Il nuovo motore V8 della BMW M3

Indice Il nuovo motore V8 della BMW M3 In breve ................................................................................ ..............................2 Offre di più da tutti i punti di vista: il nuovo motore V8 della BMW M3 (Versione riassuntiva) ................................................................................ ........3 (Versione integrale) ................................................................................ .......... 8 Dati tecnici ................................................................................ ...................... 21 Diagramma di potenza e di coppia .................................................................. 22

Il suo nome è sinonimo di esperienza di guida ai livelli più alti: BMW M3. La
nuova edizione dell'automobile high-performance di maggiore successo costruita
dalla M GmbH conferma nuovamente la validità del concetto. E fornisce al
contempo una risposta al quesito che occupa da tempo gli amanti delle sportive
- se è veramente possibile migliorare un'autovettura con queste qualità. La
nuova BMW M3 offre di più da tutti i punti di vista.
Questo non vale esclusivamente a livello di motore, anche se il progresso si
esprime soprattutto nel propulsore: dopo 15 anni e due generazioni di modelli,
il leggendario motore sei a cilindri cede il passo al proprio successore. La
nuova BMW M3 si presenta con un propulsore a otto cilindri: più cilindri, più
cilindrata, più potenza, più regime e... probabilmente, più passione per il
guidatore.

Il parametro di riferimento che deve superare il nuovo propulsore non poteva
essere più alto. Il motore 3,2 l sei cilindri in linea gode ormai di una fama
mondiale ed è stato premiato con numerose onorificenze.Diverse volte è stato
nominato «Engine of the Year» e con una potenza di 252 kW/343 CV non ha elevato
la BMW M3 solo a simbolo per eccellenza delle automobili sportive ad alte
prestazioni ma l'ha trasformata anche un best-seller. Nonostante i successi va
ricordato: tutto ha una fine. Cala il sipario per il sei cilindri in linea.
Inizia l'era del V8 nella nuova BMW M3.

I dati tecnici del nuovo propulsore ad alte prestazioni confermano l'enorme
progresso legato a questo cambio di guardia. La cilindrata ammonta a 3.999 cm3,
la potenza a 309 kW/420 CV. Impressionante si presenta anche la coppia massima
di 400 newtonmetri, analogamente al regime massimo di 8.400 giri/min. Dotata di
una performance enorme, la nuova BMW M3 si assicura la pole position sin dal
momento del proprio esordio.

Le proporzioni ideali per una performance ottimale
Con un volume di 500 cm3 per cilindro, il nuovo propulsore V8 offre già con la
propria cilindrata i valori ideali per un costruttore di motori ambizioso. E
anche gli altri aspetti del progetto - dall'ingombro ai quantitativi di
riempimento, al numero di componenti e al peso - riflettono la soluzione
ottimale.

In più, il motore a otto cilindri vanta le caratteristiche tipiche delle
automobili di serie M, come Doppio VANOS, farfalle dedicate e una potente
elettronica del motore. Al contempo, il numero dei cilindri, il concetto di
regimi elevati M e il peso contenuto rivelano indubbiamente che gli ingegneri
si sono lasciati ispirare dal motore a otto cilindri del Team BMW Sauber F1.
Gli elementi comuni con il propulsore del marchio Formula 1 sono molteplici.
Nel motore della nuova BMW M3 sono stati ripresi numerosi principi tecnologici,
processi di produzione e materiali del propulsore da Formula 1.

A livello di potenza specifica, il nuovo motore V8 supera fortemente il valore
di 100 CV per litro di cilindrata, considerato il parametro di riferimento per
uno spiegamento sportivo della potenza. Ma la potenza da sola non è tutto. L'
elemento decisivo che caratterizza l'esperienza di guida dinamica è il
comportamento in accelerazione che a sua volta viene influenzato dal peso della
vettura e dalla spinta. La spinta alle ruote motrici è il risultato della
coppia motore e del rapporto totale di demoltiplicazione. Il concetto di regimi
elevati M consente di realizzare un rapporto ottimale del cambio e al ponte e,
conseguentemente, una spinta impressionante. Nel propulsore della nuova BMW M3
gli ingegneri hanno elevato il concetto di regimi elevati a una dimensione
nuova. Il regime massimo del motore a otto cilindri ammonta a 8.400 giri/min.
Il secondo componente della spinta, la coppia motore, raggiunge nel nuovo
propulsore V8 il valore di 400 newtonmetri a 3.900 giri/min.
Approssimativamente l'85 percento della coppia massima è richiamabile nell'
enorme campo di regime di 6.500 giri/min. Già a 2.000 giri/min. sono
disponibili 340 newtonmetri.

