Czterocylindrowy silnik rzędowy o pojemności 1000 cm³ w S 1000 RR.

Silnik o wadze zaledwie 59,8 kg jest jednym z najlżejszych na rynku czterocylindrowych silników w klasie 1000 cm3. Jak wszystkie układy napędowe w motocyklach BMW ten układ przeniesienia napędu opiera się na skomplikowanej konstrukcji całości i kompaktowym rozmieszczeniu wszystkich podzespołów pomocniczych oraz zintegrowanej sześciostopniowej skrzyni biegów obsługiwanej sprzęgłem.

Nasi inżynierowie otrzymali za zadanie stworzenie rasowego napędu supersportowego i w odpowiedzi skonstruowali wyjątkowo kompaktowy silnik o idealnym skupieniu masy wokół środka ciężkości motocykla. Pomimo dużej średnicy cylindra wynoszącej 80 mm szerokość konstrukcji na wysokości wału korbowego wynosi zaledwie 463 mm. Również wysokość 558 mm jest bardzo niewielka.

+ Dowiedz się więcej
Oś pionowa cylindra jest nachylona do przodu o 32 stopnie. Rezultatem jest optymalna lokalizacja środka ciężkości oraz optymalny rozkład masy w kierunku przedniego koła pojazdu, który ma zasadnicze znaczenie w motocyklach supersportowych dla precyzji prowadzenia i najlepszego reagowania przedniej części pojazdu.
Wał korbowy w napędzie S 1000 RR wykuto z jednego kawałka stali hartowanej. Posiada czopy wykorbienia tradycyjnie przestawione o 180 stopni z uwagi na równomierność rozkładu zapłonów. Korbowody na łożyskach nieustalonych wykonano ze stali hartowanej do szczególnie lekkich części kutych. Mając zaledwie 103 mm długości, umożliwiły uzyskanie bardzo niskiej i kompaktowej konstrukcji układu przeniesienia napędu, co jest korzystne dla lokalizacji środka ciężkości, przy umiarkowanych siłach bocznych wywieranych na tłoki i nadal cicho pracującym silniku. Dwa otwory smarowania umieszczone w górnej części główki korbowodu pod kątem 45 stopni do osi pionowej korbowodu doprowadzają olej do łożyska sworznia tłokowego. Korbowody są dzielone w poziomie za pomocą sprawdzonej techniki krakowania i dzięki temu umożliwiają bardzo dokładne dopasowanie podczas montażu bez konieczności dodatkowego centrowania.
W cylindrach pokrytych powłoką Nikasil poruszają się lekkie, kute tłoki o średnicy 80 mm i bardzo krótkim płaszczu. Posiadają dwa wąskie pierścienie tłokowe o optymalnych właściwościach tarcia i trzyczęściowy pierścień zgarniający.
Komora spalania o płaskiej konstrukcji, denko tłoka i wcięcia pod zawory sprzyjają korzystnemu pod względem termodynamicznym procesowi spalania i pozwalają na optymalizację wagi denka tłoka. Tłok w komplecie ze sworzniami i pierścieniami waży zaledwie 253 g. Dysze natrysku oleju służą do miejscowego obniżania wysokiej temperatury na denkach tłoków w skrzyni korbowej w celu rozpraszania ciepła. Zapewnia to niezawodne działanie nawet w ekstremalnych warunkach i przedłuża ich czas eksploatacji.
Pozioma cylindryczna skrzynia korbowa, podzielona na dwie części na wysokości jej środka, jest wykonana ze stopu aluminium o wysokiej odporności na rozciąganie. Kompaktowa część górna z utwardzonego odlewu tworzy bardzo sztywną konstrukcję wraz z czterema cylindrami i górnym gniazdem łożyska skrzyni. Dodatkowo górna część obudowy podtrzymuje również lekką i kompaktową sześciostopniową skrzynię biegów. Blok cylindrów z płaszczem wodnym ma tak zwaną zamkniętą konstrukcję typu „closed deck” dla maksymalnej sztywności.
Możliwości i charakterystyka osiągów, wydajność spalania i zużycie paliwa zależą głównie od głowicy cylindra i urządzeń sterujących zaworami. Konstrukcję czterozaworowej głowicy cylindra opracowano, mając na uwadze doskonałą geometrię przepływu, kompaktowość, optymalne własności termodynamiczne i odpowiednią równowagę termiczną. Dzięki zmniejszonemu kątowi zaworów kanały wlotowe mają idealnie prosty kształt, komora spalania kompaktowe wymiary, co skutkuje wysokim współczynnikiem sprężania i optymalną wydajnością.
