Silniki w BMW X3 pierwszej generacji

okazuje się, że sześciocylindrowe, rzędowe silniki BMW są niezrównane. Te jednostki napędowe, o długości ok. 80 centymetrów, należą do najbardziej kompaktowych w swojej klasie. Co więcej, silniki z sześcioma cylindrami w układzie rzędowym słyną z tego, słyną ze znakomitego wyważenia dynamicznego. Wynikiem jest płynność pracy przypominająca turbinę w całym zakresie obrotów.

W połączeniu z niedużą masą i opływowym kształtem X3, silniki te zapewniają niezrównane osiągi i oszczędność paliwa: X3 3.0i przyspiesza od 0 do 100 km/h w ciągu 7,8 sekundy, zaś w X3 3.0d trwa to o jedną dziesiątą sekundy dłużej. Przyspieszanie od 80 do 120 km/h na czwartym biegu zajmuje zaledwie 7,7 sekundy w X3 3.0i, zaś model wysokoprężny wykonuje ten manewr o całą sekundę szybciej.

Prędkość maksymalna standardowych wersji X3 3.0i i X3 3.0d wynosi 210 km/h. Dla silników trzylitrowych wyposażonych w pakiet sportowy dostępna jest opcjonalna konfiguracja szybkościowa, w której zastosowano specjalne opony klasy V w celu uzyskania maksymalnej prędkości 224 km/h (model z 3-litrowym silnikiem benzynowym) lub 218 km/h (model z silnikiem wysokoprężnym).

Kolejną zaletą tych muskularnych i dynamicznych sześciocylindrowych, silników rzędowych BMW jest wyjątkowo niskie zużycie paliwa: X3 3.0i spala zaledwie 11,4 litra na 100 km w cyklu pomiarowym wg normy ECE (1/3 jazdy w mieście, 2/3 jazdy poza obszarem zabudowanym) z ręczną skrzynią biegów. Tymczasem X3 3.0d jest jeszcze bardziej oszczędne i zużywa zaledwie 8,4 litra oleju napędowego w tym samym cyklu pomiarowym. Innymi słowy, X3 3.0d może pokonać 800 kilometrów na jednym baku (67 litrów).

Silniki benzynowe o doskonałej kulturze pracy i wydajności

Dane techniczne silników benzynowych są jasne i przekonujące:

Płynna regulacja faz rozrządu za pomocą układu bi-VANOS, technologia czterozaworowa, adaptacyjna regulacja spalania stukowego i oddzielne cewki zapłonowe to zaawansowane rozwiązania, dzięki którym sześciocylindrowe jednostki BMW od lat są wzorem do naśladowania.

W swej podstawowej konfiguracji, oba silniki są takie same – wykorzystują specjalne kanały turbulencyjne dla każdego cylindra, znacząco poprawiające rezonans dolotowy. Zwiększa to prędkość przepływu mieszanki paliwowo-powietrznej przy niskich prędkościach obrotowych silnika i małych obciążeniach, tym samym poprawiając proces mieszania paliwa i powietrza, umożliwiając optymalny kąt zapłonu i jednocześnie redukując zarówno emisję spalin, jak i zużycie paliwa.

W połączeniu z możliwościami układu bi-VANOS, pozwala to na znacznie większą elastyczność przy przygotowywaniu mieszanki paliwowo-powietrznej, niż jest to możliwe w przypadku systemu konwencjonalnego. Z kolei umieszczone blisko silnika katalizatory spalin z nośnikami metalicznymi, łączące wysoką gęstość komórkową z cienkimi ściankami, gwarantują zachowanie wartości emisji określonych w normach ULEV i EU4.

Zaawansowana regulacja faz rozrządu: bi-VANOS

Nazwa „VANOS” oznacza zmienną regulację faz rozrządu. Jest to system opracowany przez BMW, który umożliwia równoczesne zarządzanie recyrkulacją spalin oraz mocą i momentem obrotowym silnika w celu optymalizacji jego pracy na biegu jałowym i zużycia paliwa. Ta koncepcja opiera się na mechanizmie regulacyjnym służącym do zmiany położenia wałka rozrządu względem wału korbowego, co zapewnia zmienne czasy otwarcia zaworów. Bi-VANOS to z kolei system kontroli zaworów, który reguluje zarówno wałek rozrządu zaworów dolotowych, jak i wylotowych.

System steruje recyrkulacją gorących gazów spalinowych do kolektora dolotowego we wszystkich warunkach pracy, to znaczy przy każdej możliwej kombinacji obciążenia i prędkości obrotowej silnika. Mówi się tu o wewnętrznej recyrkulacji spalin, przy czym ilość powracających gazów spalinowych jest dozowana z dużą dokładnością. Gdy silnik rozgrzewa się, VANOS poprawia mieszankę paliwowo-powietrzną i przyczynia się do jak najszybszego podniesienia temperatury katalizatora do normalnej wartości roboczej.

