BMW wprowadziło w 2015 roku model M4 GTS w limitowanej edycji zaledwie 700 sztuk, z czego 300 trafiło na rynek północnoamerykański. Te trzy litery, które pojawiły się za nazwą M4, to nie tylko marketing.
Niemiecki producent aut miał długą historię w tworzeniu samochodów sportowych oraz torowych, takich jak 3.0 CSL z 1972 roku, znany również jako Batmobil, M3 GT z 1994 roku oraz M3 Lightweight z 1995 roku (tylko na rynek USA). Lista ta mogłaby być kontynuowana o inne unikalne warianty stworzone, aby dominować na torach wyścigowych w weekendy. Model M4 GTS z 2015 roku dopełnia tę listę, oferując wersję o wysokich osiągach już bardzo szybkiego standardowego M4. W przypadku tej wersji BMW zrobiło to, co potrafi najlepiej: poprosiło swój dział motorsportu o stworzenie lepszego samochodu torowego na bazie F82 M4, a inżynierowie zasadniczo rozebrali pojazd i zbudowali go na nowo, przekształcając go w maszynę gotową do wyścigów, która mogła jeździć z tablicami rejestracyjnymi.
Niektórzy mogą uznać, że M4 po prostu przeszło kilka ulepszeń w lokalnym warsztacie tuningowym, ale w takim przypadku byliby w błędzie. Z przodu wersja GTS wyposażona była w nowy, regulowany splitter z włókna węglowego, który zwiększał docisk na przedniej osi. Co więcej, BMW przeprojektowało maskę, dodało wypukłość w środkowej części oraz wentylację w jej przedniej części, wykonując ją z tego samego materiału inspirowanego wyścigami, co splitter. W przeciwieństwie do swojego nie-GTS-owego odpowiednika, ten gotowy do wyścigów M4 nie mógł być opcjonowany z lampami przeciwmgielnymi, zamiast tego wyposażono go w funkcjonalne wentylacje, które chłodziły niektóre z radiatorów pojazdu.
Kiedy BMW Motorsport GmbH tworzyło GTS, szeroko wykorzystało włókno węglowe nie tylko z przodu auta, ale także do drzwi, dachu i pokrywy bagażnika. Tylny regulowany skrzydło zamontowane z tyłu również wykonano z tego samego materiału i nie było malowane. Na koniec, z tyłu zainstalowano zderzak z funkcjonalnym dyfuzorem i czterema tytanowymi wydechami. Aby uczynić auto jeszcze bardziej wyjątkowym z tyłu, BMW zainstalowało światła tylne OLED, które miały ciągły wzór świetlny, w przeciwieństwie do kropek oferowanych przez zwykłe diody LED. Dzięki tym wszystkim lekkim materiałom oraz usunięciu większości materiałów tłumiących dźwięk, M4 GTS schudło 80 kilogramów (176 funtów) dzięki tej intensywnej diecie.
Wewnątrz klientów witały dwa fotele M z wysokimi boczkami, pokryte skórą. Ponieważ były one wykonane z włókna węglowego, zaoszczędziły około 50% wagi zwykłych foteli M4. Z tyłu nie było siedzeń, ale producent mógł zaoferować rolkę ochronną i gaśnicę. Deska rozdzielcza, panele drzwiowe i konsola środkowa obfitowały w Alcantarę oraz wykończenia z włókna węglowego. Dzięki grubemu kierownicy wyposażonej w łopatki zmiany biegów, kierowcy mogli skupić się wyłącznie na torze, trzymając ręce tam przez cały czas.
Pod względem technicznym M4 GTS miało nowe lekkie aluminiowe wahacze i trójpoziomowe manualne ustawienia zawieszenia. Ale być może najważniejszą ulepszeniem był silnik. Wyposażono go w system wtrysku wody, aby schłodzić powietrze z turbosprężarek. W rezultacie możliwe było zwiększenie doładowania, co skutkowało imponującymi 493 koni mechanicznych (500 PS) i 442 lb-ft (600 Nm) momentu obrotowego. Produkowało to 68 koni mechanicznych (69 PS) i 47 lb-ft (64 Nm) więcej niż standardowy silnik M4. Producent sparował ten silnik S54 wyłącznie z siedmiobiegową automatyczną skrzynią biegów z podwójnym sprzęgłem i funkcją Launch Control. Cała moc trafiała na tylne koła poprzez elektronicznie kontrolowany wielopłytkowy mechanizm różnicowy o ograniczonym poślizgu.
BMW M4 GTS to nowy, ekskluzywny model technologiczny od BMW M GmbH, który podnosi potencjał BMW M4 Coupe na jeszcze wyższy poziom. Jego mocny, sportowy wygląd oraz zaawansowana technologia sprawiają, że BMW M4 GTS jest stworzony z myślą o torach wyścigowych. Czas okrążenia wynoszący 7:28 minut na legendarnym torze Nürburgring – Nordschleife, uznawanym za jeden z najtrudniejszych na świecie, jednoznacznie potwierdza wyjątkowe możliwości tego limitowanego modelu. Równocześnie, najszybsze BMW M4, podobnie jak inne modele z rodziny BMW M, doskonale radzi sobie również na drogach publicznych. BMW M GmbH wprowadza BMW M4 GTS w edycji limitowanej do 700 sztuk, aby uczcić 30. rocznicę produkcji BMW M3, które jest na rynku od 1986 roku. W ten sposób podkreśla innowacyjny duch inżynierów BMW M, którzy opracowali nowatorskie technologie M w zakresie napędu, podwozia i konstrukcji lekkich. Ta pierwsza wysokowydajna edycja specjalna w gamie modeli M3/M4 będzie dostępna po raz pierwszy na ważnym rynku północnoamerykańskim.
