75-летние мюнхенского концерна БМВ (часть 2)
Одну из прошедших передач мы приурочили к 75 юбилею мюнхенского концерна БМВ, но за 15 минут про все его достижения не расскажешь, поэтому продолжим, но вряд ли закончим и сегодня.
Мюнхенский концерн BMW получил награду за "Лучшую технологию 2004 года". Так автожурналы отметили создание активной системы рулевого управления Active Front Steering (AFS). Это первый пример использования БМВ мехатронной конструкции на серийном автомобиле.
Мехатроника - это направление развития техносферы, интегрирующего механику, электронику, автоматику и информатику в целях совершенствования технологий производства и создания техники новых поколений. Значит мехатронное рулевое управление - это конструкция, где механический вал активно связан с гидравлической и электронной системами автомобиля.
Легче всего понять, как это работает, на примере. Вы попали на обочину дороги, причём так, что каждое из колёс двигается по разному покрытию. Вы начинаете тормозить, а AFS, моментально оценивая качество поверхности под каждым колесом, самостоятельно руководит и каждым из колёс, и рулём, Причём, непрофессионал этого вмешательства электроники даже и не заметит.
Active Front Steering "спарена" с системой стабилизации движения DSC Dynamic Stability Control, благодаря чему любое "перекручивание руля" моментально выявляется компьютером и корректируется незаметно для водителя. Можно сказать, что AFS - это новый ассистент(вроде уже давно известных АВS или ESP), но более разносторонний и шустрый. AFS делает управление автомобилем более удобным и повышает его маневренность и безопасность. На практике применение AFS помогает сократить тормозной путь на 10 процентов, поскольку тормозное усилие применяется более эффективно, более "осмысленно".
Жизнь водителя БМВ облегчается и тем, что теперь система рулевого управления получила изменяемую скорость вращения рулевого вала и переменный шаг зубьев рулевой рейки. Благодаря этому улучшается управляемость автомобилем в поворотах и на извилистых дорогах, поскольку водителю нужно прилагать меньше усилий для поворота руля. Процесс парковки также становится значительно проще, так как требуется максимум два полных оборота руля вместо трех-четырех, которые были необходимы раньше. При движении по прямой случайные незначительные подёргивания руля (например, на выбоинах) будут меньше влиять на траекторию движения, автомобиль будет двигаться стабильнее.
Первым образцом мехатронного автомобиля стал Z 22, представленный исследователями из подразделения BMWTechnikGmbH. 70 новых разработок и 61 изобретение! Поэтому Z 22 стал сегодня самым технически передовым и самым лёгким из дорожных (не гоночных) автомобилей. "Steer-by-Wire" заменил на Z 22 механическое рулевое управление, а "Brake-by-Wire" пришёл на смену гидравлическим тормозам. Кроме того, на BMW Z 22 корпус нормального, не гоночного автомобиля впервые сделан из композитного материала - карбона, углепластика (CFK). Карбон, как уверяют инженеры БМВ, позволяет разрешить постоянное противоречие между комфортом и весом машины. Карбон легче стали на 50% и легче алюминиевых профилей на 30%. Благодаря этому удаётся сделать карбоновый автомобиль (при одном и том же моторе) и более быстрым, и более экономичным, чем стальной, или алюминиевый. Уже поэтому Z 22 потребляет в среднем всего лишь шесть литров бензина на сотню километров, хотя по ходовым характеристикам, комфорту и внутреннему объёму машина сравнима с BMW 528i touring, оснащённой автоматом. А по степени безопасности Z 22 превосходит 528i. Это потому, что карбон значительно прочнее стали. К тому же автомобиль состоит из двух частей - несущая рама, нагруженная всей техникой, и безопасная "коробка" кузова, из карбона. Пока по техническим причинам карбон используется только для изготовления гоночных машин, например, BMW WilliamsF1.
Z 22 стал самым "накрученным" автомобилем, разработанным специалистами BMWTechnikGmbH. Это особое подразделение мюнхенского концерна создано 15 лет назад как кузница идей и объединяет специально отобранных инженеров, дизайнеров, техников. Первым достижением их стал концепт Z1, впервые сделанный из композитных материалов и снабжённый уникальной конструкцией дверей - они уезжали внутрь стенок корпуса. Здесь же родился и первый электро-БМВ - Е1. Его примечательная внешняя особенность в том, что водитель сидит между двумя пассажирами. Здесь же появился и мотоцикл с крышей - С1, который становится сейчас всё популярнее в городах, где улицы постоянно забиты машинами. Команда, работающая в BMW Technik GmbH, тесно связана, естественно, и с Крисом Бэнглом, шеф-дизайнером БМВ, о котором много спорят в последние года. Фанаты традиционного внешненго вида БМВ завалили концерн письмами с требованиями уволить Бангла. Пока этого не произошло мы в одной из ближайших передач расскажем об этом своеобразном художнике,.