Regime elevato, peso contenuto
La massa compromette l'accelerazione. Per questo motivo i 202 chilogrammi del
V8 lo trasformano in un vero peso piuma. Anche rispetto al motore sei cilindri
in linea del modello precedente il risparmio di peso è di 15 chilogrammi circa.
Il peso dei due cilindri nuovi è stato dunque più che compensato. Inoltre, il
concetto di regimi elevati consente di realizzare una catena cinematica più
leggera e dei rapporti di demoltiplicazione più corti.

Ovviamente però, con l'aumentare del regime del motore ci si avvicina anche ai
limiti della fisica. Quando l'albero motore ruota a 8.300 giri al minuto,
ognuno degli otto pistoni percorre in un secondo una distanza di 20 metri. La
conseguenza sono delle sollecitazioni estreme del materiale. Anche per questo
motivo i progettisti hanno fatto attenzione a limitare, nell'ambito del
possibile, le masse in movimento nel nuovo motore a otto cilindri.

Monoblocco prodotto dallo stabilimento di colatura BMW che fabbrica i motori
della Formula 1
Il monoblocco del nuovo otto cilindri viene prodotto nello stabilimento di
colatura di leghe leggere BMW di Landshut, dove vengono fabbricati anche i
blocchi motore dei bolidi di Formula 1. Il basamento è realizzato in una lega
speciale di alluminio e silicio. Al posto di utilizzare le tradizionali canne,
le pareti di scorrimento dei cilindri sono state realizzate mettendo a nudo i
duri cristalli di silicio. I pistoni rivestiti di ferro scorrono direttamente
in questo canale non rivestito e levigato.

Gli elevati regimi, le alte pressioni e temperature di combustione
costituiscono una sollecitazione estrema per il basamento. Per questo motivo è
stata scelta una costruzione compatta del tipo «bedplate» che inoltre
resistente alle torsioni, così da assicurare un supporto preciso dell'albero
motore. Anche l'albero motore fucinato e relativamente corto presenta
ovviamente un'elevata resistenza alle flessioni e alla torsione. Il peso è di
solo 20 chilogrammi circa.

Doppio VANOS a bassa pressione
Grazie ai tempi di intervento estremamente brevi, il comando variabile degli
alberi a camme ottimizza i ricambi del gas. Inoltre, il sistema riduce le
perdite causate dai ricambi di carica, migliorando così la potenza, la coppia e
la prontezza di risposta del motore, il consumo di carburante e la qualità
delle emissioni. Il Doppio VANOS M a bassa pressione - sviluppato apposta per l'
otto cilindri - raggiunge alla normale pressione dell'olio motore dei
brevissimi tempi di regolazione. Il sistema ottimizza la variazione di fase in
dipendenza del carico e del regime, in sincronia con il punto di accensione e
con il quantitativo di carburante iniettato.

Approvvigionamento affidabile di olio anche nella guida altamente dinamica
Due pompe a palette con cassetto oscillante a flusso regolato assicurano l'
approvvigionamento di olio lubrificante all'otto cilindri. Le due pompe
alimentano in qualsiasi momento esattamente il quantitativo richiesto dal
motore. Un sistema a carter umido dinamicamente ottimizzato mette a
disposizione la lubrificazione anche in caso di manovre di frenata estreme. Il
sistema ha due coppe dell'olio: una piccola montata davanti al telaietto di
supporto anteriore e una più grande inserita dietro la più piccola. Una pompa
separata di ritorno aspira l'olio dalla coppa anteriore e lo convoglia in
quella posteriore.