„Modele w edycji specjalnej, takie jak BMW M3 GT, BMW M3 CSL, BMW M3 GTS i BMW M3 CRT mają wieloletnią tradycję w naszej średniej wielkości gamie – i to się kontynuuje z BMW M4,” mówi Frank van Meel, CEO BMW M GmbH. „Ostre charaktery modeli BMW M i ich emocjonalne, ekskluzywne doświadczenie prowadzenia są wzmacniane przez takie modele. Zdecydowaliśmy się na radykalne podejście w konfiguracji BMW M4 GTS, aby stworzyć sportową maszynę na tor, która zapewnia maksymalne osiągi i inspirującą dynamikę. Dzięki temu możemy pokazać, co jest możliwe dzisiaj w przypadku samochodu dopuszczonego do ruchu drogowego. Właściciele mogą jeździć swoim BMW M4 GTS na torach takich jak Spa-Francorchamps, Nürburgring czy Laguna Seca – na przykład na wydarzenia klubowe – i ustanawiać tam czasy okrążeń, które podnoszą poprzeczkę dla samochodów drogowych na ekstremalnie wysokie poziomy.”
Wzrost wydajności dzięki innowacyjnej injekcji wody
Każdy model BMW M ma w sercu silnik. BMW M4 GTS korzysta z wielokrotnie nagradzanego silnika sześciocylindrowego z turbodoładowaniem z modeli BMW M3/M4, ale wprowadza innowacyjną technologię injekcji wody, co znacząco zwiększa moc jednostki 3.0 litra. System injekcji wody znacznie podnosi moc silnika – do 368 kW/500 hp – i zwiększa moment obrotowy do 600 Nm (442 lb-ft), jednocześnie utrzymując zużycie paliwa i emisję CO2 na poziomie BMW M4 Coupe (8.3 litra na 100 km [34 mpg imp], 194 g/km). Dzięki temu BMW M4 GTS staje się najbardziej zwrotnym, radykalnym i dynamicznie potężnym modelem w ofercie. Przyspiesza z miejsca do 100 km/h (62 mph) w zaledwie 3.8 sekundy i osiąga ograniczoną prędkość maksymalną 305 km/h (189.5 mph).
Projektowanie lekkich konstrukcji sięga szczegółów
Inteligentna konstrukcja lekka pozwala inżynierom BMW M ograniczyć masę własną pojazdu do 1510 kilogramów (masa własna ECE: 1585 kg). Jego doskonały stosunek wagi do mocy wynoszący 3.0 kg/hp zapewnia idealną podstawę dla dynamicznego doświadczenia prowadzenia. Rygorystyczne działania mające na celu oszczędność wagi obejmują zarówno wnętrze, jak i zewnętrzną stronę pojazdu. Wewnątrz, kubełkowe siedzenia z włókna węglowego, lekki środkowy panel, lekka konstrukcja tylnych paneli siedzeń oraz przedziału bagażowego, a także specjalne lekkie wykończenia drzwi i bocznych paneli, w tym pętle w miejsce solidnych klamek, są wyraźnymi oznakami zaangażowania projektantów w oszczędność wagi. Rygorystyczne podejście do projektowania lekkich konstrukcji widoczne jest także w detalach, które są niewidoczne. Pręt wzmacniający deski rozdzielczej wykonany jest z włókna węglowego. Na zewnątrz pojazdu, nowo zaprojektowana pokrywa silnika, dach i regulowany splitter przedni również wykonane są z włókna węglowego wzmocnionego plastikiem (CFRP). Regulowany tylny spojler również wykonany jest z tego lekkiego, ale niezwykle trwałego materiału. Spoczywa na skomplikowanych, frezowanych CNC aluminiowych mocowaniach przymocowanych do CFRP pokrywy bagażnika, co również pokazuje, jak każdy detal, bez względu na to, jak mały, został zoptymalizowany w celu minimalizacji wagi. Razem z dyfuzorem – również wykonanym z włókna węglowego – pod tylnym zderzakiem, tylny spojler optymalizuje przepływ powietrza i zmniejsza siłę nośną na osi tylnej. System wydechowy ma tytanowy tłumik, co pozwala zaoszczędzić 20% wagi. Jego emocjonalny dźwięk idealnie pasuje do profilu M i otacza wnętrze oraz zewnętrze pojazdu atmosferą toru wyścigowego.
Wyposażenie maksymalizujące osiągi
Standardowo montowana siedmiobiegowa skrzynia biegów M Double Clutch Transmission (M DCT) dobiera optymalne przełożenie do każdej sytuacji jazdy, nie przerywając przepływu mocy płynącej do tylnych kół. Kierowca może także ręcznie zmieniać biegi, korzystając z łopatek zmiany biegów na kierownicy lub dźwigni zmiany biegów. Programy zmiany biegów Drivelogic i Launch Control zostały dostosowane do zwiększonej mocy silnika. Lekkie, ekskluzywne felgi M w stylu 666 M są odlewane i polerowane, dostępne w kolorze Acid Orange. Są one wyposażone w opony Michelin Pilot Sport Cup 2 (przód: 265/35 R19, tył: 285/30 R20), które są specjalnie dostosowane do BMW M4 GTS, co przyczynia się do jego doskonałej przyczepności mechanicznej i informacji zwrotnej podczas pokonywania zakrętów.
