Внутри BMW. Последние технологии в производстве двигателей
Нежелание BMW поместить свой жужжащий пропеллер на гибридном автомобиле до сегодняшнего времени имело 3 причины: 1) Существующие гибридные системы пока не оправдали ожидания реальной звездной экономии топлива; 2) и 3) Их динамика и завышенный вес просто не вписываются в философию BMW.
Первый за последние 20 лет турбированный двигатель BMW в 335i купе подтверждает факт усиления позиции наддува в современном двигателестроении.
По мнению компании, эффективный путь снижения расхода — объединение ключевых моментов гибридной технологии с экономичным двигателем и доработанным шасси. Комплекс этих мер может позволить конкурировать с гибридами по экономичности. При этом динамика машины останется на высоте.
Звучит слишком красиво, чтобы быть правдой? Мы пообщались с инженерами BMW в дни открытых дверей в научно-исследовательском центре BMW в Мюнхене, заглянув одним глазом внутрь двигателя.
Прямой впрыск
Большая роль отводится BMW прямому впрыску топлива (DI). 760Li пару лет назад была представлена с DI V12; однако, эта система работала под заниженным давлением топлива и в узком мощностном диапазоне обходилась супер-обедненной топливно-воздушной смесью. Второй образец технологии DI с пьезо-электрическими топливными форсунками дебютировала на рядном 6-цилиндровом двигателе 2007 года 3.0 л в 335i.
Прямой впрыск означает установку свечи зажигания и форсунки в центре камеры сгорания, не мешая каналам подачи воздуха и распредвалам. Просто звучит, верно? Но все это нагромождение не оставляет места для Valvetronic…пока.
DI берет свои корни у Mercedes-Benz 300SL 1950-х, затем технология взяла паузу на 40 лет и потом была доработана в системе GDI Mitsubishi. Итак, впервые прямой впрыск попал в руки массовым пользователям. Затем Audi, Mazda, Nissan и Peugeot тоже начали серийно выпускать двигатели DI. BMW принес последнее поколение DI (называемое высоко-точный впрыск \»High Precision Injection\» на языке BMW) допускает большее количество экономичных режимов, чем была способна система GDI фирмы Mitsubishi.
Вот что делает прямой впрыск DI: он сдвигает топливные форсунки на несколько см. Изменив положение форсунок с впускного трубопровода на непосредственное в камере сгорания, сам впускной трубопровод установили вертикально. Теперь топливо переходит в пар при помощи стремящегося в камеру сгорания впускного воздуха. Переход бензина в пар охлаждает воздух, повышая тем самым коэффициент сжатия, что напрямую ведет к улучшению динамики и экономичности.
Поскольку на входе в цилиндры воздух не преодолевает сопротивление топливного пара, для воздуха образуется больше пространства. Увеличение количества воздуха, попадающего в камеры сгорания при прямом впрыске DI, тоже приводит к росту мощности.
BMW полагает, что использование прямого впрыска DI увеличивает мощность двигателя на 10 %. Вы чувствуете 550-сильный DI V10 для следующей версии M5? BMW молчит. Однако оговаривается при этом, что прямой впрыск DI пойдет на другие двигатели после рядных шестерок. Мы уверены, что такими двигателями оснастят M3.
Поршень как никакой другой — послойный заряд топлива направляет топливный спрей во впадину в центре поршня, придавая форму топливному заряду. До тех пор, пока американское топливо не улучшится, туда не будет поставляться этот чудо-поршень.
В отличие от обычного впрыска DI позволяет топливу попадать в камеры сгорания при закрытых клапанах. Эта способность прямого впрыска оставляет открытой дверь для \»сверх-бедной\» смеси с послойным впрыском топлива, что ведет к уменьшению расхода топлива на 3 % по европейскому циклу. Но эта опция доступна только для Европы сегодня, где топливо имеет пониженное содержание серы.
На сегодняшний день BMW 3-й серии с прямым впрыском топлива DI опускают для США режим сверх-обедненной смеси именно из-за высокого содержания серы, несовместимого катализаторами для послойного впрыска топлива.