Na biegu jałowym system zapewnia płynną pracę silnika poprzez ograniczenie recyrkulacji spalin do minimum. Recyrkulacja zostaje następnie zwiększona podczas pracy przy obrotach roboczych, co umożliwia pracę silnika przy bardziej otwartym położeniu przepustnicy w celu osiągnięcia mniejszego zużycia paliwa. Wreszcie, przy pełnym obciążeniu, system ponownie zmniejsza recyrkulację w celu doprowadzenia maksymalnej ilości powietrza do cylindrów.

Elektronicznie sterowana przepustnica

Aby jak najlepiej spełnić wymagania kierowcy podczas jazdy w warunkach ciągłego przyspieszania i zwalniania, a jednocześnie zapewnić natychmiastową reakcję samochodu, gdy tylko potrzebna będzie większa moc, oba silniki benzynowe wyposażono w elektronicznie sterowaną przepustnicę. Ten technologicznie zaawansowany zespół rozpoznaje wybrany aktualnie bieg i dzięki temu może uruchomić indywidualną charakterystykę przepustnicy dla każdego przełożenia. Kolejna zaleta elektronicznie sterowanej przepustnicy to płynne przechodzenie pomiędzy stanami jazdy, przykładowo od jazdy bez gazu do obrotów roboczych i vice versa.

Niskie koszty serwisu

Sześciocylindrowe silniki rzędowe BMW są przekonującym dowodem na to, że BMW przywiązuje dużą uwagę do konstrukcji i konfiguracji układu przeniesienia napędu:

• Łańcuch napędzający wałki rozrządu oraz pasy klinowe napędzające agregaty dodatkowe silnika nie wymagają serwisowania przez cały okres trwałości użytkowej silnika.

• Skoku zaworów w ogóle nie trzeba ustawiać, gdyż właściwe ustawienie utrzymywane jest automatycznie przez cały okres trwałości użytkowej silnika za pomocą hydraulicznej regulacji skoku zaworów.

• Sprzęgło jest również samonastawne i nie wymaga żadnej obsługi.

• Filtry powietrza i świece zapłonowe należy wymienić dopiero po przejechaniu 100 000 kilometrów.

• Żadna z przekładni nie wymaga wymiany oleju przez cały okres trwałości użytkowej.

• Silniki nie wymagają już rutynowego serwisu w okresie docierania.

• Ulepszony wskaźnik przeglądów BMW dodatkowo minimalizuje koszty utrzymania samochodu, informując kierowcę o odległości w kilometrach, jaką może jeszcze pokonać, zanim konieczna będzie wymiana oleju silnikowego. Innymi słowy, sztywne, z góry określone okresy między wymianami oleju zastąpiono indywidualnymi wyliczeniami, opartymi na przebiegu i warunkach jazdy, w związku z czym o konieczności wymiany decyduje faktyczne zużycie oleju. Pozwala to kierowcom, którzy na ogół pokonują długie odległości, wydłużyć okresy między wymianami oleju do 30 000 kilometrów, podczas gdy osoby, osiągające zwykle krótsze przebiegi, będą musiały wymieniać olej po przebyciu mniej więcej 23 000 kilometrów.

• Silnik rozpoznaje wszystkie klasy paliwa od 91do 98 oktanów i nie ulegnie uszkodzeniu nawet wówczas, gdy przez dłuższy czas będzie napędzany paliwem gorszej jakości. Tak jak we wszystkich innych silnikach benzynowych BMW, regulacja spalania stukowego automatycznie dostosowuje warunki pracy silnika do stosowanego paliwa.

Silnik wysokoprężny z układem Common Rail drugiej generacji

Ultrapotężną i ekonomiczną alternatywą dla silników benzynowych jest w BMW X3 silnik wysokoprężny z bezpośrednim wtryskiem, który zdążył już zasłynąć jako autentycznie sportowy silnik wysokoprężny w limuzynach BMW.

Dane techniczne silnika przedstawiono poniżej:

Być może najistotniejszym czynnikiem decydującym o potężnej mocy, dynamice i niskim spalaniu tego silnika jest opracowany przez BMW układ Common Rail drugiej generacji, który wyróżnia się znacząco wyższym ciśnieniem wtrysku i lepszą regulacją ilości paliwa. Maksymalne ciśnienie układu zwiększono z 1 350 do 1 600 bar, co powoduje szybszy wtrysk paliwa i zapewnia jeszcze lepsze rozpylenie, czego wynikiem jest dodatkowa moc i większa oszczędność paliwa. Co więcej, ten zaawansowany proces wtrysku nie zawsze spręża całkowitą ilość doprowadzanego paliwa do maksymalnego ciśnienia, ale – za sprawą regulacji ilościowej – tylko tyle, ile silnik wymaga w danym momencie.