Trzyzakresowe zawieszenie M coilover specjalnie dostosowane do BMW M4 GTS można regulować zgodnie z indywidualnymi preferencjami, a tym samym dostosowywać do wymagań różnych torów wyścigowych. Lekkie hamulce M z węglowo-ceramicznymi tarczami oferują dobrze zdefiniowany punkt nacisku i zapewniają doskonałe hamowanie nawet pod dużymi obciążeniami, np. na granicy na torze wyścigowym.
Technologia OLED na wyłączność, doskonałe światło LED
Znane podwójne reflektory z czterema pierścieniami koronowymi zapewniają najlepsze możliwe oświetlenie nawierzchni drogi. Łączą one nowoczesną technologię LED (diody elektroluminescencyjne) z BMW Selective Beam (asystent długich świateł bez olśnienia) oraz Adaptacyjnymi Reflektorami.
Światła tylne w kształcie litery L są równie charakterystyczne jak design reflektorów. Faktycznie, innowacyjne światła tylne OLED po raz pierwszy zadebiutują w produkcji w BMW M4 GTS. OLED (organiczne diody elektroluminescencyjne) to nowy rodzaj źródła światła, które świeci na całej swojej powierzchni w bardzo jednorodny sposób – w przeciwieństwie do diod LED, które emitują światło w formie punktów. Płaski design OLED (mają tylko 1,4 milimetra wysokości) oraz możliwość włączania poszczególnych modułów świetlnych otwierają nowe możliwości dla koncepcji oświetleniowych i podkreślają wyjątkową precyzję. W ten sposób światła tylne podkreślają szerokość tylnej części, nadając samochodowi jeszcze bardziej przyciągający wzrok i dynamiczny wygląd, co sprawia, że wyróżnia się zarówno w świetle, jak i w ciemności.
Wnętrze – ukierunkowane, ekskluzywne i związane z sportem motorowym
Kubełkowe siedzenia M z włókna węglowego dla kierowcy i pasażera idealnie wpisują się w temat lekkiej konstrukcji we wnętrzu tego czystokrwistego, ekskluzywnego pojazdu. Są około 50% lżejsze niż sportowe fotele w BMW M4 Coupe, umożliwiają idealną pozycję siedzącą oraz oferują wyjątkowy komfort na długich trasach, łącząc to z niezrównanym wsparciem. Ekskluzywne obicie siedzeń z Alcantary i skóry Merino, wraz z paskami M na oparciach, trzypunktowymi pasami bezpieczeństwa oraz pętlami do pociągania drzwi, podkreślają profil BMW M4 GTS jako maszyny sportowej o wysokiej wydajności oraz wyjątkowy charakter pojazdu. BMW M4 GTS wyposażono w inne kubełkowe fotele M (w tym lekkie oparcia z wycięciami) na rynek północnoamerykański, zgodnie z lokalnymi wymaganiami rejestracyjnymi.
Ekskluzywny materiał Alcantara stosowany jest również w sportowej kierownicy M, której wskaźnik „12 godzinny” podkreśla wyścigowy charakter BMW M4 GTS. Zamiast tylnej ławki, BMW M4 GTS ma półkę z włókna szklanego (GFRP) oraz tylną ściankę w konstrukcji sandwich z włókna węglowego. Oba te elementy pokryte są Alcantarą, co pozwala na zaoszczędzenie około 40% wagi.
Opcjonalny pakiet Clubsport może dodatkowo podkreślić związek BMW M4 GTS z torami wyścigowymi. Zawiera on roll bar w kolorze Acid Orange za przednimi siedzeniami, sześciopunktowy pas wyścigowy oraz gaśnicę.
Inteligentny lekki design we wszystkich aspektach
Inteligentne inżynieryjne podejście do konstrukcji lekkiej, które już było istotnym priorytetem dla BMW M4, zostało podniesione na nowe, jeszcze bardziej rygorystyczne poziomy w BMW M4 GTS. Celem było zminimalizowanie masy własnej, aby nowy model miał doskonałą dynamikę jazdy, wyjątkową zwrotność oraz najwyższą wydajność. Rygorystyczne leżakowanie sięga nawet najmniejszych detali BMW M4 GTS, osiągając masę DIN wynoszącą 1510 kilogramów (masa ECE: 1585 kg).
Niska masa BMW M4 GTS poprawia nie tylko wydajność, ale także dynamikę i prowadzenie. Kierowcy dostrzegają korzyści w postaci jeszcze bardziej responsywnego układu kierowniczego, precyzyjnego pokonywania zakrętów, krótszych dystansów hamowania i nowych poziomów kontroli podczas popychania pojazdu do granic możliwości.
