Silnik boxer
Mocniejszy, bardziej wyrafinowany i ekonomiczny, jeśli chodzi o zużycie paliwa: BMW Motorrad przedstawia najnowszą generację dwucylindrowego „boksera”, tak charakterystycznego dla tej marki. Chłodzony powietrzem, czterozaworowy nowy silnik zaprojektowano na te samej zasadzie, co tradycyjne dwucylindrowe jednostki napędowe BMW Motorrad, ale tak naprawdę silnik ten został opracowany zupełnie od nowa. Poprawiono wszystkie jego komponenty mające wpływ na osiągi. Na przykład dzięki wydłużeniu skoku tłoka z 70,2 do 73 mm, oraz nowemu lżejszemu wałowi korbowemu pojemność skokowa wzrosła do 1170 cm3. Wzrost mocy i momentu obrotowego również robi duże wrażenie: zależnie od modelu wartości te wynoszą nawet do 81 kW (110KM) i 115 Nm przy 5500 obr/min.
Inne komponenty, które przyczyniają się do imponującego wzrostu osiągów tego boxera to większe zawory, zoptymalizowane kanały dolotowe i wylotowe, zwiększony stopień sprężania (R 1200 GS 11.0:1; R 1200 RT/ST 12.0:1) i znacznie powiększony airbox, mający teraz objętość 9 litrów. Rezultatem jest wspaniały charakter silnika, który przekonująco demonstruje swoje zalety już od najniższych obrotów.
Kluczowym osiągnięciem rozwojowym w nowym płaskim silniku dwucylindrowym była dalsza poprawa płynności jego pracy. Dlatego też nowy silnik - po raz pierwszy w historii płaskich twinów montowanych w motocyklach BMW - ma teraz wałek wyrównoważający. Aby zaoszczędzić miejsce, umieszczono go wewnątrz pustego wałka dodatkowego napędzającego wałek rozrządu, dzięki czemu zapewnia on optymalną płynność pracy i "jedwabiste" oddawanie mocy w całym zakresie obrotów silnika, nie "rozmywając" przy tym zasadniczego charakteru tego dwucylindrowego silnika. Z jednym wyjątkiem: w celu zredukowania masy motocykla, płaski twin w modelu HP nie został wyposażony w wałek wyrównoważający.
Nowy płaski twin ma większą pojemność i osiągi, niż jego poprzednik, ale mniej waży, pomimo tego, że posiada dodatkowy wałek wyrównoważający. Konsekwentna, lekka konstrukcja pozwoliła zredukować masę silnika o 3 kilogramy. Było to możliwe dzięki najnowocześniejszym metodom rozwojowym i nowatorskim technikom odlewania. Oto jeden z wielu przykładów: skrzynia korbowa jest teraz znacznie sztywniejsza i stabilniejsza, ale jej masa spadła o 1,4 kg. A zasada niskiej masy komponentów była również konsekwentnie stosowana wewnątrz silnika: nowy wał korbowy jest na przykład lżejszy o cały kilogram.
Obecny silnik „boxer” posiada również układ kontroli spalania stukowego. Czujniki tego systemu rejestrują każde niekontrolowane spalenie mieszanki, np. takie, które może wystąpić, kiedy jakość paliwa jest niska. System sterujący silnika zarejestruje opóźni wtedy moment zapłonu. Ten silnik o wysokim stopniu sprężania może dzięki temu zadowolić się zwykłą benzyną typu „regular”. Najnowszy etap rozwoju systemu sterującego silnika BMS-K i zmodyfikowany podwójny zapłon redukują zużycie paliwa o około 8%, pomimo wyższych osiągów silnika. Znajdziemy tu również dwie sondy lambda współpracujące z trójdrożnym katalizatorem o obiegu zamkniętym, dla zapewnienia minimalnych emisji zanieczyszczeń, zgodnych z obowiązującą obecnie normą emisji spalin EU 3.
Nowy płaski silnik dwucylindrowy BMW to najlepszy „boxer” w historii. Jest mocniejszy, bardziej dynamiczny, niezmiennie wzbudza w motocyklistach emocje, którym trudno się oprzeć - tak jak przez ostatnie osiemdziesiąt lat.