Otto farfalle dedicate a regolazione elettronica
La farfalla dedicata per ogni cilindro che viene utilizzata nel mondo delle
gare è la soluzione ideale per assicurarsi un'alta prontezza di risposta del
motore. Il nuovo propulsore della BMW M3 dispone di otto farfalle dedicate;
ogni bancata di quattro cilindri viene servita da un servomotore separato. Il
comando delle farfalle avviene elettronicamente e in tempi-lampo, così da
assicurare una reazione immediata del veicolo al momento di richiamo di una
potenza elevata dal motore.

Aspirazione di aria a flusso ottimizzato
Al fine di assicurare un comportamento spontaneo e dinamico del motore, nei
collettori di aspirazione le farfalle sono posizionate molto vicine alle
valvole di aspirazione. Anche la lunghezza e il diametro del cornetto di
aspirazione promuovono il caricamento del tubo a pulsazioni. Per ottimizzare il
peso, il cornetto e il collettore dell'aria sono costruiti in un leggero
materiale composito con una quota del 30 percento di fibra di vetro.

Innovativo impianto di scarico
La configurazione dell'impianto di scarico del nuovo motore V8 contribuisce a
ottimizzare il ricambio di carica, in modo da promuovere uno spiegamento di
potenza e di coppia perfetto. Anche questo componente è stato realizzato in una
lega leggera.

I tubi dell'impianto di scarico sono stati costruiti con il processo di
formatura ad alta pressione interna. La forma dei tubi di acciaio inox è stata
realizzata sottoponendoli a una pressione interna fino a 800 bar. Il risultato
sono delle pareti estremamente sottili, dallo spessore di solo 0,65-1,0
millimetri. Questa caratteristica ottimizza le resistenze aerodinamiche, il
peso e la velocità di reazione dei catalizzatori. I gas combusti vengono
depurati da quattro catalizzatori. Il motore soddisfa la norma europea Euro 4 e
le disposizioni della classifica USA LEV 2.

Ancora più potente: la centralina motore
Anche la gestione motore del propulsore V8 è stata perfezionata. La centralina
coordina in modo ottimale tutte le funzioni del motore. Ad esempio, essa
calcola in base a oltre 50 segnali di entrata il punto ottimale di accensione
di ogni cilindro e per ogni ciclo utile, così come la carica ideale, il
quantitativo
di carburante da iniettare e il momento d'iniezione. Parallelamente viene
calcolata e impostata la variazione di fase ottimale e la posizione delle otto
farfalle dedicate. Inoltre, la centralina supporta le funzioni speciali M come
frizione, cambio, sterzo e freni.

Infine, la gestione motore esegue numerosi compiti di diagnosi a
bordo, offrendo differenti routine di diagnosi per l'officina e una serie di
funzioni supplementari, incluso il comando di unità periferiche.

Un elemento centrale della gestione motore: la tecnologia della corrente ionica
Un elemento centrale della gestione motore è la tecnologia di corrente ionica
che viene utilizzata per rilevare un eventuale battito in testa, così come
delle mancate accensioni o combustioni. A differenza delle metodologie
tradizionali, la misurazione avviene direttamente nel «luogo dell'evento»,
appunto nella camera di combustione. Attraverso la candela viene rilevato in
ogni cilindro un eventuale battito in testa e successivamente regolato. Al
contempo, viene controllata la regolarità dell'accensione e vengono
riconosciute eventuali mancate accensioni. La candela funziona dunque come
attuatore dell'accensione e come sensore che monitora il processo di
combustione. Essa distingue tra combustioni e accensioni mancate. Questa doppia
funzionalità della candela facilita anche la diagnosi quando sono da eseguirsi
dei lavori di manutenzione e di riparazione.

Maggiore efficienza e dinamica grazie alla Brake Energy Regeneration
Al fine di potenziare ulteriormente l'efficienza del nuovo motore V8, con la
Brake Energy Regeneration viene realizzata una gestione intelligente dell'
energia che concentra la produzione di corrente elettrica per la rete di bordo
alle fasi di rilascio e di frenata. Questa tecnologia consente di caricare la
batteria dell'automobile senza dovere ricorrere alla potenza del motore e,
conseguentemente, all'energia contenuta nel carburante. Nelle fasi di trazione
del motore l'alternatore viene separato. Oltre a una produzione di corrente
altamente efficiente, un'altra conseguenza positiva è che nella fase di
accelerazione è disponibile più potenza da trasformare in dinamica di guida.