Wysokiej technologii konstrukcja węglowa redukująca wagę
Podobnie jak BMW M4 Coupe, BMW M4 GTS ma dach z włókna węglowego wzmocnionego plastikiem (CFRP), który jest o ponad sześć kilogramów lżejszy od odpowiadającego metalowego dachu. Lekki, odporny CFRP stosowany jest również w pokrywie silnika, która jest około 25% lżejsza niż aluminiowa pokrywa BMW M4. Oba te lekkie elementy odgrywają ważną rolę w obniżeniu środka ciężkości i dalszym poprawieniu rozkładu obciążenia osi. W BMW M4 GTS, BMW korzysta z wieloletniego doświadczenia w budowie wysokotecnologicznych konstrukcji węglowych. Zastosowanie CFRP trwa także pod powierzchnią, na przykład w komponentach takich jak wspornik deski rozdzielczej.
Konturowa linia dachu z charakterystycznym centralnym kanałem przechodzi do pokrywy bagażnika, podkreślając bardzo sportowy charakter BMW M4 GTS. Geometria pokrywy bagażnika, wykonanej z CFRP i plastiku, została precyzyjnie zaprojektowana, aby optymalizować aerodynamikę tylną i kierować powietrze do lekkiego tylnego spojlera CFRP. Spojler jest przymocowany do pokrywy bagażnika za pomocą dwóch CNC-wytwarzanych aluminiowych wsporników, złożonych z skomplikowanej konstrukcji słupów, która optymalnie łączy dużą sztywność z bardzo niską wagą.
Na zewnątrz widoczne jest także lekkie odsłonięte włókno węglowe w regulowanym splitterze pod przednim zderzakiem BMW M4 GTS oraz w dyfuzorze tylnym. Dalsze środki projektowania lekkiej konstrukcji obejmują ekskluzywne odlewane, maszynowo polerowane, niskie felgi 666 M w kolorze Acid Orange oraz hamulce M z węglowo-ceramicznymi tarczami, które nie tylko redukują ogólną wagę, ale także znacząco zmniejszają masy niesprężyste. Inżynierowie M poszerzyli swoje bezkompromisowe podejście do inżynierii lekkiej także na system wydechowy sportowy, który wyposażony jest w tytanowy tylni tłumik. Ten wysokiej jakości materiał łączy niską wagę z odpornością. System wydechowy BMW M4 GTS generuje autentyczny dźwięk wyścigowy i jest o 20% lżejszy od komponentu ze stali nierdzewnej.
Rozległe oszczędności wagi kontynuują się pod powierzchnią
Nie trzeba mówić, że inżynieria lekka nie ogranicza się tylko do widocznych obszarów nadwozia. Na przykład, jednolita wał napędowy BMW M4 GTS wykonana jest z włókna węglowego wzmocnionego plastikiem (CFRP), które jest jeszcze lżejsze niż odpowiadający komponent w BMW M3/M4. Niska masa i wysoka sztywność rury CFRP sprawiają, że wał można wyprodukować jako jednoczęściowy komponent, bez łożyska środkowego. Dzięki temu uzyskuje się oszczędności wagi wynoszące 40% w porównaniu do konwencjonalnego komponentu, przy jednoczesnym zmniejszeniu mas rotacyjnych. To z kolei przekłada się na poprawę dynamiki napędu i lepszą reakcję.
Wszystkie działania na rzecz oszczędności wagi zaprojektowane są z myślą o poprawie dynamiki jazdy. Dobrym przykładem jest wspornik CFRP w komorze silnika. Ważący zaledwie 1.5 kilograma oferuje lepszą sztywność niż porównywalny komponent aluminiowy. Jednocześnie odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu chętnego wkręcania się w zakręty i doskonałej precyzji kierowania.
Autentyczne wyścigowe odczucie we wnętrzu
Liczne cechy lekkie we wnętrzu BMW M4 GTS nie tylko oszczędzają wagę, ale także emanują autentycznym wyścigowym klimatem. Najbardziej widocznym przykładem są specjalne kubełkowe fotele M. W pełni węglowy kubeł siedzący jest bardzo mocny i także około 50% lżejszy niż standardowy fotel sportowy BMW M4. Pomiędzy fotelami, BMW M4 GTS może pochwalić się nowym, asymetrycznie stylizowanym, lekkim środkowym panelem, który zredukował wagę o około 30% w porównaniu do odpowiadającego komponentu w BMW M4 Coupe.
Dalszym działaniem na rzecz oszczędności wagi jest usunięcie tylnych siedzeń. Ten obszar jest teraz pokryty włóknem szklanym (GFRP), z tylną ścianką z węglowego sandwichu. Oba te elementy są zaprojektowane z myślą o obniżeniu wagi, niższym środku ciężkości i maksymalnej sztywności. Całkowite podejście inżynieryjne do wagi rozciąga się też na wykończenie paneli drzwiowych i tylnych paneli bocznych z zmodyfikowaną geometrią konstrukcyjną i specjalną lekką konstrukcją opartą na odnawialnych materiałach naturalnych. Konwencjonalne klamki drzwiowe zastąpiono pętlami do pociągania drzwi, podczas gdy wykończenie Alcantarą występuje tylko na podłokietnikach. Waga wykończenia paneli drzwiowych została zredukowana o połowę w porównaniu do porównywalnych komponentów standardowych.