Silnik jednocylindrowy
Ogólnie przyjmuje się, że motocykle jednocylindrowe są najprostszym napędem środka transportu na dwóch kołach. Modele BMW F650 i G 650 X są zbudowane zgodnie z zasadą “mniej znaczy więcej”. Ich znakiem rozpoznawczym jest solidny, chłodzony wodą, jednocylindrowy silnik czterosuwowy. Ze swoją nieskomplikowaną konstrukcją, ogromem mocy i momentu obrotowego oraz doskonałą płynnością pracy, jest on predestynowany do zastosowania w lekkich motocyklach enduro, tzn. w motocyklach oferujących znakomite osiągi zarówno na utwardzonych drogach, jak i w terenie. Jego niskie zapotrzebowanie na paliwo również przyczynia się do redukcji kosztów użytkowania tych najprostszych motocykli w ofercie BMW.
4-suwowy, jednocylindrowy silnik chłodzony cieczą o pojemności 652 cm3 posiada wał korbowy w dzielonej pionowo obudowie. Korbowód ma również łożyska ślizgowe, a jego dolna stopa nie jest dzielona. Tak jak w przypadku wszystkich silników motocyklowych w ofercie BMW, tłok porusza się w cylindrze o ścianach pokrytych niklowo-krzemionkowo-karbidową powłoką, co zapewnia minimalną podatność na zużycie i uszkodzenia, a tym samym - wysokie przebiegi bez awarii. Aby zrekompensować duże siły inercyjne, zastosowano wałek wyrównoważający napędzany przez czołową przekładnię zębatą, obracający się w kierunku przeciwnym, niż wał korbowy. Znajduje się on w przedniej części obudowy silnika, przed wałem korbowym i napędza pompę płynu chłodzącego.
Aby uzyskać maksymalny prześwit do jazdy terenowej, układ jest smarowania jest wyposażony w suchą miskaę olejową ( smarownie ciśnieniowe). Nowoczesna głowica silnika z technologią 4-zaworową mieści dwa wałki rozrządu, które sterują pracą zaworów za pośrednictwem popychaczy. Łańcuch rolkowy z hydraulicznym napinaczem łączy wał korbowy z wałkami rozrządu.
Ten jednocylindrowy silnik pobiera mieszankę paliwowo-powietrzną z układu wtryskowego. Wtrysk jest elektronicznie sterowany i monitorowany. Zapewnia to również optymalne oczyszczanie gazów spalinowych przez znajdujący się w rurze wydechowej trójdrożny katalizator pracujący w układzie zamkniętym. Ten osiągający do 50KM singiel, dostępny również w wersji o mocy zdławionej do 34KM przeznaczonej dla początkujących motocyklistów, przekazuje moc do pięciostopniowej skrzyni biegów o stałym zazębieniu za pośrednictwem wielotarczowego mokrego sprzęgła. Prasa motocyklowa jednogłośnie potwierdza, że jednocylindrowe modele BMW mają szczególnie niski poziom wibracji i znaczny moment obrotowy, dzięki takiej koncepcji budowy silnika.
2-cylindrowy silnik rzędowy twin
W roku 2006 w modelach linii F wprowadzono nowy 2-cylindrowy silnik rzędowy w układzie twin. Inicjalnie był on montowany tylko w modelach F 800 S i ST. Silnik ten, w dużej części wykonany z aluminium, posiada dwa równoległe cylindry, i kąt zapłonu o wartości 360 stopni. Taka zasada projektowa charakteryzuje się generowaniem szczególnie wysokich mocy. Oczywiście nie jest przypadkiem, że wytwarzany przez ten silnik „gang” przypomina brzmienie dwucylindrowego boxera.
Aby poradzić sobie z ogromnymi siłami bezwładności, których wystąpienia nie da się uniknąć w tego rodzaju silniku, inżynierowie BMW opracowali niezwykłe rozwiązanie pozwalające na lepsze efekty niż w przypadku zastosowania standardowych, obracających się w przeciwnych kierunkach wałkach wyrównoważających. Bazuje ono na systemie wyważającym, umieszczonych centralnie na wale korbowym i składającym się elementu wyważającego umieszczonego na specjalnym korbowodzie. Korbowód został umieszczony na mimośrodzie, który jest ustawiony pod kątem 180 stopni do wykorbienia wału Precyzyjnie skalkulowany rozkład mas pomiędzy wyorbieniem wału po stronie tłoka a zawiasem wyrównoważającym. Bazuje ono na systemie wyważającym, umieszczonych centralnie na wale korbowym i składającym się elementu wyważającego umieszczonego na specjalnym korbowodzie. Korbowód został umieszczony na mimośrodzie, który jest ustawiony pod kątem 180 stopni do wykorbienia wału Precyzyjnie skalkulowany rozkład mas pomiędzy wyorbieniem wału po stronie tłoka a zawiasem wyrównoważającym wydajnie przeciwstawia się oscylacji momentów bezwładności wału korbowego we wszystkich pozycjach. Bezwładność komponentów została efektywnie wyeliminowana do tego stopnia, że odczuwalne jest tylko przyjemne pulsowanie tego mocnego, dwucylindrowego silnika.
