Osmiválec z BMW 545i nepotřebuje k řízení výkonu škrticí klapku, přesto ji má

Benzinový motor si po většinu času nesmí vzít tolik vzduchu, kolik by mohl. Kolik ho dostane, řídí škrticí klapka, a čím víc je přivřená, tím větší podtlak za ní vzniká a tím víc práce spotřebuje motor sám na sebe. Osmiválec N62, který v BMW E60 pohání 545i, klapku k řízení výkonu nepoužívá. Místo ní se mění zdvih sacích ventilů.

Podtlak, který si motor vyrábí a sám platí

Školicí sešit BMW k motoru N62 to popisuje čísly. U motoru řízeného klapkou je klapka na volnoběhu a při částečném zatížení jen mírně otevřená a v sání se za ní vytvoří podtlak až 500 mbar. Vzduch se pak do válce nedostává volně a plnění válce není optimální. Se systémem Valvetronic je klapka otevřená, u sacích ventilů je plný tlak okolí a o množství směsi rozhoduje, jak vysoko a jak dlouho se ventil otevře.

Zdvih sacího ventilu se u verze N62B44 mění plynule mezi 0,3 a 9,85 mm, takže spodní mez je proti horní zhruba třicetinová. Malý zdvih má vedlejší účinek, který sešit uvádí jako výhodu: válec se plní pomaleji, ve spalovacím prostoru vzniká větší turbulence a směs hoří rychleji. Zdvih je přitom jen jedna ze dvou proměnných, časování obou vačkových hřídelí mění dvojitý VANOS.

Tři úkoly, kvůli kterým klapka ve voze zůstala

Klapka v sání je i u motoru s Valvetronicem a sešit jí přiděluje tři úkoly. Prvním je start. Když má nasávaný vzduch mezi 20 a 60 °C, řídí při startu průtok klapka a zahřátý motor přejde do režimu bez škrcení asi 60 sekund poté. V chladu se naopak startuje s klapkou úplně otevřenou, protože se tak motor rozbíhá lépe.

Druhým úkolem je držet v sání stálý podtlak 50 mbar. Bez něj by nebylo čím odsávat průsakové plyny z klikové skříně a palivové páry z uhlíkového filtru; samotný tlak v klikové skříni udržuje regulační ventil na 0 až 30 mbar. Třetí úkol je záložní: když Valvetronic vypadne, převezme klapka řízení po starém.

Excentrická hřídel, mezipáka a šnek, který se sám drží

Celý mechanismus sedí v hlavě válců a osmiválec ho má dvakrát, po jednom na každou hlavu; k tomu patří vlastní řídicí jednotka Valvetronicu a jedno čidlo na hlavu. Elektromotor uložený nahoře v hlavě otáčí přes šnek a šnekové kolo excentrickou hřídelí. Ta běží ve čtyřech jehlových ložiskách a na konci má pružinu, která vyrovnává moment od ventilového rozvodu. Šnekový převod je samosvorný, takže se nastavená poloha nemusí nijak aretovat.

Mezi vačkou a vahadlem je mezipáka. Excentr ji postaví blíž k vačce, nebo dál od ní, a tím mění převod mezi vačkou a ventilem. Z nejmenšího zdvihu do největšího ujede mechanismus podle sešitu za 300 milisekund. Polohu hřídele hlásí jednotce čidlo, které snímá magnetické kolečko na jejím konci.

Co z toho plyne, když se otevírá hlava

Sešit upozorňuje, že víko hlavy nejde sundat dřív než motor Valvetronicu. Před jeho demontáží musí být excentrická hřídel v poloze nejmenšího zdvihu a motor z ní vyšroubovaný, jinak se šnekový převod při rozpojení může poškodit: hřídel odskočí zpět silou vyrovnávací pružiny.