Wydajniejsza wersja sześciocylindrowego silnika rzędowego
BMW M4 GTS napędzany jest przez silnik M TwinPower Turbo, który osiąga 7600 rpm. Niezwykle wysokie obroty dla silnika z turbodoładowaniem zapewniają linearną moc w szerokim zakresie prędkości obrotowych silnika. Innowacyjny system injekcji wody podnosi wydajność tego sześciocylindrowego silnika z turbodoładowaniem na nowe wyżyny, eliminując ograniczenia termiczne dotyczące mocy i momentu obrotowego. System ten już sprawdził się na torach wyścigowych na całym świecie w BMW M4 MotoGP Safety Car, głównym samochodzie bezpieczeństwa w najważniejszej serii wyścigowej motocykli na świecie w 2015 roku.
Silnik generuje maksymalną moc 368 kW (500 hp) – wzrost o 16% w porównaniu do BMW M4 – przy 6250 rpm. Moment obrotowy został zwiększony o 10% do 600 Newtonmetrów (442 lb-ft) i utrzymywany jest w bardzo szerokim zakresie obrotów (4000 rpm do 5500 rpm). Standardowe przyspieszenie od zera do 100 km/h (62 mph) zajmuje 3.8 sekundy, osiągając ograniczoną prędkość maksymalną 305 km/h (189.5 mph). Mimo dużej dodatkowej mocy, silnik również wyróżnia się niskim zużyciem paliwa, osiągając niski unijny skonsolidowany wynik zużycia paliwa 8.3 litrów/100 km (34 mpg imp), co odpowiada skonsolidowanej emisji CO2 wynoszącej 194 g/km i spełnia normę emisji EU6.
Innowacyjny system injekcji wody
BMW M4 GTS to pierwszy produkcyjny samochód drogowy, który został wyposażony w innowacyjny i nowatorski system injekcji wody. Dzięki temu systemowi, który dodatkowo poprawia moc i zużycie paliwa silnika z turbodoładowanym sześciocylindrowym silnikiem, inżynierowie BMW M wykorzystali zasadę, że woda pochłania energię z otaczającego powietrza w momencie, gdy paruje. Woda jest wtryskiwana w postaci drobnej mgiełki do kolektora dolotowego, gdzie paruje, znacznie obniżając temperaturę powietrza dolotowego. To obniża końcową temperaturę sprężania w komorze spalania, co również redukuje ryzyko detonacji, pozwalając silnikowi z turbodoładowaniem działać przy wyższym ciśnieniu doładowania i wcześniejszym zapłonie. Efektem jest zwiększenie mocy i momentu obrotowego oraz znaczna poprawa wydajności. Mimo dodatkowej mocy, obciążenie termiczne wszystkich komponentów związanych z wydajnością jest redukowane. Wszystkie te cechy ostatecznie wpływają na zmniejszenie zużycia i wydłużenie żywotności silnika.
Zwiększona moc, zmniejszone zużycie paliwa na pełnym gazie
Korzyści z injekcji wody można wykorzystać na różne sposoby, w zależności od typu silnika i pojazdu. Inżynierowie mają szczególnie dużą swobodę przy określaniu równowagi między zwiększoną mocą a wydajnością paliwową. Jeśli system injekcji wody uwzględniony jest już na etapie projektowania silnika wysokowydajnego, możliwe jest zastosowanie turbosprężarek o wyższym ciśnieniu doładowania. Jeśli turbosprężarka generuje maksymalną moc przy maksymalnych obrotach, można zwiększyć moc silnika o około osiem procent. Równocześnie straty mocy spowodowane wzrostem temperatury otoczenia (> 20° C) można zrekompensować zwiększając ilość wody wtryskiwanej.
Tło techniczne
Moc silnika spalinowego jest fizycznie ograniczona nie tylko przez temperaturę roboczą w komorze spalania. Jeśli temperatura robocza zostanie przekroczona, prowadzi to do niekontrolowanego spalania (detonacja), co skutkuje stratami mocy, a w najgorszym przypadku do poważnych uszkodzeń silnika. Jest to szczególnie istotne w przypadku silników z turbodoładowaniem, gdzie powietrze dolotowe jest ogrzewane w sprężarce turbodoładowania do wysokości nawet 160° C. Chociaż można użyć intercoolera do schłodzenia powietrza doładowującego, wydajność systemów intercoolerowych jest fizycznie ograniczona. W zależności od konstrukcji i rozmiaru systemu oraz aerodynamiki pojazdu, możliwe jest schłodzenie powietrza dolotowego do temperatury poniżej 70° C, zanim trafi do komory. Podwyższenie mocy silnika przez zwiększenie ciśnienia doładowania nie jest opcją, ponieważ oznaczałoby to przekroczenie granicy detonacji.
W tym miejscu pojawia się rozwiązanie działu BMW M: jeśli woda zostanie wprowadzona w postaci drobnej mgiełki do komory dolotowej, możliwe jest obniżenie temperatury powietrza dolotowego o około 25° C. To dalsze schłodzenie powietrza doładowanego umożliwia wcześniejsze ustawienie zapłonu bliżej optymalnej wartości. To prowadzi do bardziej efektywnego procesu spalania, jednocześnie redukując końcową temperaturę spalania. W tym samym czasie chłodne powietrze jest gęstsze, co zwiększa proporcję tlenu w mieszance paliwowej i skutkuje wyższym średnim ciśnieniem spalania, co prowadzi do zoptymalizowanego rozwoju mocy i momentu obrotowego. Na koniec, ten efektywny system chłodzenia wewnątrz cylindrów również obniża obciążenie termiczne na szereg podstawowych komponentów, w tym nie tylko tłoki, zawory wydechowe i katalizator, ale również, dzięki niższym temperaturom spalin, turbosprężarkę.