Chłodzony cieczą, 2-cylindrowy, 4-suwowy silnik o pojemności skokowej 798 cm³ posiada bardzo nowoczesną głowicę. Łańcuch rozrządu z hydraulicznymi regulatorami napędza dwa wałki rozrządu w głowicy, które sterują czterema zaworami każdego cylindra za pośrednictwem systemu popychaczy zaworowych.
Za przygotowanie mieszanki odpowiedzialny jest system zarządzający pracą silnika BMS-K oraz wlotowy układ wtryskowy i dwie przepustnice o średnicy 46 mm. Objętość porcji wtryskiwanego paliwa jest determinowana przez długość cyklu pracy pompy paliwowej, i waha się zależnie od zapotrzebowania na moc. Dzięki zastosowaniu czujnika ciśnienia paliwa, nie jest potrzebny przewód powrotny w układzie paliwowym, ponieważ ilość podawanego paliwa jest zawsze dokładnie taka, jaka jest wymagana.
Układ cyrkulacji oleju również posiada pewną interesującą, specjalną cechę: ponieważ zastosowano w nim pół-suche smarowanie, nie ma potrzeby instalowania oddzielnego zbiornika na olej silnikowy. W silniku cyrkuluje około 3 litrów oleju, co oznacza, że przy maksymalnej prędkości obrotowej olej przepływa przez silnik z prędkością około 20 litrów na minutę. Dodatkowo zastosowany wodno-olejowy wymiennik ciepła redukuje temperaturę oleju silnikowego oraz w przypadku zimnego rozruchu skutkuje szybkim osiąganiem wymaganej temperatury pracy i proporcjonalnym skróceniem procesu rozgrzewania silnika.
Stopień sprężania wynoszący 12:1 oznacza bardzo wydajne wykorzystanie paliwa. W zależności od modelu, można osiągnąć spalanie na poziomie 4,4l na 100 km przy prędkości 120 km/h i 3,4l przy prędkości 90 km/h. A ponieważ mamy tu jeszcze 3-drożny katalizator, motocykle te bez trudności spełniają wymogi normy EU-3.
Relatywnie duży stosunek średnicy cylindra do skoku tłoka (82 x 75,6 mm) pozwala osiągnąć dobry kompromis pomiędzy mocą przy wysokich obrotach a momentem obrotowym, a rozkład mocy w modelach wyposażonych w ten silnik jest tak imponujący, jak ich przyśpieszenie. 90 procent maksymalnego momentu obrotowego występuje przy 5000 obr/min, a krzywa momentu stale rośnie od tego punktu aż do maksymalnej prędkości obrotowej 8000 obr/min.
Cały przedstawiony „pakiet” możliwości czyni ten silnik bardzo nowoczesną, elastyczną jednostką napędową, która z powodzeniem demonstruje swoje zalety w różnych modelach motocykli.
4-cylindrowy silnik rzędowy w układzie poprzecznym
Specjalnie do modeli K: K 1200 GT, R, R Sport i S, firma BMW Motorrad opracowała całkowicie nowy, 4-cylindrowy silnik rzędowy. Przy stosunku średnicy cylindra do skoku tłoka wynoszącym 79 x 59 mm i prędkością tłoka osiągającą 21 m/s przy maksymalnej prędkości obrotowej, ten wykonany w całości z aluminium silnik jest jednostką napędową o prawdziwie rasowych wysokich osiągach.
Po raz pierwszy w historii BMW Motorrad, 4-cylindrowy silnik K 1200 S został zamontowany poprzecznie, i nachylony do przodu pod bardzo dużym kątem wynoszącym 55 stopni. Taki sposób montażu obniża środek ciężkości motocykla, a jednocześnie zapewnia optymalny rozkład mas na oba koła wynoszący 50:50 w nieruchomym motocyklu, bardzo korzystny do sportowej jazdy. Niskie położenie silnika oferuje również miejsce na dużych rozmiarów air-box, który jest zlokalizowany bezpośrednio nad silnikiem, co zapewnia aerodynamicznie korzystny układ dwóch kanałów wlotowych powietrza.
