"Vrtenje v trikotniku." Matematično gledano je izjava nesmisel. V resničnem življenju in skozi oči Beemveja pa postane zadeva smiselna in logična.
Ko se srečajo današnje (avtomobilske) okoliščine in znamka BMW, pride do trikotnika, ki je gibalo razvoja te znamke; na enem vogalu so zmogljivosti, na drugem je poraba in na tretjem masa. Kroženju znotraj tega trikotnika pravijo EfficientDynamics.
BMW je nedavno predstavil svoj pogled na jutri in pojutrišnjem. Jutri se pravzaprav dogaja že danes. Projekt, ki zastavlja novo družino motorjev, namreč že poteka: ni dolgo, kar smo preizkusili BMW-ja X1 xDrive28i, prvi model z novim motorjem, ki je prvi iz omenjene družine.
Tehnično zasnovo predstavlja že dolgo znana resnica: da je skozi (termo)dinamiko in še nekatere druge poglede najbolj učinkovit ali s tujko optimalen pollitrski valj – seveda upoštevaje končne zahteve, ki jim lahko rečemo tudi robni pogoji.
V Münchnu so razvili tak valj z osrednjo šobo za vbrizg (torej neposredni vbrizg) ter s karseda majhnim notranjim trenjem in ga postavili v osrčje nove generacije motorjev, ki so tri-, štiri- in šestvaljni vrstni ter – zanimivo – bencinski in dizelski! Razlika med slednjima bo bolj ali manj (če izvzamemo podrobnosti) le v glavi: sestavni elementi zaradi različnega procesa. Pri bencinskem merijo na 60 do 100 njutonmetrov ter na 30 do 50 kilovatov na enoto, pri dizlih pa 75 do 100 njutonmetrov ter 20 do 40 kilovatov na enoto oziroma valj. Za prilagodljivost bodo poskrbeli že znani sistemi Vanos, Valvetronic in VTG, neposredni vbrizg šteje že tretjo generacijo, prisilno polnjenje pa bodo zaupali enojnemu, posebnemu Twinscroll ali dvojnemu turbopuhalu.
Bencinski in dizelski imata tako enake blok iz aluminija, razdaljo med valji, površinsko obdelavo valjev, pritrdilna mesta za glavo, sistem verižnega pogona odmičnih gredi (za motorjem, ne spredaj!) in koncept dodatnih gredi zoper tresljaje. To omogoča izdelavo motorjev na isti liniji, veliko skupnih delov, skupne dodatne naprave ob motorju (hlajenje, sesanje, izpuh, klimatska naprava), termodinamiko celotnega motorja (topla in hladna stran) in pritrdilna mesta motorja, kar pomeni za polovico manj različic v odnosu motor-vozilo.
S tem so dosegli, da je med različnimi bencinskimi ali med dizelskimi motorji kar 60 odstotkov enakih delov, med bencinskimi in dizelskimi pa kar 40 odstotkov. Pri tem ločijo tri vrste sestavnih delov: popolnoma enake, sinergijske (manjše razlike) in različne, ki se jih ne da poenotiti, na primer nekatere elemente vbrizga in podobno. Takšna zasnova pa ima še eno prednost: iz nje je lažje razviti 'derivate', na primer stroje z veliko zmogljivostjo za k oznaki M ali motorje z notranjim zgorevanjem za parjenje z elektromotorji v hibridih.
Zgodovina turbobencinskih štirivaljnikov pri BMW ni posebno bogata, je pa zelo odmevna. Nikoli ne bo utonil v pozabo BMW 2002 Turbo (1973), prav tako ne osvojitev prvenstva F1 leta 1983 s takšnim motorjem. In zdaj je tu omenjeni (dvolitrski) '28i', iz iste zgodbe pa je tudi šestvaljni turbodizel, ki je v zadnjem 'koraku' napredoval s 180 na 190 kilovatov ter s 540 na 560 njutonmetrov. Spomnimo: prvi šestvaljni TD te znamke je zmogel 85 kilovatov ter 210 njutonmetrov in bil v svojem času najhitrejši serijski dizel. Res pa je bilo to že leta 1983. Je pa impresivno še nekaj: škodljivi plini so se v tem času zmanjšali za 99 odstotkov (no, sliši se veliko, a to v osnovi ni posebna zasluga Beemveja, ampak uredb Euro5), poraba pa je – ob več kot dvakratni moči – padla za tretjino. Ta novi motor je najprej namenjen modeloma 530XD in X3 3.0d.
Toliko o MNZ, za jutri. Pojutrišnjem pa prihaja elektrika in BMW razvija vse komponente sistema kar sam. No, razen celic za akumulatorje (kemija!) in polprevodnikov, potrebnih za sistem. Razvoj avtomobilskih pogonov gre zdaj v znani smeri: od MNZ prek hibridov do popolnih elektromobilov – tudi pri Beemveju. Malce bolj razčlenjeno: hibridi so lahko 'mehki', sledijo polni in tem takšni, ki jih lahko polnimo prek domače vtičnice (plug-in). Elektromotor, baterija in pretvornik igrajo pri tem in v tem vrstnem redu vse večjo vlogo. In ne glede na delež elektro pogona so ključne tri komponente: visokonapetostni akumulatorji (povezava posameznih celic v enoto z 250 do 400 voltov), krmilna elektronika (enosmerni v izmenični tok) in, jasno, elektromotor.
Glede na dano specifično moč (W/kg) in energijo (Wh/kg) so v tem trenutku najprimernejši litij-ionski akumulatorji, ki jih Beemvejev koncept ActiveE (v seriji 1) razporeja po prostoru v avtomobilu, kot ga pojmujemo danes, na mesto motorja (MNZ), tunela in posode za gorivo. Elektronika za nadzor sestoji iz treh glavnih delov: inverterja (sprememba med enosmernim in izmeničnim tokom), konverterja (sprememba napetosti), oba za pogon, in polnilnika (sprememba iz hišne napetosti na nazivno napetost akumulatorjev) za polnjenje. Zaradi različnih lastnosti so še vedno v glavah inženirjev sinhronski (hibridni, s stalnimi magneti za vzbujanje in z električnim vzbujanjem) ter asinhronski e-motorji. V praksi? Najprej ActiveE in (Concept) 5 ActiveHybrid, naprej pa ...
Nekaj pa je pri Beemveju kljub zelo različnim pogonom (nafta in elektrika) skupno obema: lahka gradnja. Doslej pretežno jekleno izdelani kosi se umikajo lažjim materialom: aluminiju, magneziju, ogljikovim vlaknom in plastiki. Poleg klasičnih prijemov (ogljik namesto jekla za pokrov motorja ...) pa načrtujejo uporabo lahkih materialov celo na mestih, o katerih še do včeraj niso razmišljali – na primer v obliki izolacije trušča MNZ neposredno ob stroju, s čimer odpadejo kilogrami izolacije na karoseriji.
Vse to je torej vrtenje v trikotniku, omenjenem na začetku. A ni vse tako gladko: v Beemvejevem razvojnem centru ob Frankfurter ringu se pošteno poti šest tisoč inženirjev. Da bi zadostili vse strožjim predpisom o izpuhu (CO2) in da bi kupcem še naprej in v še večji meri omogočali užitek v vožnji. Tako pravi njihov slogan.
besedilo: Vinko Kernc foto: Vinko Kernc, tovarna