Iniekcja wody podnosi granice detonacji
Wykorzystanie injekcji wody do zwiększenia granicy detonacji również w znacznym stopniu przyczynia się do rozwiązania fundamentalnego konfliktu w projektowaniu silników wysokowydajnych, spowodowanego tym, że moc i zużycie paliwa są ściśle uzależnione od współczynnika sprężania. Dotyczy to szczególnie silników wysoko turboładowanych, takich jak silnik M TwinPower Turbo typu sześciocylindrowego. W przypadku silnika o wysokim współczynniku sprężania uzyskuje się wysoką wydajność i niskie zużycie paliwa przy niskim i średnim otwarciu przepustnicy. Jednak w zakresie pełnego otwarcia przepustnicy współczynnik sprężania jest ograniczany przez granicę detonacji. Iniekcja wody stanowi szczególnie skuteczny sposób na podniesienie granic detonacji w tym zakresie, umożliwiając zwiększenie współczynnika sprężania. Dzięki temu możliwe jest optymalizowanie mocy silnika turbo do szerokiego zakresu pracy. Im niższa liczba oktanów paliwa, tym większy potencjał tej technologii.
W kwestii praktycznej realizacji inżynierowie działu BMW M zdecydowali się na rozwiązanie, w którym trzy wtryskiwacze wody w kolektorze dolotowym dostarczają wodę do dwóch cylindrów silnika rzędowego. To rozwiązanie zapewnia równomierne rozprowadzenie wody i kompaktowy design systemu.
W bagażniku pojazdu znajduje się podłogowa komora magazynowa z pięcio-litrowym zbiornikiem na wodę, pompą, czujnikami i zaworami. Pompa i wszystkie czujniki oraz actuatory są kontrolowane przez rozbudowany system zarządzania silnikiem. Pompa dostarcza wodę do wtryskiwaczy pod ciśnieniem około 10 barów. Ilość wtryskiwanej wody może być zmieniana w zależności od obciążenia, prędkości obrotowej silnika i temperatury, co pomaga zminimalizować zużycie wody. Podczas intensywnej jazdy na torze, zbiornik z wodą musi być uzupełniany przy każdym tankowaniu pojazdu. W normalnych warunkach codziennego użytku, natomiast, interwały są znacznie dłuższe, w zależności od stylu jazdy. Nawet przy szybkiej jeździe po autostradzie, zbiornik z wodą trzeba uzupełnić jedynie przy co piątym tankowaniu. Inaczej system jest bezobsługowy, co zapewnia maksymalną praktyczność na co dzień.
Z powodów bezpieczeństwa, system injekcji wody BMW M wyposażony jest w zaawansowany system autodiagnozujący. Jeśli zbiornik z wodą się opróżni lub w przypadku awarii systemu, podejmowane są odpowiednie środki ochrony silnika. Ciśnienie doładowania jest redukowane, a zapłon opóźniany, co pozwala silnikowi działać bezpiecznie przy zmniejszonej mocy. Nawet gdy wszystko działa normalnie, podejmuje się szereg środków zapobiegawczych, aby utrzymać system w pełnej sprawności. Za każdym razem, gdy silnik zostaje wyłączony, cała woda w systemie węży jest odprowadzana do zbiornika, aby zapobiec zamarzaniu komponentów systemu w temperaturach poniżej zera. Zbiornik z wodą również jest zabezpieczony przed mrozem.
Dalsze kluczowe cechy silnika sześciocylindrowego z turbodoładowaniem
Silnik z turbodoładowaniem charakteryzuje się bardzo sztywną konstrukcją zamkniętej obudowy, co umożliwia rozwijanie wyższego ciśnienia w cylindrze dla poprawy wydajności. Zamiast wkładek, cylindry mają powłokę wykonaną z dwóch drutów natryskowych, co skutkuje znaczną redukcją masy silnika.
Kolejnym technicznym wyróżnikiem jest forged and highly torsionally rigid crankshaft, który, oprócz zwiększonej pojemności momentu, jest również lżejszy. Znacząca redukcja mas rotacyjnych prowadzi do lepszej reakcji na przepustnicę i przyspieszenia.
Na torze, wysoka wydajność BMW M4 GTS stawia dodatkowe wymagania względem systemu zasilania olejem silnikowym. Projektując ten system, dział BMW M ponownie w pełni wykorzystał swoje obszerne doświadczenie w sporcie motorowym. Aluminiowa miska olejowa została zaprojektowana tak, aby ograniczyć ruch oleju pod wpływem silnych sił bocznych, podczas gdy pompa olejowa i skomplikowany system powrotu oleju w obszarze turbosprężarki pomagają utrzymać stabilną cyrkulację oleju podczas ekstremalnych przyspieszeń i hamowań. Olej jest w ten sposób dostarczany nieprzerwanie do wszystkich komponentów silnika w każdej sytuacji, zarówno w codziennej jeździe, jak i podczas intensywnej jazdy na torze.