Osiągnięta w ten sposób redukcja energii wymaganej przez pompę wysokociśnieniową znacząco zwiększa oszczędność paliwa.

Możliwość maksymalnie czterokrotnego wtrysku paliwa podczas każdego suwu rozwiązuje konflikt interesów pomiędzy mocą wyjściową a tłumieniem hałasu. Podwójny wtrysk wstępny, wtrysk główny i wtrysk dodatkowy usprawniają cały proces, gdyż podczas pierwszej fazy następuje dodatkowe złagodzenie spalania, zaś wtrysk dodatkowy poprawia utlenianie cząstek stałych i redukuje w ten sposób emisję szkodliwych substancji. W rezultacie X3 3.0d spełnia bez trudu wartości emisji określone w normie EU 3, zaś zoptymalizowana geometria łopatek i zastosowanie materiałów o dużej wytrzymałości po raz kolejny przyczyniają się do poprawienia wydajności turbiny i sprężarki w turbosprężarce doładowującej.

Digital Diesel Electronics – stała kontrola płynności pracy

Aby w pełni wykorzystać wszystkie opcje oferowane w szczególności przez najnowszą generację technologii Common Rail, dodatkowo ulepszono technikę Digital Diesel Electronics. Owocem tych prac jest generacja DDE5, która pozwala między innymi zwiększyć płynność i kulturę pracy poprzez zastosowanie nowego czujnika wału korbowego z cyfrowym wyjściem sygnału i ulepszonej kontroli nad układem szybkiego podgrzewania świec żarowych. DDE5 obsługuje sterowane elektronicznie, niskonapięciowe (6 V) świece żarowe, nagrzewając jedynie ich końcówki do wartości szczytowej temperatury. W praktyce umożliwia to jeszcze bardziej spontaniczny zapłon, a ponadto pozwala silnikowi osiągnąć wyższe temperatury końcowe, zmniejszyć jego zapotrzebowanie na prąd i zachować jeszcze bardziej kompaktowe wymiary.

W rezultacie kierowca może uruchomić silnik spontanicznie, nawet bez czekania, przy temperaturach do 5 °C. Z kolei przy ekstremalnie niskich temperaturach, sięgających –20 °C, uruchomienie silnika trwa zaledwie dwie sekundy.

Zastosowana tu po raz pierwszy funkcja „inteligentnej pamięci” pozwoliła dodatkowo zmniejszyć różnice w wartościach wtrysku dla poszczególnych cylindrów, zapewniając standard komfortu i kultury pracy nie mający sobie równych w segmencie SAV.

Sześciobiegowa skrzynia ręczna lub pięciobiegowa skrzynia automatyczna

Wszystkie modele X3 są standardowo wyposażone w ręczną sześciobiegową skrzynię biegów, która spełnia wszystkie wymagania i oczekiwania kierowcy sportowego SAV: krótkie skoki i wysoka precyzja dźwigni zmiany biegów oraz optymalnie dobrane przełożenia. Pozwala to kierowcy nie tylko korzystać z wysokiego momentu obrotowego silnika praktycznie na każdej drodze i przy każdej prędkości obrotowej silnika, ale również prowadzić X3 „leniwie” (rzadko przełączając biegi), a zarazem bez nadmiernej utraty zwinności. Olej w przekładni nie musi być wymieniany przez cały okres jej trwałości użytkowej.

Silnik i ręczna skrzynia biegów połączone są ze sobą za pomocą samonastawnego sprzęgła, które zaprojektowano w celu zapewnienia równomiernego przekazywania siły nacisku pedału niezależnie od stopnia zużycia. Dzięki temu sprzęgło jest absolutnie niezawodne i nie wymaga żadnego serwisowania przez cały okres trwałości użytkowej.

Pięciobiegowa automatyczna skrzynia biegów z układem sterowania adaptacyjnego (AGS), całkowicie regulowanym sprzęgłem przetwarzającym moment obrotowy i funkcją Steptronic dostępna jest w wyposażeniu dodatkowym.

źródło: BMW

Michał Kiermanowicz

Redaktor naczelny portalu motoryzacyjnego 7dosetki.pl. W branży motoryzacyjnej praktycznie od dziecka. Odpowiada za całą część merytoryczną i plan redakcyjny na portalu.