Глава 3. Почему двухлитровый двигатель остается сердцем BMW X3?

Глава 1 - https://auto.ru/logbook/cars/bmw/x3/23987547/1faeb336-cbc1-423f-aba0-07db194f17b1/

Глава 2 - https://auto.ru/logbook/cars/bmw/x3/23987547/4e74b531-4cde-4471-9530-6ce50b2c18e2/

Маленький объем — большая инженерия

Еще десять лет назад разговор о премиальном кроссовере с четырехцилиндровым двигателем неизбежно сопровождался оговорками.

Для BMW это было особенно чувствительно. Марка десятилетиями строила свою репутацию вокруг рядных шестицилиндровых двигателей, а четырехцилиндровые моторы воспринимались скорее как компромисс между динамикой и экономичностью.

Сегодня ситуация изменилась.

В новом BMW X3 именно двухлитровый четырехцилиндровый двигатель стал одной из основных силовых установок. И дело уже не в том, что покупатель вынужден мириться с небольшим объемом.

Современный B48 — это двигатель, в котором инженеры BMW попытались получить характеристики значительно более крупного мотора, одновременно снизив расход топлива и выбросы.

Причем для поколения G45 BMW не ограничилась установкой электромотора на уже знакомый двигатель. Сам бензиновый мотор получил целый комплекс изменений.

B48 — это не один двигатель

Начать стоит с важного уточнения.

Когда говорят «B48», часто создается впечатление, будто речь идет об одном конкретном моторе.

На самом деле B48 — это целое семейство четырехцилиндровых бензиновых двигателей BMW, которое постоянно модернизировалось.

Для нового X3 BMW использует одну из наиболее современных итераций этого семейства. В глобальной версии X3 30 xDrive двигатель обозначен как B48B20O2. Это 2,0-литровый рядный четырехцилиндровый мотор TwinPower Turbo.

И вот здесь начинается самое интересное.

BMW изменила не только программное обеспечение двигателя.

Что именно изменили инженеры

В официальном техническом описании BMW перечисляет несколько ключевых обновлений:

• цикл Miller;

• переработанные впускные каналы;

• новые камеры сгорания;

• система зажигания с активными катушками и встроенной электроникой;

• новая система двойного впрыска;

• оптимизированная турбина;

• модернизированный интеркулер;

• 48-вольтовая mild-hybrid система.

На бумаге это выглядит как длинный список.

Но каждое из этих решений связано с одной общей задачей - получить больше эффективности без потери отклика и мощности.

Miller cycle: экономичность без потери динамики

Один из наиболее интересных элементов модернизированного B48 — переход на цикл Miller.

В обычном бензиновом двигателе продолжительность открытия впускных клапанов является частью общего компромисса между наполнением цилиндров, мощностью и эффективностью.

В цикле Miller впускной клапан закрывается иначе, чем в традиционной схеме. BMW прямо указывает, что примененный в новом двигателе вариант цикла сокращает время открытия впускных клапанов.

Зачем это нужно? Чтобы повысить эффективность процесса сгорания!

Но здесь возникает проблема. Если просто уменьшить количество воздуха, поступающего в цилиндр, двигатель потеряет мощность.

Именно поэтому Miller cycle в современном турбомоторе нельзя рассматривать отдельно от системы наддува.

Турбина компенсирует часть потери наполнения цилиндров, создавая необходимое давление во впускном тракте.

Получается своеобразный инженерный обмен:

меньше потерь → выше эффективность → турбонаддув возвращает необходимое количество воздуха → сохраняется производительность.

Именно поэтому современные турбомоторы позволяют использовать решения, которые еще недавно казались несовместимыми с высокой удельной мощностью.

Двойной впрыск

Еще одна интересная особенность нового B48 — система двойного впрыска.

BMW использует комбинацию:

• высокоточного непосредственного впрыска;

• дополнительного, низкого давления.

То есть топливо может подаваться в цилиндры двумя различными способами. BMW связывает это решение с оптимизацией приготовления топливовоздушной смеси.

Это особенно интересно с инженерной точки зрения.

Система впрыска должна обеспечить одновременно:

• точную дозировку топлива;

• эффективное смешивание;

• стабильное сгорание;

• снижение расхода;

• соответствие современным экологическим требованиям.

Поэтому увеличение количества компонентов здесь не означает усложнение ради усложнения. Оно дает инженерам больше возможностей управлять процессом сгорания.

Турбина и интеркулер

Следующий элемент цепочки — система наддува.

Если двигатель работает с более эффективным циклом, но при этом должен сохранять высокую отдачу, турбокомпрессор становится критически важным элементом всей системы.

BMW указывает, что в новом B48 были оптимизированы турбокомпрессор и интеркулер.

Это важно не только для максимальной мощности.

