VALVETRONIC: comando valvole variabile al lato di aspirazione

Con il comando valvole variabile VALVETRONIC, dal lontano 2001 il BMW Group utilizza nei motori a benzina una tecnica innovativa di controllo del carico, funzionante senza la valvola a farfalla. Questo sistema di cui non dispone nessun concorrente viene ottimizzato continuamente e rappresenta la soluzione perfetta anche per il futuro sistema modulare di costruzione di motori. Il VALVETRONIC dell’ultima generazione utilizza una meccanica di alta precisione composta da un albero eccentrico che varia la corsa della valvola al lato di aspirazione. Dato che la variazione della corsa della valvola avviene in continuo, durante l’esercizio normale del motore è possibile rinunciare alla tradizionale valvola a farfalla.

L’effetto: dato che la regolazione del volume d’aria necessario avviene all’interno del motore, vengono minimizzate le perdite da strozzamento che si verificano durante il cambio di carica e, conseguentemente, cala anche il consumo di carburante. Contemporaneamente, il motore offre una migliore rapidità di risposta dato che l’esercizio senza farfalla avviene nelle valvole di aspirazione e, a differenza dei motori con controllo del carico tradizionale, a pressione ambientale , così che in caso di un improvviso cambio di carico richiesto dal guidatore non è necessario attendere il riempimento dei collettori di aspirazione con dell’aria fresca.

Un concetto valido per il futuro: ridurre invece di spegnere

A differenza degli altri processi, i vantaggi del VALVETRONIC a livello di rendimento, di migliore rapidità di risposta e di formazione ottimizzata della coppia sono disponibili nell’intero arco di regime. Il comando del carico esente da farfalla agisce in modo simile a un dimmer per abbassare l’intensità della luce, cioè uniformemente su tutti i cilindri, senza compromettere la silenziosità di esercizio o le caratteristiche sonore del motore, e questo lo distingue dai sistemi che prevedono la disattivazione di singoli cilindri.

Il concetto “Ridurre invece di spegnere” permette di realizzare dei valori di consumo di carburante e delle emissioni minimi, accompagnati dal massimo livello di dinamica, di comfort e di erogazione lineare di potenza. Inoltre, la tecnologia sviluppata da BMW è utilizzabile in motori di dimensioni e potenza differenti. Per il nuovo sistema modulare di costruzione dei motori ciò significa: BMW è in grado di configurare sempre dei motori dalle dimensioni ottimali e di offrire la soluzione ideale per ogni applicazione.

Nuova famiglia di motori con motore BMW TwinPower Turbo da 1 500 cm³.

Dato che la tecnologia BMW TwinPower Turbo può venire utilizzata indipendentemente dalla cilindrata totale e dal numero di cilindri,  è la soluzione ideale per la futura famiglia di motori Efficient Dynamics. Uno dei primi rappresentanti sarà il motore BMW TwinPower Turbo da 1 500 cm³. Il compatto motore in linea offre le famose caratteristiche di tutti i propulsori BMW e si distingue per un alto livello di dinamica e di efficienza. In più, il propulsore offre i tipici pregi di un tre cilindri, cioè un’elevata reattività, un’alta rapidità di risposta e una sonorità dinamica e sportiva.

Vantaggio a livello di consumo di carburante: leggero, compatto e ad attrito ridotto

Grazie al proprio basso attrito interno, il motore BMW TwinPower Turbo da 1 500 cm³ riduce notevolmente i valori di consumo di carburante. I grandi intervalli di accensione permettono di adattare i cambi di carica con la massima precisione alle esigenze del guidatore. A questo scopo, il nuovo tre cilindri utilizza l’ultima generazione dell’iniezione diretta di carburante High Precision Injection e del comando valvole variabile VALVETRONIC. 

“Un mezzo sei cilindri” con una notevole silenziosità di esercizio

Le caratteristiche vibrazionali del motore esercitano un effetto positivo che si aggiunge al peso ridotto e alle dimensioni compatte. In questo campo il tre cilindri presenta degli elementi comuni con i motori sei cilindri in linea che sono esenti sia da forze d’inerzia libere che da coppie d’inerzia. Anche il tre cilindri è esente da forze d’inerzia di primo e secondo ordine; inoltre, la bassa coppia di rollío rispetto al motore a sei cilindri viene eliminata completamente da un albero di equilibratura. Grazie all’ammortizzatore delle vibrazioni torsionali realizzato con il principio del pendolo a forza centrifuga, il motore funziona con la massima regolarità anche a bassi regimi, assicurando così un elevato comfort di guida.

Nel tre cilindri la frequenza del suono nel terminale aumenta ad una velocità del 50 percento superiore a quella di un quattro cilindri, il motore viene percepito come molto sportivo.

Cilindrata e potenza

La base della nuova famiglia di motori è un principio costruttivo unico, a configurazione in linea. Il motore di base è composto da moduli di cilindri dalla cilindrata unitaria di 500 cm³ che riflette il valore termodinamicamente ottimale per l’utilizzo nelle autovetture. Il nuovo tre cilindri ha conseguentemente una cilindrata di 1 500 cm³, il quattro cilindri di 2 000 cm³ e il sei cilindri di 3 000 cm³. La potenza di un cilindro dei motori a benzina varia tra i 30 e i 55 kW (a 60 – 80 Nm), quella di un diesel tra i 20 e i 43 kW (a 75 – 110 Nm).

Altri elementi comuni tra i motori diesel e a benzina sono la distanza tra i cilindri, il basamento in alluminio, il concetto degli alberi di equilibratura, la configurazione delle catene della distribuzione, il layout delle viti della testata cilindri e il rivestimento di alta qualità delle canne dei cilindri. Complessivamente, la quota di componenti identici utilizzati nei motori funzionanti secondo lo stesso principio di combustione è del 60 percento, mentre le concordanze costruttive tra motori a benzina e diesel sono del 40 percento circa.

Ulteriori vantaggi verranno realizzati attraverso la standardizzazione delle interfacce. Oltre alle sedi identiche dei supporti motore, gli elementi comuni principali saranno il collegamento al circuito di raffreddamento,la sezione di aspirazione e di scarico e l’impianto di riscaldamento e di climatizzazione. Rispetto ai modelli attuali il numero di varianti calerà a circa la metà. Infine, tutti i propulsori avranno lo stesso lato “freddo” di aspirazione e lato “caldo” dal quale fuoriusciranno i gas di scarico. Per questo motivo i motori a tre e a quattro cilindri della nuova famiglia saranno adatti al montaggio nei futuri modelli BMW e MINI sia in direzione longitudinale che trasversale. 

Flessibilità

Grazie al nuovo sistema modulare di costruzione motori, in futuro  BMW  sarà in grado di costruire propulsori a tre, quattro e sei cilindri di vari livelli di potenza, adatti alla perfezione al rispettivo concetto automobilistico. Questo permetterà di realizzare dei volumi maggiori che determineranno a loro volta dei notevoli effetti di risparmio nello sviluppo e nella produzione. In più, l’alto numero di componenti comuni favorirà la costruzione di ulteriori varianti di motori, così da potere produrre anche a breve termine a costi ragionevoli anche dei volumi relativamente piccoli. Per la prima volta negli stabilimenti di motori del BMW Group sarà possibile costruire sulla stessa linea i propulsori a benzina e diesel della nuova gamma di motori. Questo permetterà di reagire con maggiore flessibilità anche a improvvise variazioni della domanda o dell’andamento di mercato.