W ten sposób układ wlotowy K 1200 S łączy w sobie klasyczny rezonansowy rurowy system indukcyjny - zapewniający pełniejszą krzywą momentu obrotowego - z zaletami wlotu RAM, zwiększającego osiągi szczytowe przy maksymalnych prędkościach.
Mający 1157 cm3 silnik o krótkim skoku tłoka spełnia pokładane w nim oczekiwania. Ta 4-cylindrowa jednostka oferująca 123 kW (167 KM) przy 10,250 obr/min z siła katapulty przyśpiesza K 1200 S od 0 do 100 km/h w zaledwie 2,8 sekundy. Maksymalny moment obrotowy K 1200 S (120 kW / 163 KM) jest prawdziwie imponujący i wynosi 127 Nm. Ten najbardziej sportowy ze wszystkich silników motocykli BMW w historii niemal wyrywa ręce kierowcy od 8000 obr/min aż do maksymalnej prędkości obrotowej 11000 obr/min, której nie pozwala przekroczyć funkcja zabezpieczająca. A jednocześnie ten 4-cylindrowy silnik o maksymalnym momencie obrotowym wynoszącym 130 Nm przy 8250 obr/min rozwija imponujący ciąg już od prędkości biegu jałowego i oferuje znakomitą reakcję na otwarcie przepustnicy w całym zakresie obrotowym. Tym samym zapewnia on świetne osiągi i nadzwyczajną siłę ciągu przy wszystkich prędkościach obrotowych. Aby osiągnąć lepsze osiągi podczas szybkiej jazdy turystycznej, silniki K 1200 GT został skonstruowany z myślą o większym momencie obrotowym, i osiąga teraz moc teraz 112 kW (152 KM) przy 9500 obr/min.
Szczególnie ważną zaletą techniczną tego 4-cylindrowego silnika jest jego mała szerokość, wynosząca tylko 43 cm na wysokości wału korbowego - czyli w przybliżeniu tyle samo, co szerokość nowych 4-cylindrowych silników o pojemności 600 cm3. Dlatego ta jednostka napędowa mogła zostać „usadowiona” głęboko w ramie, i nie ogranicza dużego kąta pochyłu motocykla w skręcie, oczekiwanego od motocykli sportowych. Zredukowana szerokość silnika pozwala również na bardzo korzystne zlokalizowanie pompy płynu chłodzącego, która znajduje się po lewej stronie głowicy i napędzana jest bezpośrednio przez wałek rozrządu zaworów wlotowych. Dzięki temu przewody płynu chłodzącego pomiędzy chłodnicą a pompą mogą być bardzo krótkie.
Dalszą redukcje masy udało się osiągnąć dzięki zastosowaniu lekkich materiałów: np. obudowa sprzęgła wykonana jest z magnezu. Nowy 4-cylindrowy, aluminiowy silnik o masie całkowitej wynoszącej zaledwie 81,5 kg (ze sprzęgłem, skrzynią biegów, rozrusznikiem, alternatorem i układem wału napędowego) ustanawia nowy standard w swojej klasie pojemności.
Kadłub silnika jest mocowany śrubami do aluminiowej ramy w siedmiu punktach, co zapewnia całej konstrukcji dodatkową sztywność. Nadzwyczajnie neutralne prowadzenie modeli K jest odzwierciedleniem efektywności zastosowanej zasady konstrukcyjnej. Tę zaletę wzmacnia jeszcze wyrafinowane suche smarowanie z płaską miską olejową. Ponieważ źródło oleju nie znajduje się pod jednostką napędową, to silnik, a więc i środek ciężkości motocykla, został jeszcze bardziej obniżona. Jednocześnie smarowanie z suchą miska olejową zapewnia optymalne smarowanie nawet w ekstremalnych sytuacjach na drodze.
Aby uzyskać osiągi generowane przez ten supernowoczesny 4-cy silnik, inżynierowie BMW Motorrad korzystali z wieloletnich doświadczeń firmy BMW zdobytych podczas wyścigów Formuły 1. Np. głowica silnika pochodzi bezpośrednio z rozwiązań zastosowanych w bolidach Formuły 1 i mieści 16 zaworów napędzanych przez dwa wałki. To rozwiązanie jest szczególnie zasadne przy pracy na wysokich obrotach i pozwala na zachowanie małych gabarytów głowicy. Niskie masy ruchomych elementów i ekstremalna sztywność systemu sterowania zaworami również zapewnia redukcję naprężeń przenoszonych przez komponenty - a jest to najważniejszy wymóg, konieczny dla zapewnienia niezawodności i trwałości silnika.
