Концепция EfficientDynamics компании BMW
Не прошло и столетия с момента изобретения первого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания, как человечество ощутило и последствия его вредного влияния на окружающую среду. И дело здесь не только в самих выхлопах, но и в тех огромных количествах выбросов, образующихся в результате работы целой индустрии. Сегодня мы уже боремся и с тем и с другим, внедряя технологии, позволяющие снизить негативное влияние на экологию. Почти каждый автомобильный бренд предлагает свои экологические решения – от 100% электромобилей, которые, кстати, не являются абсолютно экологичными, до автомобилей на водородных топливных элементах. Но поскольку ископаемое топливо и до сих пор остается основным источником энергии, инженеры передовых брендов работают над тем, чтобы традиционный автомобиль стал более дружественным к окружающей среде.
Лучшим примером успеха такой стратегии является концепция EfficientDynamics, разработанная компанией BMW. Формально отсчет истории EfficientDynamics начался в 1997 году, с появлением так называемого «Киотского протокола» – международного документа, дополнившего конвенцию ООН по климатическим изменениям на планете. Страны, подписавшие протокол, обязались до 2012 года снизить выброс парниковых газов до уровня 1990 года. И это не просто очередной политический прожект. На самом деле человечество предприняло реальную попытку избежать планетарной катастрофы, угроза которой уже приняла четкие очертания.
Статистика свидетельствует, что в период с 1950 года по 2010 года количество населения планеты выросло почти вдвое; также удвоилось и количество автомобилей. Однако потребление ископаемого топлива увеличилось не в два, и даже не в три, а в целых 5 раз. Вредные выбросы, в состав которых входит ряд вредных компонентов, увеличилось в 4 раза.
Неконтролируемое сжигание ископаемого топлива уже привело к потеплению климата на нашей планете. Таяние льдов Арктики и Антарктики означает повышение уровня мирового океана, вместе с этим появление сильных ураганов, циклонов, штормов и наводнений. Всему этому мы уже сегодня становимся свидетелями.
В 1998 году Европейская ассоциация автопроизводителей объявила о намерении в течение 10 лет снизить выбросы углекислого газа со 187 г/км до 140 г/км, что является эквивалентом потребления топлива на уровне 5,6 л на 100 км. Уже в 2002 году Германия ратифицировала Киотский протокол. Как один из лидеров не только европейской, но и мировой автопромышленности, компания ВMW выступила активным участником движения за чистое будущее.
Однако не стоит думать, что проблемой высокого потребления топлива автопроизводители озаботились только сейчас. Еще в 30-е годы инженеры компании BMW исследовали возможность управления клапанным механизмом мотора, и первый патент на эту технологию был получен в 1939 году. Эта технология была воплощена в 1942 году на авиационном моторе BMW 802. Мощность этого 18-цилиндрового монстра составляла 2500 лошадиных сил, а временем открытия и закрытия его впускных клапанов можно было управлять во время работы. Несомненно, на то время эта технология опережала свое время, а теперь, после технической эволюции она нашла свое место в виде системы изменения фаз газораспределения автомобильных двигателей.
Еще раньше, в 1918 году гениальный конструктор Макс Фриц разработал и применил алюминиевые поршни и картер двигателя, сделав первый шаг к уменьшению его веса и соответственно экономии топлива. Тогда же он разработал и экономичный трехкамерный карбюратор.
В средине 20-ых баварцы начали использовать не только алюминий, то и магний. Это позволило им производить мощные, надежные и в то же время легкие моторы, которые установили немало мировых рекордов. И один из них абсолютно уникальный. В 1931 году экспериментальный поезд «Рельсовый Цепеллин», оснащенный двигателем BMW V-12 разогнался до скорости 230 км/ч. Этот рекорд не могли побить почти четверть века.
В 1936 году BMW представил свою сенсационную 328-ю модель. Благодаря легкой трубчатой раме и алюминиевому кузову этот автомобиль весил всего 830 кг для серийного образца и 780 для BMW 328 Mille Miglia. Еще одной инновацией для этого авто стала 2-литровая шестерка с непосредственным впрыском. И снова баварцы опередили время, т.к. возможности этого мотора ограничивались только качеством бензина. Только специальный гоночный бензин позволил этому двигателю развить мощность в 136 л.с.
Работа по объединению эффективности и динамики в одно целое продолжалась и после войны. Ее результатом стало не только появление лучших в мире шетицилиндровых двигателей, но и досконально проработанных аэродинамических элементов. В 1971 году появилось авто, ставшее платформой для испытания сразу нескольких аспектов будущей концепции EfficientDynamics. Легкий BMW 3 CSL получил специальные спойлеры и полностью закрытое днище. Вместе с мощными двигателями это дало возможность доминировать на европейской спортивной арене с 1973 по 1979 год. Именно в 79-ом был опробован электронный блок управления двигателем, установивший новые стандарты увеличения мощности при уменьшении потребления топлива. Автоматическое отсекание топлива уменьшало его потребление практически до нуля, когда мотор работал на холостых оборотах.
Выводя в 1983 году на рынок дизельные BMW, компания снова сделала ставку на экономичность и эффективность. Турбонагнетатель, увеличенные впускные и выпускные клапаны, усовершенствованная камера сгорания позволили не только увеличить мощность двигателя до 115 л.с., но и снизить потребление топлива до 7 л на 100 км и избавиться от характерного звука дизеля. Все это сделало BMW 524 TD одним из лучших автомобилей своего времени. Таким образом, шаг за шагом концепция EfficientDynamics приобретала формы до самого 2007 года, когда о ней заявили публично. Разработка такой концепции с нуля обошлась бы в сотни миллионов долларов и заняла довольно много времени, а стоимость машин пришлось бы увеличить на порядок.
Но естественный технологический путь EfficientDynamics позволил избежать таких последствий. Данная концепция объединила в себе много различных технологий. Так, например, технология Twin Scroll сделала возможным использование только одной турбины вместо двух. Эта турбина имеет два кольцевых канала, которые направляет выхлопные газы от своей половины цилиндров на один ротор с лопатками специальной формы. Это позволяет максимально использовать турбину на всем диапазоне оборотов. А это означает более полное сжигание топлива и уменьшение его потребления. На ряду с Twin Scroll компания BMW использует целый ряд технологий, позволяющих снизить потребление топлива, не жертвуя мощностью, и даже увеличивая двигателя. Это такие технологии, как, высокототочный впрыск топлива, система регенерации энергии торможения, система управления воздушными заслонками и другие. Кроме того, концепция EfficientDynamics подразумевает максимальное освобождение двигателя от неразъемных приводов различного навесного оборудования. Гидроусилитель руля, генератор, кондиционер подключаются только во время их работы.
Надо заменить, что компания BMW настаивает на том, что извлечь пользу от всех ее полезных технологий можно только при осознанном вождении. Наиглавнейшим звеном концепции EfficientDynamics остается сам водитель.