Typowy dźwięk silnika sportowego zapewnia tylny tłumik z lekkiego, niezwykle wytrzymałego tytanu. Typowa konstrukcja wydechu BMW M charakteryzuje się czterema końcówkami, z których każda ma średnicę 80 milimetrów i laserowo wyryty emblemat M. Oprócz tego, że zapewnia on bardzo emocjonalny dźwięk BMW M w całym zakresie prędkości obrotowych silnika, system minimalizuje również ciśnienie w układzie wydechowym i daje precyzyjne informacje zwrotne na temat obciążenia silnika. Profil dźwięku można zmieniać w zależności od wybranego jednego z różnych prekonfigurowanych trybów jazdy.
Technologia M TwinPower Turbo
Silnik BMW M4 GTS to pakiet M TwinPower Turbo, który składa się z dwóch szybko reagujących turbosprężarek mono-scroll, High Precision Injection, zmiennej kontroli zaworów VALVETRONIC oraz ciągłego rozrządu Double-VANOS. Ustawienia zaworów i wałków rozrządu działają w tandemie, aby gładko kontrolować podnoszenie zaworów dolotowych. Rezultatem jest płynne i efektywne dostarczanie mocy, bardzo ostra reakcja oraz zmniejszone zużycie paliwa i emisje.
7-biegowa skrzynia biegów M z podwójnym sprzęgłem z Drivelogic
7-biegowa skrzynia biegów M z podwójnym sprzęgłem z Drivelogic (M DCT) wyznacza standardy płynności dostarczania mocy i gotowości torowej. Oprócz automatycznej zmiany biegów, ta zaawansowana skrzynia oferuje również bardzo szybką manualną zmianę biegów bez przerywania momentu obrotowego, korzystając z łopatki na kierownicy. Tryb manualny oferuje również specjalnie skonfigurowany system Launch Control, który zapewnia ultra-szybkie przyspieszenie, z optymalnym dostosowaniem obrotów do kolejnych przełożeń.
Drivelogic oferuje wybór trzech programów zmiany biegów
Program Drivelogic dla 7-biegowej skrzyni biegów M z podwójnym sprzęgłem oferuje trzy wybierane programy zmiany biegów, które można aktywować za pomocą przycisku Drivelogic na konsoli centralnej. Programy różnią się pod względem szybkości załączania i punktów obrotów, w których odbywa się zmiana biegów. Zakres ten waha się od ekstremalnie sportowego do nieco bardziej relaksującego, ale nadal dynamicznego zmieniania biegów. Oprócz poprawy przyspieszenia, poprawia to także wydajność. Dodatkowa funkcja M, Stability Clutch Control, zapewnia wsparcie w sportowych sytuacjach jazdy. Automatycznie rozłącza sprzęgło, gdy jest to konieczne, aby zapobiec nadsterowności i stabilizuje pojazd.
Podwozie i dynamika jazdy
Dział BMW M specjalizuje się w opracowywaniu samochodów, które łączą bardzo precyzyjne kierowanie, doskonałą kontrolę nawet w ekstremalnych sytuacjach jazdy oraz doskonałą zwrotność z wyrafinowanym doznaniem jazdy i wspaniałą przyczepnością i stabilnością. Wszystkie modele BMW M – w tym nowy BMW M4 GTS – łączą doskonałe możliwości torowe, które zostały przetestowane na Nürburgring Nordschleife (Północna Pętla), najtrudniejszym torze wyścigowym na świecie, z wysokimi standardami codziennej użyteczności. Jednocześnie zwiększone osiągi i możliwości torowe BMW M4 GTS są wspierane dodatkowymi udoskonaleniami w zakresie podwozia.
Konstrukcja z aluminium i włókna węglowego wspiera „ostateczne doświadczenie prowadzenia”
Przede wszystkim ultra-dynamiczne doświadczenie prowadzenia wymaga systemów zawieszenia, które łączą niską wagę z dużą sztywnością. Podobnie jak BMW M3/M4, BMW M4 GTS jest wyposażony w lekkie aluminiowe ramiona sterujące, mocowania kół i podzespoły osi. Na przedniej osi z podwójną sprężyną ta konstrukcja obniża wagę o pięć kilogramów w porównaniu do tradycyjnych komponentów stalowych. Bez luzów kulowe i specjalnie opracowane łożyska elastomerowe zapewniają optymalną, bezpośrednią transmisję sił podłużnych i poprzecznych. Aluminiowa płyta wzmacniająca, wspornik kolumny wytrzymałości CFRP oraz dodatkowe połączenia śrubowe między ramą podwozia a strukturą karoserii przyczyniają się do sztywności przedniego końca.
Z tyłu, wszystkie ramiona sterujące i mocowania kół na pięciowahaczowej osi są wykonane z odkuwanego aluminium, co zmniejsza niesprężyste masy komponentów mocujących koła o około trzy kilogramy w porównaniu do tradycyjnego projektu. Wyścigowe połączenie sztywne między ramą podwozia tylnej osi a karoserią, w pełni pozbawione gumowych mocowań, poprawia lokalizację kół i stabilność toru.
Specjalnie zaprojektowane dla BMW M4 GTS, trzydrożne zawieszenie M coilover oferuje mechanicznie regulowane ustawienia kompresji i odbicia, z precyzyjną regulacją niskoprędkościowej i wysokoprędkościowej kompresji. Umożliwia to dostosowanie zawieszenia do charakterystyki różnych torów. Co więcej, stabilizatory i mocowania wsparcia są ściśle dopasowane do znacznie zwiększonej mocy silnika i zaprojektowane do „ostatecznego doświadczenia prowadzenia”.