Чем эффективнее система наддува, тем быстрее двигатель способен реагировать на изменение положения педали акселератора.

И именно здесь мы подходим к одной из главных особенностей нового X3.

48 вольт: электромотор, который не заменяет бензиновый двигатель

Наиболее заметное изменение силовой установки нового X3 — появление 48-вольтовой mild-hybrid системы.

Но называть ее «электромобилем с маленьким аккумулятором» было бы совершенно неправильно.

Это прежде всего система помощи двигателю внутреннего сгорания.

В официальной спецификации BMW для X3 20 xDrive указано, что электромотор интегрирован непосредственно в трансмиссию.

И это принципиально важно.

Электромашина может помогать бензиновому двигателю в моменты, когда ДВС работает менее эффективно:

• при начале движения;

• при резком ускорении;

• при переключениях;

• при работе системы Start/Stop.

В результате водитель получает более быстрый отклик, а бензиновый двигатель меньше нагружается в наиболее неэффективных режимах.

Сколько мощности дает система?

Здесь важно не путать мощность бензинового двигателя и системную мощность силовой установки.

Для европейского BMW X3 20 xDrive BMW указывает:

153 кВт / 208 л.с. системной мощности

и разгон 0–100 км/ч за 7,8 секунды.

При этом сама бензиновая часть установки имеет другие параметры.

Именно поэтому цифру «208 л.с.» нельзя автоматически интерпретировать как мощность одного только B48.

Это небольшая, но важная деталь, которую часто упускают в автомобильных публикациях.

А что происходит в китайском G48?

И вот здесь необходимо сделать паузу.

Нельзя автоматически переносить характеристики европейского X3 20 xDrive на китайский G48.

У автомобилей для разных рынков могут отличаться:

• обозначения модификаций;

• калибровки двигателя;

• мощность;

• экологические требования;

• программное обеспечение;

• комплектации;

• набор систем помощи водителю.

Поэтому в нашей серии мы будем разделять глобальный G45 и китайский G48 там, где BMW действительно дает разные технические данные.

Это особенно важно для силовой установки.

Почему BMW не увеличила объем двигателя?

На первый взгляд возникает логичный вопрос:

Если X3 стал крупнее и тяжелее, почему BMW не поставила двигатель большего объема во все версии?

Ответ лежит в балансе между мощностью, массой, расходом топлива и требованиями по выбросам.

Современный двухлитровый турбомотор способен выдавать высокую удельную мощность благодаря наддуву и точному управлению процессом сгорания.

Но это не означает, что четырехцилиндровый двигатель полностью заменяет рядную «шестерку».

Он просто решает другую задачу.

B48 рассчитан прежде всего на оптимальное сочетание эффективности, тяги и стоимости эксплуатации.

А для тех, кому нужен максимальный запас мощности, в глобальной линейке существует X3 M50 xDrive с 3,0-литровым рядным шестицилиндровым двигателем и 48-вольтовой системой.

Его системная мощность достигает 398 л.с., а разгон до 100 км/ч занимает 4,6 секунды.

Разрыв огромен.

И это хорошо показывает, что B48 не пытается стать заменой B58.

8HP: вторая половина силовой установки

Но двигатель сам по себе не определяет характер автомобиля.

Не менее важна трансмиссия.

Новый X3 получает 8-ступенчатую автоматическую коробку Steptronic. В технических данных BMW для X3 20 xDrive приведены восемь передаточных чисел — от 5,250 на первой передаче до 0,640 на восьмой. Передаточное отношение главной передачи составляет 3,385.

Такая широкая разбивка передаточных чисел решает сразу две задачи.

На первых передачах автомобиль получает необходимое тяговое усилие.

На высших — двигатель может работать на сравнительно низких оборотах, что помогает снижать расход топлива и шум.

Именно поэтому современная автоматическая коробка передач — это уже не просто устройство, которое переключает передачи.

Она становится частью общей системы управления силовой установкой.

Инженерный вывод

Современный B48 интересен не одной конкретной технологией.

Его главное достижение — сочетание нескольких решений, которые работают как единая система:

Miller cycle

↓

турбонаддув

↓

двойной впрыск

↓

оптимизированное охлаждение наддувочного воздуха

↓

48V mild hybrid

↓

8-ступенчатый Steptronic

↓

xDrive

Каждый элемент решает свою задачу.

Но только вместе они позволяют двухлитровому четырехцилиндровому X3 оставаться одновременно достаточно динамичным, экономичным и комфортным.

И именно здесь возникает следующий вопрос.

Если двигатель теперь получает электрическую помощь, а коробка и xDrive умеют распределять тягу практически мгновенно — что происходит между педалью газа и колесами?

Ответ находится в следующем элементе конструкции.

xDrive.

И именно там начинается, пожалуй, самая интересная часть инженерии нового X3.

О ней мы расскажем в следующей главе.