17 May 2016

Tecnica, così funziona il nuovo quadri-turbodiesel BMW

E' il più potente motore turbodiesel a sei cilindri , di serie, al mondo e debutta sulle nuove BMW 750D xDrive e BMW 750Ld xDrive. Eroga una potenza massima di 294 kW / 400 CV a 4.400 giri/min e 760 Newtonmetri grazie all' impiego di quattro turbocompressori...

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Il più potente motore turbodiesel di serie a sei cilindri al mondo debutta sulle nuove BMW 750D xDrive e BMW 750Ld xDrive disponibili solo con la trazione integrale intelligente xDrive. Eroga una potenza massima di 294 kW / 400 CV a 4.400 giri/min e una coppia massima di ben 760 Newtonmetri tra 2.000 e 3.000 giri. Il nuovo motore sei cilindri in linea a gasolio da 3,0 litri è stato sviluppata sulla base della nuova generazione di propulsori del Gruppo BMW e sostituisce il precedente tri-turbo della M550d XDrive introdotto nel 2012 (nel video il suo funzionamento):



La sua tecnologia BMW TwinPower Turbo comprende una sovralimentazione multi-stadio con quattro turbocompressori e l' ultima generazione di iniezione diretta common rail in grado di raggiungere una pressione massima superiore a 2.500 bar. Queste ed altre novità tecniche hanno permesso miglioramenti significativi nell'erogazione della potenza. La nuova BMW 750D xDrive accelera da 0 a 100 km /h in soli 4,6 secondi (la BMW xDrive 750Ld in 4.7 secondi). Gran parte del merito è dovuto alla nuova forma di sovralimentazione multi-stadio e all' impiego di quattro turbocompressori al posto dei tre precedenti.

In questo modo la pressione di sovralimentazione può essere generata ancora più velocemente ai bassi regimi e regala una risposta ancora più immediata ai comandi del gas. Ad appena 1.000 giri avete dunque a disposizione ben oltre 450 nm di coppia. Il cambio automatico Steptronic a otto rapporti permette di gestire al meglio la potenza, anche in ripresa, grazie ad una rapportatura specifica ed è stato ottimizzato anche per reggere i 760 nm di coppia del nuovo propulsore. 

Sulla BMW 750D xDrive e sulla BMW xDrive 750Ld la velocità è comunque autolimitata a 250 km/h. Malgrado i 4 kW / 19 cv in più e i 20 Nm di coppia in più rispetto all' unità tri-turbo precedente, i consumi sono scesi di circa l' 11 % assicura la Casa bavarese. Il nuovo nuovo consumo di carburante BMW 750D xDrive e BMW xDrive 750Ld su ciclo combinato si attesta sui 5.7 e 5.9 l/100 km, mentre le emissioni di CO2 sono comprese tra 154-149 grammi Co2 per chilometro.

TECNICA

Vi sono numerose novità tecniche su questa nuova unità. Presenta soluzioni specifiche per affrontare sia i carichi termici e gli stress meccanici derivanti da potenza così elevate e da una pressione di combustione passata da 200 a 210 bar. Testata e basamento sono realizzati con uno speciale processo di compressione ad alta pressione.

La pressatura isostatica a caldo (HIP) assicura che le fusioni di alluminio siano particolarmente forti e resistenti. Altre caratteristiche speciali includono la guarnizione della testata ora a cinque strati, pistoni realizzati in lega di alluminio e silicio e nuovi iniettori piezoelettrici capaci di raggiungere una pressione massima di iniezione di oltre 2.500 bar. Sulle BMW 750d xDrive e BMW 750Ld xDrive una grande attenzione è stata rivolta anche al trattamento dei gas di scarico. Non solo vi sono un filtro antiparticolato ed un convertitore catalitico NOX combinati insieme in prossimità del motore, ma anche un sistema di riduzione selettiva catalitica (SCR) con iniezione di AdBlue.

QUATTRO TURBO
I quattro turbocompressori lavorano insieme come una squadra. Come sull‘unità precedente, l’ aria compressa immessa nelle camera di combustione è generate da una sovralimentazione multi stadio. Ma sul nuovo 3.0 litri troviamo sempre due turbine a geometrie variabile integrati in un un’ unica sede mentre il precedente grande turbocompressore a bassa pressione è stato sostituito da due unità più piccole e in grado di rispondere dunque ancora più velocemente evitando turbo lag.L’ ultima generazione di centralina elettronica Digital Diesel Electronics (DDE) gestisce tutte e 4 le turbine ed adotta una strategia ben definita in base ai carichi coordinando wastegate, intercooler , valvola a farfalla dei gas di scarico, ecc...


Ad andatura normale sono sempre attivi i due turbo a bassa pressione e una delle due turbine ad alta pressione.Solo nelle accelerazioni più forti e decise i due turbo a bassa pressione sono bypassati e questo permette di generare una pressione di sovralimentazione maggiore ancora più velocemente. Il secondo turbo ad alta pressione entra in gioco solo a un regime superiore ai 2.500 giri/min.


RAFFREDDAMENTO
Un'altra nuova caratteristica, non presente nel motore tri-turbo che la nuova unità sostituisce, è un sistema di ricircolo dei gas di scarico attivo sia nella fase a bassa pressione del sistema di sovralimentazione così come in quella ad alta pressione. Questa misura aumenta l'efficacia dei turbocompressori e quindi del motore nel suo insieme. In questo modo, i livelli di emissioni di ossido di azoto ai carichi elevati sono pertanto ridotti.

Per migliorare l'efficienza, il motore impiega un sistema indiretto di raffreddamento dell’ aria di sovralimentazione con una capacità superiore a quello utilizzato sul motore precedente, nonché di un sistema di raffreddamento dedicato per i due turbocompressori a bassa pressione. Elemento chiave, è un secondo circuito di raffreddamento  separato - indipendente dal sistema di raffreddamento del motore - che comprende scambiatori di calore e una pompa del liquido di raffreddamento ad azionamento elettrico .

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