Szczegółowe udoskonalenia sięgają także układu kierowniczego
Układ kierowniczy również został dostosowany do torowych możliwości BMW M4 GTS. Krzywa momentu kierowniczego, zawsze istotna dla gładkiego odczucia podczas kierowania, została dodatkowo zoptymalizowana przez modyfikacje kinematyki przedniego zawieszenia oraz włączenie takich elementów jak asymetryczne mocowania wspierające kierownicę oraz pochodzące z wyścigów, indywidualnie zaprojektowane, frezowane łożysko obrotowe. Umożliwia to optymalizację geometrii osi pod kątem dynamiki bocznej i momentu kierowniczego, co przekłada się na ulepszoną dynamikę jazdy.
Łożysko obrotowe umożliwia również zastosowanie przednich kół o szerokości 9.5 J. Wyższe mocowanie amortyzatora w połączeniu z kulowym łożyskiem w mocowaniu osi przedniej skutkuje znacznym zwiększeniem sztywności kąta pochylenia. Umożliwia to szybszą reakcję na siły boczne, co już jest wspierane przez szersze koła. Aby dalej poprawić generowanie siły bocznej, inżynierowie M zachowali ogumienie 19-calowe z przodu, zaś tylna oś z kołami 10.5 J na 20-calowych oponach dostosowana jest do szybszego rozwoju siły bocznej poprzez ustawienie kąta pochylenia przedniego o minus dwa stopnie.
Wyraźnie poprawione napęd na tylne koła z aktywnym dyferencjałem M
Inne cechy, które pomagają zwiększyć dynamikę jazdy, obejmują otwarte wałki wyjściowe dyferencjału tylnego oraz aktywny dyferencjał M. Aby zoptymalizować przyczepność i stabilność, ten ostatni wykorzystuje elektronicznie kontrolowany wielopłytkowy dyferencjał o ograniczonym ślizgu, który dostosowuje się do znacznie zwiększonej wydajności BMW M4 GTS. Dyferencjał o ograniczonym ślizgu jest proaktywnie kontrolowany z wyjątkową precyzją i szybkością. Jego jednostka sterująca jest połączona z systemem Dynamic Stability Control (DSC) i bierze pod uwagę pozycję pedału gazu, prędkości kół i przechył pojazdu. Wszystkie sytuacje jazdy mogą być zatem precyzyjnie analizowane, a nadchodzący ubytek przyczepności z jednej strony pojazdu identyfikowany na bardzo wczesnym etapie. W razie potrzeby system reaguje w ułamku sekundy, aby zmieniać działanie blokady, które może wynosić od zera do 100 procent. To zapobiega poślizgowi kół na nawierzchniach o niskiej przyczepności, na nawierzchniach o różnej przyczepności z dużą różnicą współczynnika tarcia między lewym a prawym tylnym kołem, na ciasnych wirażach lub podczas szybkich manewrów kierowniczych. Optymalna przyczepność zapewnia również doskonałą stabilność w trudnych warunkach i pozwala na dynamiczne przyspieszenie wychodząc z zakrętów.
Systemy asystujące dostosowane do osobistego stylu jazdy
Tryb M Dynamic Mode (MDM), specjalny tryb DSC, można aktywować, gdy kierowcy pragną extra-sportowego doświadczenia jazdy. Podczas gdy DSC koncentruje się na korygowaniu podsterowności lub nadsterowności, M Dynamic Mode pozwala na większe poślizgi kół dla kontrolowanego dryfu. Ten tryb jest skierowany do sportowych kierowców, chociaż – w przeciwieństwie do trybu DSC OFF – system nadal ingeruje, jeśli pojazd osiągnie krytyczny próg stabilności. Ale niezależnie od wybranego ustawienia, odpowiedzialność za zapewnienie stabilności pojazdu zawsze spoczywa na kierowcy. System DSC i system ABS zostały skonfigurowane z uwzględnieniem zwiększonej wydajności BMW M4 GTS oraz nowo opracowanego trzydrogowego zawieszenia coilover.
Rozwój opon został zintegrowany z ustawieniem zawieszenia już na samym początku. W przypadku samochodów sportowych o wysokich osiągach, takich jak BMW M4 GTS, odczucie kierownicy i precyzja są szczególnie ważnym priorytetem, podobnie jak stabilność boczna i przekazywanie sił hamujących, podczas gdy w przypadku opon tylnych skupia się na przyczepności, stabilności bocznej i kierunkowej. Aby sprostać najwyższym standardom w zakresie opon, BMW M4 GTS jest wyposażony w lekkie, o wysokiej sztywności odlewane koła, na oponach w rozmiarze Michelin Pilot Sport Cup 2 (przód: 265/35 R19; tył: 285/30 R20). 19-calowe przednie koła (9.5 J x 19) poprawiają precyzję kierowania, podczas gdy tylne 20-calowe koła (10.5 J x 20) zapewniają doskonałą przyczepność i optymalne przekazywanie mocy napędowej na drodze. Opony Cup uzupełniają precyzyjne dostrojenie zawieszenia, zapewniając optymalną przyczepność i dokładną informację zwrotną dla wyjątkowo zwrotnego prowadzenia.