Valvetronic BMW – система непрерывного изменения подъема клапанов, уникальная по отклику двигателя на газ. Правая нога водителя действительно определяет уровень подъема клапанов вместо открывания и закрывания традиционного клапана впускного тракта. К сожалению, дополнительные приводы клапанов системы Valvetronic создают обратную массу и ограничивают максимальную скорость двигателя. Хорошие новости для M-фанатов — прямой впрыск DI не приводит к скоростным ограничениям Valvetronic, что было основной причиной его отсутствия на машинах со значком M до сегодняшнего дня.
По сравнению с ранними системами прямого впрыска (светло-голубая область), прямой впрыск BMW \»High Precision\» остается в сверх-бедном режиме в значительно более широких диапазонах работы двигателя. Вам нравится? Американцам и россиянам надо подождать.
Но то, что Valvetronic в итоге вставят в рядные шестерки с прямым впрыском DI, является лишь вопросом времени.
S1CDA — Brake Energy Regeneration
Экологичность и экономичность сегодня у автопроизводителей в большом почете. Понятно, что их постоянно прессуют экологи, и они постоянно вываливают на нас очередные технологии, призванные сократить расход топлива на две капли и снизить выброс вредных веществ в атмосферу. Идея благая, но в наших краях к этому, по большей части, относятся с недоумением. Методы, которыми этот результат обычно достигается, нам тоже неблизки — зачастую в жертву экологии приносят надежность и другие эксплуатационные качества автомобилей. Да и платим за все эти сложные и не очень-то надежные решения именно мы.
Но есть у этой «гонки вооружений» и полезные плоды.
Один из них — незаметная опция S1CDA (Brake Energy Regeneration), на которую при расшифровке комплектации обычно никто не обращает внимания. Краткое описание системы обещает нам существенное снижение расхода топлива и повышение динамики автомобиля. Ну и разумеется, есть мультик, который наглядно демонстрирует эту технологию:
В моем автомобиле эта опция не предусмотрена (интересно, кстати, почему), а значит, можно поиграться. Проверить, так ли она чудодейственна мы, по понятным причинам, не сможем, но лишним уж точно не будет.
Визуально наличие опции можно определить по синему сектору шкалы мгновенного расхода:
Добавить ее несложно.
За опцию отвечает по одному параметру в блоках DDE и KOMBI.
После изменения параметров шкала появляется.
Проверяем — работает. Когда отпускаем газ и машина начинает тормозить двигателем, шкала заполняется и показывает, что аккумулятор заряжается.
Пустячок, а приятно. Вряд ли я стану богаче из-за сэкономленного топлива, но приборка стала выглядеть понаряднее — это факт.
P.S. Было бы интересно поиграться с режимом ECO PRO, но заставить его полноценно работать на моем автомобиле не получится.
Технологии BMW / Brake Energy Regeneration Система регенерации энергии торможения.
Используйте рационально каждый ватт! Если выполнять зарядку аккумулятора только в момент торможения, движения по инерции или при замедлении хода, благодаря системе рекуперации энергии можно снизить расход топлива на величину около трех процентов, направив всю мощность двигателя для быстрого разгона автомобиля. Современные автомобили потребляют значительно большее количество электроэнергии, чем предшественники, так как в них применяется гораздо большее количество электронных систем безопасности и обеспечения удобства. Для питания их электроэнергией применяется генератор, который в классическом случае связан с двигателем приводным ремнем. Система, которая выполняет рекуперацию энергии при торможении, работает иначе: генератор включится, только если водитель снял ногу с газа или нажал тормоз. В результате терявшаяся ранее впустую энергия теперь тоже используется, так как преобразуется генератором в электроэнергию, которая накапливается в аккумуляторе. В результате вы получаете снижение расхода топлива и улучшенную динамику для вашего автомобиля.
Создавая этот проект я вложил в него душу, пожалуйста соблюдайте авторские права, указывайте обратные ссылки при копировании информации.
