BMW: 80 лет в автомобилестроении. Истоки технологии Efficient Dynamics

9 июля 1929 года в прессе появилась информация о начале производства автомобилей компанией BMW. Посетители нового выставочного зала BMW в центре Берлина могли увидеть компактный автомобиль с обозначением 3/15 PS DA 2. Последние две буквы в названии означали Deutsche Ausfuhrung, что переводится как «немецкая версия», однако вскоре этот автомобиль получил более простое имя — Dixi.

Первые экземпляры этого привлекательного маломощного автомобиля были выпущены с конвейера завода BMW, расположенного недалеко от бывшего аэропорта Berlin-Johannisthal, 22 марта. Несмотря на то что Dixi во многом заимствовал элементы уже существующих моделей и собирался из готовых компонентов, в нем уже можно было заметить характерные стилистические черты, которые отличают BMW и по сей день. С самого начала для BMW было важно достичь оптимального баланса между экономичностью двигателя и уникальными динамическими характеристиками, что стало неотъемлемой частью ДНК бренда. На тот момент компания уже зарекомендовала себя как производитель высокоэффективных и экономичных изделий — авиационных двигателей и мотоциклов.

Перед тем как на радиаторной решетке Dixi появился сине-белый логотип, автомобиль был модернизирован до современных технических стандартов и получил новый цельнометаллический кузов, ставший его отличительной чертой. В результате, самая современная на тот момент модель BMW 3/15 сразу же одержала победу на International Alpine Rally в 1929 году, успешно преодолев сложный маршрут пятидневного ралли.

Создатели Dixi рассчитывали, что высокая надежность и доступная цена автомобиля будут привлекать множество покупателей. Dixi, расходующий всего шесть литров топлива на 100 км, изначально оказался более выгодным вариантом по сравнению с железнодорожным транспортом, а клиент мог оплатить стоимость базовой модели — 2 200 рейхсмарок — в рассрочку.

Прототип технологии VANOS в 1938 году

В последующие годы инженеры BMW последовательно развивали новые технологии и концепции, направленные на повышение экономичности двигателей и улучшение динамических характеристик, чтобы опередить конкурентов. Например, уже в те годы специалисты BMW исследовали возможность управления регулируемым кулачковым валом, а первый патент на эту технологию был получен в 1938/39 годах.

В нескольких прототипах авиационного двигателя BMW 802 уже использовалась технология, которая затем была доработана и в настоящее время применяется в системе регулирования фаз газораспределения VANOS, обеспечивающей высокую экономичность всех бензиновых двигателей BMW. На авиационных двигателях BMW мощностью 2 500 лошадиных сил впускные и выпускные клапаны управлялись кулачковыми дисками, которые изменяли свое положение во время работы двигателя.

В 1940 году BMW представила еще одно значительное достижение в области технологий Efficient Dynamics — облегченный конструктивный подход. Гоночное купе BMW 328 Kamm стало одним из самых ярких примеров выдающихся успехов BMW 328 в автоспорте. Трубный каркас автомобиля был изготовлен из сверхлегкого сплава и весил всего 32 кг. В сочетании с алюминиевой обшивкой и шестицилиндровым двигателем общая масса автомобиля составила всего 760 кг. Превосходная аэродинамическая форма, разработанная Вунибальдом Каммом, одним из пионеров создания обтекаемых кузовов, снизила коэффициент сопротивления воздуха до примерно 0,27. Эти инновации, а также двухлитровый двигатель мощностью 136 лошадиных сил обеспечили автомобилю максимальную скорость 230 км/ч.

После войны BMW вернулась к спортивной концепции, применив эти идеи в модели BMW 700 RS, выпущенной в 1961 году. Исключительная легкость конструкции этого нового гоночного автомобиля с сине-белой эмблемой достигалась благодаря трубному каркасу и алюминиевой обшивке.

С учетом всего оборудования маленький гоночный автомобиль весил всего 630 кг, что не создавало проблем для двигателя, специально разработанного для этой выдающейся спортивной модели. Разгон RS до 160 км/ч обеспечивал двухцилиндровый двигатель мощностью 70 л. с. и объемом 0,7 литра, который развивал 100 л. с. на литр, что даже сегодня является уникальным показателем. BMW 700 RS, управляемый знаменитым немецким гонщиком Хансом Штуком, одержал множество побед в различных ралли.

1968 год: шестицилиндровые двигатели BMW устанавливают новые стандарты

В 1968 году концерн продолжил свою славную традицию и начал выпуск больших шестицилиндровых двигателей. В этом же году дебютировали модели BMW 2500 и 2800, которые вернули компанию на рынок просторных седанов и купе.