+ Dowiedz się więcej
Czterocylindrowy układ przeniesienia napędu jest wyposażony w sterowanie popychaczami za pomocą dwóch wałków rozrządu w głowicy, co zapewnia optymalną wydajność mocy i maksymalny moment, jednocześnie spełniając kryteria sztywności, minimalnej poruszającej się masy i optymalnego czasu otwarcia zaworów. Zapewnia doskonałe połączenie maksymalnej sztywności i minimalnego ciężaru poruszających się elementów sterujących zaworami, przy jednoczesnej bardzo kompaktowej budowie głowicy cylindra.
Luz zaworów wyrównany jest przez bardzo małe i lekkie podkładki regulacyjne umieszczone w gniazdach sprężyn. Po stronie ssania gniazda sprężyn są wykonane z lekkiego aluminium o wysokiej wytrzymałości. Poruszające się masy popychacza sterowania zaworu są mniejsze niż w przypadku podobnego rozwiązania popychacza szklankowego. Niskie masy oscylujące umożliwiają zwiększenie przyspieszania zaworów dla pełnych profili krzywki i dużych przekrojów otwarcia zaworów.
Ograniczenie prędkości dla tego seryjnego motocykla ustalono na 14 200 obr./min., chociaż czysto mechaniczna tolerancja prędkości jest znacznie większa. Duża średnica cylindra wynosząca 80 mm umożliwiła zastosowanie największych, a przez to najbardziej korzystnych dla osiągów średnic tarcz zaworów. Średnica tarcz zaworów po stronie ssania wynosi 33,5 mm, a po stronie wydechu 27,2 mm, co robi spore wrażenie, ponieważ jest to największa możliwa średnica w segmencie motocykli supersportowych o pojemności 1000 cm3.
Do smarowania silnika wykorzystuje się układ smarowania z mokrą miską olejową i pompą Eaton, które są sprawdzonymi rozwiązaniami w tym segmencie. Zamiast wymiennika ciepła do chłodzenia oleju wykorzystywana jest oddzielna chłodnica oleju, którą wbudowano w dolny panel dekoracyjny pod chłodnicą powietrza dla lepszych własności aerodynamicznych. Wykorzystanie chłodnicy oleju zapobiega niepożądanemu wzrostowi ciśnienia cieczy chłodzącej pod wpływem temperatury, co umożliwiło zastosowanie mniejszej i lżejszej chłodnicy wody, a przez to mniejszej ilości chłodziwa.
W projekcie skoncentrowano się na zmniejszeniu szerokości konstrukcji, jej kompaktowości i przede wszystkim lekkości oraz na rozlokowaniu podzespołów elektrycznych i ich napędów. Przykładowo prądnicę prądu zmiennego umieszczono na lewym czopie wału korbowego i wyposażono w magnes trwały. Wytwarza moc 434 W przy 6000 obr./min. i zaprojektowano dla maksymalnej prędkości obrotowej 16 000 obr./min. Silnik napędu ma moc 800 W, waży 1050 g i znajduje się w lewej górnej połowie skrzyni korbowej za cylindrami. Jest połączony przez wolne koło pasowe i ma współczynnik redukcji 1:24.61 na lewe zewnętrzne ramię wykorbienia, które zaprojektowano jako przekładnię zębatą czołową. W celu zmniejszenia wagi lewą boczną osłonę alternatora i rozrusznika wykonano z lekkiego stopu magnezu.
Wtrysk paliwa pracuje w pełni w systemie sekwencyjnym, co oznacza, że paliwo jest wtryskiwane niezależnie do kanału dolotowego w zależności od suwu dolotu danego cylindra. W celu poprawienia krzywej momentu obrotowego silnik wyposażono w skomplikowany pod względem technologicznym sterowany kolektor dolotowy. W zależności od prędkości długość kanału wlotowego jest kontrolowana na podstawie mapy charakterystyki i zmieniana dwuetapowo za pomocą siłownika połączonego z tłumikiem szmerów ssania. Odpowiednia ilość paliwa jest podawana za pośrednictwem czterech dysz wtrysku umieszczonych na szynie przepustnicy ponad kanałami dolotowymi w celu zapewnienia optymalnego napełnienia. Dysze wtryskiwaczy paliwa działają niezależnie lub jednocześnie w zależności od prędkości i zapotrzebowania na moc.
+ Dowiedz się więcej

Więcej szczegółowych informacji na temat technologii

spinner