Vynovené BMW M4 MotoGP Safety Car je vybavené veľkým zadným karbónovým prítlačným krídlom a predným karbónovým podnárazníkom. Odľahčený interiér je vybavený dvomi sedačkami Recaro, bezpečnostným rámom a hasiacim prístrojom. Ďalšími bezpečnostnými prvkami sú LED majáky, centrálny istič elektrického okruhu a systém pre jednoduché vypustenie paliva.

Najpodstatnejšou technologickou novinkou, ktorú však divízia BMW M s novým safety carom prináša, je systém vodného vstrekovania. V čom spočíva?

Výkon, dosiahnuteľný spaľovacím motorom, je limitovaný viacerými faktormi, vrátane prevádzkovej teploty v spaľovacej komore. Ak je táto teplota prekročená, výsledkom je detonačné spaľovanie (klepanie motora), a teda strata výkonu, v najhoršom prípade vážne poškodenie motora.

Nižšie prevádzkové teploty redukujú tvorbu škodlivých látok, zvlášť oxidov dusíka. Vodné vstrekovanie teda výrazne zvyšuje efektivitu motora.

Toto je zvlášť dôležité, keď ide o prepĺňaný motor, keďže nasávaný vzduch sa intenzívne zohrieva už v turbodúchadle. Medzichladič zabezpečuje, aby teplota vzduchu klesla na potrebnú hodnotu, ale aj to má, samozrejme, fyzikálne limity. V závislosti od tvaru a rozmerov chladiaceho systému a aerodynamiky auta, nasávaný vzduch dosahuje teploty, ktoré sú tesne pod maximálnymi prípustnými hodnotami. Zvýšenie plniaceho tlaku turbodúchadla by iba prekročilo hranicu detonačného spaľovania, a preto samo o sebe nie je práve vhodným spôsobom zvýšenia výkonu.

Divízia BMW M ponúka riešenie. Vstrekovanie jemnej spŕšky vody do zberného sacieho potrubia zvlášť podstatným spôsobom znižuje teplotu nasávaného vzduchu. Chladnejší stlačený vzduch redukuje tendenciu motora klepať a umožňuje, aby k zapáleniu zmesi dochádzalo v správnom a optimálnom okamihu. Zefektívňuje sa tak proces spaľovania a zároveň sa znižuje teplota spaľovania. Studený vzduch má tiež vyššiu hustotu, čo zvyšuje obsah kyslíka v spaľovacej komore. Toto má za následok zvýšenie stredného efektívneho tlaku počas spaľovacieho procesu a optimalizuje výkon a krútiaci moment. Efektívne vnútorné chladenie spaľovacej komory redukuje tepelné namáhanie mnohých komponentov, súvisiacich s výkonom. Systém nielenže pomáha predchádzať poškodeniu piestov, výfukových ventilov a katalyzátorov, ale zmenšuje aj namáhanie turbodúchadla, ktoré je tak vystavené nižším teplotám výfukových plynov.

Použitie vodného vstrekovania, za účelom posunutia hranice detonačného spaľovania, tiež pomáha v značnej miere vyriešiť známy konflikt záujmov pri navrhovaní výkonných motorov. Pre výkon a spotrebu je v neposlednom rade určujúci kompresný pomer. Toto platí zvlášť pre turbomotory prepĺňané vysokým plniacim tlakom, ako je napríklad radový šesťvalec BMW M TwinPower Turbo. Vďaka vysokému kompresnému pomeru je tento motor veľmi efektívny a môže sa pochváliť nízkymi hodnotami spotreby paliva, zvlášť pri čiastočnom zaťažení. Avšak maximálny kompresný pomer je limitovaný tendenciou k detonačnému spaľovaniu pod plnou záťažou. Vodné vstrekovanie je tu veľmi prospešné, keďže tendenciu motora k detonačnému spaľovaniu znižuje a zároveň zvyšuje kompresný pomer. Turbomotor môže takýmto spôsobom dosiahnuť optimálny výkon v širokom spektre otáčok.

Keď inžinieri z divízie BMW M aplikovali do nového safety caru systém vodného vstrekovania, rozhodli sa pre konfiguráciu s tromi vstrekovacími ventilmi, vyúsťujúcimi do pretlakovej komory, pričom každý z nich zásobuje dva valce radového šesťvalca. Toto riešenie zaisťuje veľmi rovnomerné rozdelenie a taktiež kompaktné umiestnenie celého systému.

V kufri auta je umiestnená nádrž na vodu s objemom zhruba päť litrov, ktorej súčasťou sú vodné čerpadlo, senzory a ventily. Čerpadlo a kompletný systém senzorov a ovládacích prvkov sú ovládané elektronikou motora, ktorá bola na to adekvátne upravená. V praxi to vyzerá tak, že čerpadlo tlačí vodu do vstrekovačov pod tlakom desať barov, pričom príslušný objem dodáva v závislosti od zaťaženia, otáčok motora a teploty. Tým je zaistené, že spotreba vody sa drží na absolútnom minime. Počas drsnej akcie na trati je vždy nevyhnuté vodu doplniť súčasne s doplnením paliva. Počas štandardnej prevádzky sú intervaly dopĺňania vody podstatne dlhšie a závisia od jazdeckého štýlu. Dokonca aj pri rýchlejšej jazde po diaľnici je potrebné doplniť nádrž s vodou zhruba každých päť zastávok na doplnenie paliva. Aby bol systém čo najviac vhodný na každodenné použitie, nevyžaduje žiadnu dodatočnú údržbu.

Z bezpečnostných dôvodov vodné vstrekovanie BMW M spolupracuje so sofistikovanou automatickou diagnostikou. Keby sa zásoba vody minula, prípadne by niektoré prvky systému zlyhali, elektronika vykoná potrebné opatrenia na ochranu pohonného agregátu. V takomto prípade sa zníži plniaci tlak turbodúchadla a zmení časovanie zapaľovania, čo sa síce prejaví v znížení výkonu, ale na druhej strane zabezpečí plynulý chod motora bez ďalších obmedzení. Elektronika širokým spektrom opatrení zabezpečuje aj funkčnosť systému počas normálnej prevádzky. Po vypnutí motora sa voda potrubím odčerpá späť do nádrže, aby v mínusových teplotách vzduchu jednotlivé komponenty systému nezamrzli. Samotná nádrž na vodu je odolná voči zamrznutiu.

Vďaka novému vodnému vstrekovaniu môže BMW M4 dosiahnuť až o 8 % vyšší výkon motora. To znamená max. výkon o 35k viac, z 431 na 465 k. Jedného dňa by BMW mohlo použiť rovnakú technológiu aj v sériovom modeli M4 GTS.

Zdroj: bimmerpost.com