Обе модели имели одинаковые двигатели, установленные под углом 30° с коленчатым валом, который поддерживался не менее чем семью подшипниками, включал двенадцать противовесов для устранения вибрации и был дополнительно усилен верхним распределительным валом. Сочетание этих особенностей обеспечивало характерную для турбинных двигателей плавность работы шестицилиндровых двигателей BMW.

Одной из технических новинок этих двух двигателей, идентичных по конструкции, была трехсферная вихревая камера сгорания, которая взаимодействовала с поршнями соответствующей конструкции. Эта конфигурация обеспечивала более интенсивный процесс сгорания, что, в свою очередь, обеспечивало исключительную мощность при значительной экономии топлива: двигатель объемом 2,5 литра выдавал максимальную мощность 150 л. с., а двигатель объемом 2,8 литра — еще более впечатляющие 170 л. с. Эти показатели позволили BMW 2800 войти в элитную группу автомобилей, развивающих скорость 200 км/ч. BMW 2500 достигал максимальной скорости 190 км/ч и практически не имел конкурентов. Неудивительно, что шестицилиндровые двигатели BMW долгое время оставались эталоном современной технологии двигателей.

В 1971 году был представлен гоночный автомобиль BMW 3.0 CSL, который реализовал спортивную составляющую концепции Efficient Dynamics и внес значительный вклад в развитие автоспорта. И снова рациональная облегченная конструкция способствовала повышению динамичности, что достигалось за счет улучшенной аэродинамики, позволяющей оптимизировать характеристики управляемости автомобиля. BMW использовала специально разработанные спойлеры, увеличивающие прижимающую силу, и кожух, полностью закрывающий днище кузова. Все эти новшества позволили легким, мощным и быстрым купе BMW оставаться лучшими на протяжении многих лет и выигрывать практически все Европейские автомобильные первенства с 1973 по 1979 год.

Электромобиль BMW — символ Олимпийских игр 1972 года

В начале 1970-х годов специалисты BMW сосредоточили внимание не только на выдающихся достижениях в автоспорте. Олимпийские игры 1972 года стали отправной точкой для активных исследований в области электропривода. Символом Мюнхенских игр стала ограниченная серия оранжевых автомобилей BMW 1602 Saloon, оснащенных электромоторами, работающими от батарей. В последующие три десятилетия BMW стала одним из мировых лидеров в разработке и производстве электромобилей.

Всего через год компания представила еще одну новинку, воплотившую уникальные технологии: модель BMW 2002 turbo стала первым серийным автомобилем в Европе с турбонаддувом. BMW заняла лидирующие позиции в развитии технологии турбонаддува и начала успешно применять эту технологию как в серийном производстве, так и в ограниченных сериях спортивных автомобилей.

Следующий шаг в области экономичных технологий был сделан BMW в 1978 году. Спортивный суперкар BMW M1 с четырехклапанной технологией, пришедшей из автоспорта, стал новым эталоном в оптимизации движения заряда в цилиндре. BMW начала успешно использовать эту технологию в автоспорте в конце 1970-х, а через десять лет сделала ее стандартом производства с оптимизированной технологией движения заряда, которая впоследствии была применена в других моделях, таких как M635CSi, M5 и M3.

В 1979 году первый блок электронного управления DME (Digital Motor Electronics), установленный на BMW 732i, установил новые европейские стандарты для управляющих устройств, позволяющих развивать большую мощность при меньшем расходе топлива. Это усовершенствование было дополнено автоматической отсечкой подачи топлива, что сокращало потребление топлива до нуля в режиме холостого хода.

Все эти инновации стали важной вехой в развитии рынка, что позволило BMW стать первопроходцем в области автомобильной электроники.

В процессе повышения экономичности автомобилей BMW в первую очередь ориентировалась на водителя. Именно поэтому в 1981 году автомобили BMW 5 серии были оснащены первыми в мире индикаторами расхода топлива, что стало значительным достижением в области электроники. Новое устройство позволяло водителю следить за расходом топлива, наглядно демонстрируя возможности более экономичных режимов работы двигателя. И сегодня индикатор расхода топлива играет важную роль в стратегии Efficient Dynamics компании BMW.

BMW 524td: важный этап в развитии дизельной технологии

Решение BMW выйти на высококонкурентный рынок дизельных автомобилей стало настоящей революцией в истории компании, а выпуск нового поколения двигателей стал важным технологическим прорывом.

Модель BMW 524td, представленная в июне 1983 года, была оборудована дизельным двигателем, который сочетал в себе преимущества дизельной технологии и характерные особенности BMW, такие как выдающиеся динамические качества и внимание к деталям. Дизельный двигатель с турбонаддувом был создан на основе существующих рядных шестицилиндровых агрегатов объемом от 2,0 до 2,7 литров.