Když motor sundat nejde, protože je zadřený nebo mechanicky vadný, počítá sešit s tím, že se do jeho zadního plastového víčka vyvrtá díra a šnekovou hřídelí se otočí imbusovým klíčem. Takový motor se pak už nesmí použít. Mezipáky a vahadla jsou tříděné do jakostních tříd a párované, takže se při zpětné montáži vracejí přesně tam, odkud jsou; jinak se válce plní nerovnoměrně a motor běží neklidně na volnoběh. Tolerance sešit sám neuvádí a odkazuje na dílenskou příručku, takže je tu neuvádíme také.

V E60 měl Valvetronic zpočátku jen osmiválec

Valvetronic uvedlo BMW podle anglické Wikipedie v roce 2001 a prvním motorem s ním byl čtyřválec N42 pro řadu 3. Do pětky přišel s verzí 545i. Tisková zpráva BMW ze 3. července 2003 psala, že 545i přijde na podzim s osmiválcem, který se do té doby nabízel jen v 745i. Uvádí 245 kW (333 koní), tedy o 35 kW víc než u předchozí 540i, a 450 N·m při 3 600 otáčkách, z čehož je přes 80 % k dispozici mezi 1 500 a 6 400 otáčkami.

Objem válců se ve zdrojích liší: tisková zpráva píše 4 393 cm³, americký školicí sešit i anglická Wikipedie 4 398 cm³.

Šestiválce E60 Valvetronic zpočátku neměly. Školicí sešit pro americký modelový rok 2004 vede u 525i a 530i motor M54, tedy klasické řízení klapkou, a Valvetronic jen u 545i. Do řadových šestiválců pětky přišel až s motorem N52, u E60 podle anglické Wikipedie v 523i od roku 2004 a v 525i a 530i od roku 2005. Týž motor přinesl do pětky i vodní čerpadlo poháněné elektromotorem.

Druhou generaci systému popisuje sešit u N52 jako přepracovanou: zdvih sacích ventilů 0,18 až 9,9 mm, o 13 % nižší pohyblivá hmota rozvodu a valivé ložisko mezipáky místo kluzného. Přibylo k tomu fázování – oba sací ventily jednoho válce se do zdvihu 0,2 mm otevírají souběžně, pak jeden předbíhá a dohánějí se zhruba u 6 mm. Vír, který tím ve válci vznikne, nahradil vířivé kanály starší šestiválcové řady. U téhle generace stojí v sešitu i dílenský detail, který se snadno přehlédne: magnetické kolečko musí na excentrické hřídeli držet nemagnetický šroub, jinak čidlo nefunguje.

Tabulka v sešitu k E60 uvádí u N62B44 úsporu paliva proti staršímu osmiválci M62 jako 14 %. Je to údaj výrobce a sešit u něj neříká, v jakém cyklu a proti které verzi M62 se měřil. Tisková zpráva počítá jinak a o něčem jiném: srovnává celý vůz a u 545i s manuální převodovkou udává 10,9 l/100 km, o 1,4 l méně než u 540i. Obě čísla mluví o úspoře, ale ani jedno není měřítkem toho druhého.

Zdroje

• Školicí sešit BMW ST042, díl 01 N62 Engine – úkoly škrticí klapky, podtlak 50 mbar, stavba mechanismu a poznámky k demontáži
• Školicí sešit BMW ST046, díl 02 E60 Engines – technická data N62B44 a motory E60 pro modelový rok 2004
• Školicí sešit BMW ST055, díl 07 VALVETRONIC – druhá a třetí generace systému, fázování a čidlo excentrické hřídele
• Tisková zpráva BMW ze 3. července 2003 – uvedení 545i a 525i, výkon, točivý moment a spotřeba
• BMW N62 na anglické Wikipedii – objem, roky výroby a použití
• BMW N52 na anglické Wikipedii – ročníky verzí v E60
• BMW N42 na anglické Wikipedii – první motor BMW s Valvetronicem

Anglické a německé podklady jsou přeložené a přepsané vlastními slovy. Utahovací momenty ani tolerance tu nestojí, protože je školicí sešity neuvádějí a samy odkazují na dílenskou příručku.