженерным достижениям относится то, что удалось установить новые пьезоинжекторы без необходимости идти на компромиссы в конфигурации головки блока цилиндров и поршней. Тем самым, несмотря на повышение кпд, двигатель сохранил свой первоначальный характер, который отличается быстрым набором оборотов и образцовой плавностью работы. Кроме того, имея мощность 200 кВт/272 л. с. и максимальный крутящий момент 315 Нм, он представляет собой самую мощную до сих пор версию 3,0-литровых шестицилиндровых атмосферных двигателей BMW. На практике это дает сразу два преимущества: дополнительное повышение динамичности и новый уровень экономичности.

Чистый и «умный» накопительный нейтрализатор окислов азота.

Новая рядная «шестерка» с высокоточным впрыском сначала будет вводиться на европейских рынках. Дальнейшее распространение будет осуществляться постепенно, по мере увеличения на рынке доли топлива, не содержащего серы, необходимое для нейтрализаторов окислов азота этого двигателя. Тем не менее, европейские клиенты смогут пользоваться своим автомобилем и в тех странах, где еще не везде предлагается топливо, не содержащее серы топливо. В этом случае двигатель не сможет в полной мере использовать свои преимущества в расходе топлива, потому что цикл регенерации накопительного нейтрализатора придется инициировать чаще, чем при эксплуатации на топливе без серы.