Благодаря использованию турбонаддува и увеличенному поперечному сечению впускных и выпускных клапанов 2,4-литрового двигателя, инженеры BMW смогли добиться впечатляющей мощности в 115 л. с. Одновременно была улучшена вихревая камера сгорания, что позволило значительно снизить расход топлива и уровень шума. Согласно стандарту DIN, современный дизельный двигатель с турбонаддувом от BMW имел расход всего 7,1 литра на 100 км, несмотря на максимальную скорость 180 км/ч и разгон до 100 км/ч за 12,9 секунды, что установило новые стандарты для динамических характеристик дизельных автомобилей.

Уникальная концепция:

Еще одной инновацией, которую BMW представила на рынке бензиновых автомобилей, стала модель, дебютировавшая осенью 1981 года в BMW 528e, доступной на американском рынке. Весной 1983 года ей на смену пришла модель BMW 525e в Германии, а затем в 1985 году была выпущена BMW 325e в Европе.

Буква «e» обозначала eta — символ экономичности. Действительно, шестицилиндровый двигатель объемом 2,7 литра, установленный на этой уникальной модели, был оптимизирован для достижения высокой экономичности без потери крутящего момента, потребляя всего 8,4 литра топлива на 100 км при мощности 122 л. с.

В то время такой расход топлива для большого шестицилиндрового двигателя (с аналогичными показателями в реальных условиях) был настоящей сенсацией. Концепция мощного двигателя с относительно низкой мощностью была необычной для Европы и остается уникальной и по сей день.

В начале 1980-х годов BMW также начала разработку водородного автомобиля, став пионером в области водородных технологий. В 1984 году, совместно с Германским научно-исследовательским центром по авиации и космонавтике, компания выпустила несколько экспериментальных моделей, одной из которых стал BMW 745i Hydrogen.

BMW продолжала развивать эти технологии, создавая экспериментальные версии BMW 7 серии с водородным двигателем в каждом новом поколении автомобиля, постоянно совершенствуя их. В процессе разработки удалось достичь оптимального баланса между высокой экологической безопасностью и спортивными характеристиками водородного двигателя.

Снижение аэродинамического сопротивления стало одной из ключевых задач при создании двух спортивных автомобилей BMW в конце 1980-х годов. Настоящим прорывом в области инновационных технологий стал BMW Z1, выпущенный в 1988 году, который отличался не только малым весом благодаря кузову из специального синтетического материала, но и удивительно низким коэффициентом аэродинамического сопротивления — 0,36. Такой успех в аэродинамике был достигнут, в том числе, благодаря полностью закрытому днищу кузова и заднему диффузору, что обеспечивало оптимальные условия для водителя и пассажира, минимизируя воздушные потоки.

Выпущенное годом позже купе BMW 850i также установило новые стандарты аэродинамики. Несмотря на большие воздухозаборники для двенадцатицилиндрового двигателя, это элегантное купе имело коэффициент аэродинамического сопротивления всего 0,29, что было достигнуто благодаря тщательной аэродинамической оптимизации различных компонентов автомобиля, включая внешние зеркала.

В 1991 году BMW вновь обратилась к концепции электромобиля, представив свои новейшие разработки в BMW E1. Этот первый полностью электрический автомобиль, который собирался до недавнего времени по всему миру, стал полноценным представителем семейства BMW, вмещая четырех пассажиров и их багаж.

Снижение веса конструкции было достигнуто за счет использования прессованного алюминиевого профиля для кузова с наружной обшивкой из пластика и алюминия. Основная цель — создание настоящего автомобиля BMW, который дарит исключительное удовольствие от вождения — была достигнута с впечатляющим успехом.

Однако нельзя забывать, что разработка альтернативных систем привода в BMW была не менее инновационной и динамичной, чем создание традиционных двигателей.

В 1992 году BMW первой в мире внедрила в спортивном автомобиле M3 полностью регулируемую систему фаз газораспределения — систему BMW VANOS, которая одновременно увеличивала мощность и крутящий момент, а также способствовала экономии топлива и снижению выбросов. С 1992 года система VANOS стала доступна как опция для других шестицилиндровых двигателей BMW, а в 1995 году была представлена система VANOS с двумя регулируемыми фазами газораспределения, которая с 1998 года начала использоваться и в двигателях V8.

1995 год: высокая динамика благодаря рациональному облегчению конструкции

В 1995 году на рынок вышла новая модель BMW 5 серии, ставшая первым серийным автомобилем в мире с шасси и подвеской, полностью выполненными из легкого сплава, что позволило снизить общую массу примерно на 30%.