А сейчас о самом младшем - чтобы не говорить последнем - ребёнке Бэнгла. После женевского автосалона в журналах замелькали фотографии нового готового к серии BMW - BMW 1-й серии, если хотите - "BMW копейки". Несколько фотографий есть и у нас - желающим могу выслать. Внешне - BMW 1 - совершенно новая машина, дизайн которой перекликается и с третьим БМВ-туринг и с родстером Z 4. Это не удивительно - у них один отец - Крис Бэнгл. Его руку можно узнать издали: в зависимости от того, как на машину падает свет, линии кузова кажутся то вогнутыми, то выпуклыми. Форма машины как-бы живёт и постоянно меняется. Кузов играет и переливается. Стоит отметить необычную форму фар - широкие китайские глаза - и практически вертикальную решетку радиатора, придающую автомобилю, как считают некоторые критики, агрессивный облик - но это дело вкуса и вопрос восприятия. Задние фонари оснащены двухступенчатой системой света. Нормальный красный свет загорается при нормальном торможении, а значительно более яркий красный вспыхивает при экстренном торможении. Мощные модели "первой БМВ" получают восемнадцатидюймовые шины на литых пятиспицевых дисках и очень большие тормозные колодки – это, по мысли дизайнеров, должно внушать ощущение надежности автомобиля. Баварцы не отказались от традиционной компоновки - прИвод на задние колеса. Это, а так же удачное распределение веса (50:50), делает "копейку" особенно манёвренной и юркой. Причём, она устойчиво держится даже на мокрой дороге и с отключённым электронным ассистентом - системой стабилизации движения DSC Dynamic Stability Control, о котором шла уже сегодня речь и который, если включён, может подкорректировать водителя, "перекрутившего руль". Единица имеет в комплекте шестискоростную ручную коробку и за отдельную плату - шестиступенчатый автомат. Сообщалось, что в 1-й серии будут и полноприводные модели, и дизельные двигатели мощностью 163л.с.. Но пока "первая серия" будет оснащаться четырехцилиндровыми моторами мощностью до 150 л.с. и построенными на принципе Valvetronic.
Напомню, Valvetronic - это придуманный на БМВ вариант бензинового двигателя, в котором функции, дроссельной заслонки переданы клапанам с изменяемой длиной хода. Как мы знаем, дроссельная заслонка регулирует количество воздуха, поступающего в цилиндры инжекторных моторов, а значит регулирует и КПД двигателя. Но при дросселировании возникают потери энергии. Такой проблемы не существует в дизельном двигателе, так как его мощность регулируется путём увеличения или уменьшения объёма впрыскиваемого топлива. Примерно по такому же принципу действует система Valvetronic, которая позволяет и в бензиновом двигателе снизить потери энергии при дросселировании. Достигается это с помощью механики, регулируемой электроникой. В зависимости от нагрузки клапаны изменяют длину хода и тем самым регулируют объём горючей смеси, подаваемой в камеру сгорания. Новая технология не только помогла увеличить мощность двигателя, но и привела к снижению расход топлива на 10 процентов. Впервые новинка была опробована на "БМВ - компакте", затем Valvetronic использовали и на мощных 8ми и 12ти цилиндровых двигателей. Любопытно, что мотор будет запускаться не ключом, а отдельной кнопкой на приборной панели. Первоначально автомобиль БМВ первой серии будут выпускать в виде пятидверных хетчбэков, позже, появятся трёхдверные варианты и седан. Еще позже ожидается появление модификаций с кузовом «купе» и компактный кабриолет. Их выход в свет состоится после 2005 года.