Рекуперация — тормозите на здоровье!
Одной из интеллектуальных систем технологий BMW EfficientDynamics является система рекуперации энергии торможения. Позволяя заряжать аккумулятор, когда автомобиль тормозит, замедляет ход или движется по инерции, данная система снижает расход топлива автомобиля
Одной из интеллектуальных систем технологий BMW EfficientDynamics является система рекуперации энергии торможения. Позволяя заряжать аккумулятор, когда автомобиль тормозит, замедляет ход или движется по инерции, данная система снижает расход топлива автомобиля почти на 3% по сравнению с неоснащенными аналогами. Причем, при ускорении используется вся мощность двигателя, что позволяет улучшить динамические характеристики автомобиля.
В современные автомобили устанавливается огромное количество различной электроники, использование которой необходимо для комфорта и безопасности водителя. Соответственно, машины тратят большое количество электроэнергии для поддержания работоспособности этих систем. В обычных автомобилях электроэнергия вырабатывается генератором переменного тока, который преобразует крутящий момент двигателя в электрическую энергию. При этом генератор постоянно связан приводным ремнем с двигателем.
Однако в автомобилях BMW используется система рекуперации энергии торможения (Brake Energy Regeneration) — уникальная технология производства энергии, которая на обычных автомобиля при работе тормозов тратится впустую. Эта технология BMW позволяет не только сохранить выработанную энергию, но и затем использовать ее. Принцип регенерации энергии торможения применяется на всех моделях BMW с бензиновыми и дизельными двигателями, а также гибридными силовыми агрегатами, на которых используется технология BMW EfficientDynamics.
Генератор включается только тогда, когда водитель снимает ногу с педали газа или нажимает на педаль тормоза, то есть при торможении, замедлении хода или движении по инерции. За счет этого кинетическая энергия не теряется впустую, как раньше, а преобразуется генератором в электричество и накапливается в аккумуляторной батарее. Происходит более эффективное использование энергии. При этом, при нажатии педали газа генератор отключается, что позволяет направить весь крутящий момент двигателя на ведущие колеса, то есть ускориться, используя всю мощность автомобиля.
Благодаря системе рекуперации энергии торможения, с одной стороны, расход топлива снижается, с другой — автомобиль становится более динамичным. Интеллектуальная система не даст полностью разрядиться батареи: она постоянно отслеживает уровень заряда аккумулятора и при необходимости сможет продолжить зарядку даже во время ускорения.
Возьмем в качестве примера гибридный автомобиль BMW ActiveHybrid X6, который, как и другие современные модели BMW, оснащается усовершенствованной системой рекуперации энергии торможения. Сердце гибридного BMW ActiveHybrid X6 состоит из бензинового двигателя V8 мощностью 407 л.с. и двух электромоторов, развивающих по 91 л.с. и 86 л.с. Именно эти электродвигатели при торможении или движении автомобиля на холостом ходу выполняют функцию генераторов, вырабатывающих энергию для зарядки высоковольтного аккумулятора. В зависимости от скорости это делает либо один, либо сразу два электромотора. Причем, мощность, которая вырабатывается ими в режиме генератора, примерно в 25 раз выше (почти 50 кВт), чем у системы рекуперации энергии торможения, использовавшейся ранее.
В гибридной модели BMW ActiveHybrid 7 серии, которая оснащается бензиновым турбодвигателем V8 объемом 4,4 л и трехфазным синхронным электромотором, который потребляет энергию литий-ионной батареи и выполняет функцию генератора при рекуперации энергии торможения. При движении накатом или торможении электроэнергия вырабатывается и сохраняется. При ускорении накопленная энергия подается из литий-ионной батареи в бортовую сеть, тем самым освобождая двигатель внутреннего сгорания от задачи преобразования энергии топлива в электрический ток. Благодаря этому двигатель может тратить больше мощности на ускорение, а электроэнергия генерируется без дополнительного потребления топлива при торможении.