Двигатель, полностью изготовленный из алюминия, также оказался на 30 кг легче обычного, что снизило массу автомобиля BMW 523i с 1525 кг до 1495 кг.

В том же году BMW представила модели 316g и 518g, ставшие первыми в Европе автомобилями на природном газе, запущенными в серийное производство. Использование природного газа позволило сократить выбросы CO₂ примерно на 20%, а углеводородов (HC), способствующих образованию фотохимического смога, — на 80%. Разработка новых двигателей также способствовала созданию серийных водородных двигателей, так как эти рабочие среды имеют схожие свойства, важные для автомобилей.

В общей сложности до 2000 года BMW произвела 842 автомобиля различных моделей, работающих на природном газе.

К началу 2001 года компания BMW усовершенствовала технологию VANOS, превратив ее в уникальную систему полного регулирования высоты подъема впускных клапанов VALVETRONIC, позволяющую регулировать мощность двигателя без дроссельной заслонки. Это привело к увеличению мощности четырехцилиндрового двигателя BMW 316ti при меньшем расходе топлива, особенно при частичной нагрузке, что позволило снизить расход топлива по сравнению с предыдущей моделью на 12 процентов.

Одним из значительных преимуществ этой технологии является ее универсальность, так как она не предъявляет особых требований к качеству топлива.

В последующие годы BMW перенесла систему управления клапанами VALVETRONIC на другие бензиновые двигатели, включая полное использование в четырехцилиндровом двигателе модели MINI, выпущенной в 2006 году.

BMW EfficientDynamics укрепляет лидерство

Современные разработки BMW успешно отвечают требованиям экономичности, сочетающейся с выдающимися динамическими характеристиками, благодаря концепции BMW EfficientDynamics. Во всех новых моделях представлены различные технологии

Эволюция систем помощи водителю: от первых разработок до современных решений

Системы помощи водителю (ADAS) начали развиваться в середине XX века. Первые эксперименты с автоматизированными функциями, такими как круиз-контроль, появились в 1950-х годах. Эти системы позволяли поддерживать заданную скорость без необходимости постоянного нажатия на педаль акселератора.

В 1980-х годах технологии начали активно внедряться в серийное производство. Появление антиблокировочной системы тормозов (ABS) стало значительным шагом вперед. Эта система предотвращала блокировку колес при торможении, что повышало безопасность на скользких дорогах.

С начала 2000-х годов наблюдается стремительное развитие. Внедрение систем контроля слепых зон и адаптивного круиз-контроля значительно улучшило комфорт и безопасность вождения. Эти технологии использовали датчики и камеры для мониторинга окружающей обстановки, что позволяло водителям избегать потенциальных аварийных ситуаций.

Современные решения включают в себя системы автоматического экстренного торможения и ассистенты парковки. Эти функции используют сложные алгоритмы и искусственный интеллект для анализа данных в реальном времени, что позволяет автомобилям самостоятельно принимать решения в критических ситуациях.

Важным этапом стало развитие технологий автономного вождения. Компании активно работают над созданием полностью автономных транспортных средств, которые способны передвигаться без участия человека. Это требует интеграции множества сенсоров, включая лидары, радары и камеры, для создания точной карты окружающей среды.

Системы помощи водителю продолжают эволюционировать, и их внедрение становится стандартом в новых моделях. Важно следить за новыми разработками и адаптировать их к реальным условиям эксплуатации, чтобы обеспечить максимальную безопасность и комфорт на дороге.

Будущее электромобилей: стратегии BMW на рынке устойчивого транспорта

Компания активно развивает направление электромобилей, ставя перед собой амбициозные цели по снижению углеродного следа. В 2023 году планируется представить новые модели, которые будут оснащены улучшенными аккумуляторами, обеспечивающими большую дальность пробега и более быструю зарядку.

Одной из ключевых инициатив является создание сети зарядных станций, которая позволит владельцам электромобилей легко находить доступные места для подзарядки. Это значительно повысит удобство использования электрических автомобилей и сделает их более привлекательными для широкой аудитории.

Важным аспектом стратегии является интеграция возобновляемых источников энергии в процесс производства. Использование солнечной и ветровой энергии на заводах позволит сократить выбросы CO2 и повысить устойчивость производства.

Компания также активно исследует возможности вторичной переработки аккумуляторов. Это не только снизит затраты на производство новых батарей, но и уменьшит негативное воздействие на окружающую среду. Разработка технологий, позволяющих эффективно перерабатывать старые элементы, станет важным шагом к устойчивому будущему.

В рамках стратегии по устойчивому транспорту акцент делается на сотрудничество с другими производителями и стартапами. Это позволит обмениваться опытом и технологиями, что ускорит внедрение инноваций в электромобили.