Правда, обе эти модификации («купе» и кабриолет) будут называться уже BMW 2-Series. Так же как купе и кабриолет "трёшки" отнесены к четвёртой серии. Получается, что все чётные серии (вторая, четвёртая, шестая) - это варианты-люкс "нормальных" машин первой, третьей и пятой серий. Некоторые аналитики предполагают возможность постепенного вытеснения с конвейера модели BMW 3Compact новым купе 2-Series, тем более что по многим параметрам эти автомобили будут очень похожи. Кстати, "единица" примерно на 60% будет состоять из деталей, используемых при сборке трёшки. Это несколько снизит расходы, что весьма важно для концерна. Ведь "первый" БМВ будет стоить меньше, чем заслуживает. Это сделано для того, чтобы прочно зацепиться в гольф-классе. Как известно, BMW уже давно присматривается к этому среднему классу и теперь своей "копейкой" займёт явно лидирующее место в этой группе, хотя конкуренты сейчас сильны - пятый гольф, новый опель-астра, мерседес-а, целая толпа японцев, СМАРТ. Продажи первого БМВ начнутся скоро, однако, минимальная цена в Германии от 20 тысяч евро. За особую плату можно будет получить все прибамбасы "трёшки". На BMW уверены, что найдётся немало покупателей, которых привлекают экономичность и спортивный темперамент - черты, сочетание которых характерно для BMW. Поэтому уже на 2004 год запланировано производство не менее 150 тыс. машин.
В сообщениях даже о самых дорогих машинах нетрудно заметить, что все автостроители думают сегодня об экономичности двигателей, поскольку постепенно, но быстро бензин и прочие продукты из нефти становятся всё дороже. Неудивительно поэтому, что сегодня все уже думают о том, как заменить нефть. Большинство занимается разработкой топливных элементов. Скажем, ДаймлерКрайслер тратит ежегодно миллиард евро на исследовательские работы с этими устройствами. Практически это маленькие - бортовые - электростанции, в которых электроэнергия возникает вследствие соединения кислорода с водородом. Кислород берётся из воздуха, водород - из баллона, находящегося в багажнике. Выхлопной газ состоит в основном из водяного пара, что ничего, кроме пользы дать не может. Такие проекты есть не только у Мерседеса.
БМВ так же работает над использованием водорода, но идёт своим путём: предлагает использовать водород (как газ) в двигателях внутреннего сгорания. BMW не скрывает, что работает над этой проблематикой не из чистого альтруизма. В случае успеха концерн будет, точнее уже стал, лидером в этой области, создателем основных технологий. Мюнхенцы надеются, что это позволит им настолько опередить ближайших конкурентов, что благополучие BMW будет обеспечено на многие десятилетия. Работы идут в двух направлениях. Первое - строительство инфраструктуры для изготовления и продажи водорода как топлива. Второе - создание моторов, использующих это топливо. Автомобили при этом существенно отличаться от нынешних (использующих газ) не будут. Для начала работы ведутся на семёрке БМВ, но это не принципиально. Подача топлива к двигателю особых трудностей не вызывает, поскольку газовые автомобильные системы хорошо известны. И принцип работы газовой топливной системы известен. Сеть заправок должна быть достаточно густой, поскольку (если сравнивать одинаковые по мощности бензиновые и водородные двигатели) расход водорода на км пути выше, чем расход жидкого топлива. Оптимальным было признано делать машину, способную пройти без дозаправки 400 километров. Топливный бак для этого должен иметь емкость 140 литров, что соответствует 40 литрам бензина. Вот здесь-то и начинаются проблемы, типичные для водорода. Его нужно хранить только в жидком состоянии. Для этого бак нужно охлаждать до температуры -253С. кроме того, нужна ёмкость, способная выдерживать давление в сотни атмосфер. В случае же утечки водород образует с кислородом воздуха самовоспламеняющуюся гремучую смесь. BMW в ходе многолетних испытаний удалось решить эту задачу. Бак представляет собой термоизолированную емкость с очень прочными стенками и сверх-теплоотражающим внутренним покрытием, которое держит внутри температуру -253 градуса в течение трёх дней. После этого, чтобы избежать взрыва, "умный" бак "сам собой" начинает постепенное и безопасное стравливание водорода. BMW провёл серии тестов на безопасность водородных баков при авариях. В итоге создан топливный бак, который не взрывается ни при каких мыслимых ситуациях и выдерживает нагрев до 1000С в течение 70 минут. Если же бак всё-таки развалится, то водород будет гореть в воздухе. Бензин же, разлившийся при аварии, горит на земле, сжигая все вокруг. Температура -250С создаёт серьёзные сложности и на заправке. В версии BMW при заправке водородного бака на стенках его вначале разбрызгиваются "затравочные" капли жидкого водорода, которые, испаряясь, понижают температуру. Это вызывает конденсацию газа в баке, падение давления и выравнивание давления при наполнении жидким водородом. При этом водителю не надо открывать крышку бака, что, в принципе, невозможно при таких температурах и таком внутреннем давлении. Был разработан специальный стыковочный узел "пистолет-бак", где водитель должен лишь более-менее правильно подъехать и дать команду.