Inne techniczne dodatki, takie jak aerodynamicznie zoptymalizowane kanały wlotu i wylotu powietrza, cyfrowy, elektroniczny układ sterujący silnika (BMS-K) oraz wysoki stopień sprężania (z kontrolą spalania stukowego w indywidualnych cylindrach) zapewniają nie tylko wysokie osiągi, ale również imponującą harmonię oddawania mocy. A jednocześnie dwa wałki wyrównoważające redukują do minimum siły bezwładności charakterystyczne dla rzędowego silnika 4-cylindrowego. Zredukowany poziom wibracji zapewnia większy komfort kierowcy i pozwala kierowcy oraz pasażerowi cieszyć się długimi podróżami bez zmęczenia.
Gazy spalinowe są oczyszczane w ważącym zaledwie 10,4 kg układ wydechowy typu cztery-w-jednym, przez powlekany rodem katalizator charakteryzujący się trwałością oraz dużą odpornością na wysoką temperaturę.
Nowy silnik 4-cy jest nie tylko najmocniejszą jednostką napędową, która była kiedykolwiek montowana w seryjnym motocyklu BMW, ale również ustanawia ona nowe standardy w swojej klasie pojemności, jeśli chodzi o nowatorskie rozwiązania, kompaktowość i niską masę.
4-cylindrowy silnik rzędowy w układzie wzdłużnym
4-cylindrowe silniki motocykli BMW zapewniające duży moment obrotowy i moc luksusowym motocyklom turystycznym K 1200 LT, są oparte na opatentowanym systemie „BMW Motorrad Compact Drive System". Celem tej koncepcji budowy silników jest zaoferowanie chłodzonego cieczą rzędowego silnika 4-cylindrowego, z bezpośrednim przeniesieniem mocy na wał napędowy, charakteryzującego się najniższym możliwym środkiem ciężkości, zapewniającą zwinność napędzanemu przez siebie motocyklowi. Silnik musi też być mocny, przyjazny dla środowiska jeśli chodzi o emisje gazów, maksymalnie niezawodny i możliwie „nisko-obsługowy”. Koncepcja Compact Drive System łączy w sobie wszystkie te cechy.
4-cylindrowy silnik rzędowy czerpiący swoją moc z cylindrów o pojemności skokowej 1172 cm3 jest instalowany w modelach K w pozycji poziomej. Cylindry znajdują się po lewej stronie i skierowane są do przodu. Wał korbowy jest również zamontowany wzdłużnie i napędza jednotarczowe suche sprzęgło, oraz sześciostopniową skrzynię biegów za pośrednictwem przekładni zębatej i wałka pośredniego. Wałek pośredni pełni również rolę wyrównoważającą, kompensując niepożądane odchylenia wału korbowego. Cztery zawory na komorę spalania aktywowane są za pośrednictwem popychaczy przez dwa wałki rozrządu w głowicy, obracające się w pięciu łożyskach ślizgowych. Tłoki z płaszczem ślizgowym posiadają trzy pierścienie i pracują w cylindrach, których ściany są powlekane warstwą niklowo-krzemionkowo-karbidową, zapewniającą niezwykłą odporność na zużycie, będącą źródłem cieszących się znakomitą opinią długich bezawaryjnych przebiegów motocykli BMW. Oprócz posiadającego dwie chłodnice, sterowanego termostatem układu chłodzenia wykorzystującego ciecz, K 1200 RS i GT posiadają również chłodnice powietrza w przedniej części plastikowej owiewki zapewniającą stabilność termiczną kadłuba 4-cylindrowego silnika. Krążenie oleju jest regulowane przez termostat.
Silnik K 1200 LT generuje 116 KM i osiąga maksymalny moment obrotowy o wartości 120 Nm przy 5250 obr/min. Dzięki cyfrowemu systemowi sterującemu silnikiem i trójdrożnemu katalizatorowi ulokowanemu bezpośrednio za kolektorami w układzie wydechowym, silnik ten osiąga wzorcowe wartości emisji. Zwarta jednostka obejmująca silnik/sprzęgło/skrzynię biegów jest zawieszona na dużych gumowych „silent-blockach” w celu wyeliminowania wibracji lekkiej aluminiowej ramy. Cechą charakterystyczną tego 4-cylindrowego silnika rzędowego modele K jest wyrafinowana charakterystyka oddawania mocy w całym, szerokim zakresie obrotów, oraz adekwatna moc i moment obrotowy zawsze dostępny na życzenie. A zatem silnik ten jest idealny do długich podróży.
Źródło: materiały promocyjne BMW
