BMW M50d: il nuovo N57S ai raggi X

Il brand dell'Elica ha rilasciato nuove immagini relative al tri-turbodiesel N57S che equipaggerà M550d, X5 M50d e X6 M50d, rappresentando così il propulsore a gasolio più potente mai prodotto dalla Casa di Monaco di Baviera.

Il diesel più potente mai prodotto da BMW

Si tratta di un propulsore con architettura a sei cilindri in linea (come tradizione del brand dell'Elica biancoblu vuole) da 2.993 centimetri cubi in grado di erogare una potenza massima di 381 CV ed una coppia di 740 Nm disponibili già a 2.000 giri/min.

Caratteristica peculiare di questa unità è la tecnologia TwinPower Turbo, che porta per la prima volta su un motore BMW tre turbocompressori, di cui due di dimensioni relativamente contenute ed uno più ampio, tutti destinati ad interagire tra loro, e, a seconda delle situazioni di guida, vengono sfruttati sia la coppia bassa generata dai compressori più piccoli che la maggior pressione di sovralimentazione sviluppata dal turbocompressore più grande.

Come funzionano i tre turbocompressori

La configurazione dei tre turbocompressori è volta a creare un sistema intelligente: sia l'afflusso dei gas di scarico al propulsore che l'approvvigionamento di aria fresca e il convogliamento dell'aria compressa alle camere di combustione sono concepiti in modo da permettere alle tre unità di compressione d'integrarsi avvicendevolmente, mentre ulteriori incrementi in termini di rendimento  vengono promessi dal sistema a geometria variabile della turbina dei due turbocompressori.

Durante l'esercizio a regimi bassi, si attiva il primo dei due turbocompressori più piccoli, che alimenta le camere di combustione con l'aria compressa. Il flusso dei gas di scarico raggiunge successivamente anche il turbocompressore più grande che entra in azione a partire da un regime di 1.500 g/min.

Nell'istante in cui viene richiesto un carico superiore, una farfalla di scarico a depressione apre un condotto che permette ai gas di scarico supplementari di raggiungere il compressore di grandi dimensioni a bassa pressione, aggirando il turbocompressore ad alta pressione che è già attivo.

In questo condotto di bypass è integrato il terzo turbocompressore, che grazie alla sua bassa coppia d'inerzia e alla geometria variabile inizia a lavorare immediatamente dopo l'apertura della farfalla. Il risultato è una maggiore pressione di sovralimentazione proveniente contemporaneamente da due fonti: il turbocompressore grande è in grado di erogare tutta la propria potenza, mentre il secondo compressore piccolo completa l'effetto degli altri due, alimentando un maggiore volume d'aria alle camere di combustione. Con questa configurazione il sistema di sovralimentazione fornisce al motore tutto il picco di potenza massima ad un regime compreso tra 4.000 e  4.400 g/min.

Il sistema di raffreddamento

Per evitare la formazione di una indesiderata contropressione dei gas di scarico a regimi  particolarmente elevati, il regolatore a depressione apre nel turbocompressore più grande una valvola wastegate. A bassi regimi invece, una valvola bypass provvede a convogliare l‟aria fresca direttamente al compressore funzionante ad alta pressione che inizia immediatamente a lavorare. A numeri di giri inferiori ai 2.700 g/min viene attivata una valvola supplementare che tiene lontana l'aria fresca dal terzo turbocompressore, non ancora attivo in questo range, così da evitare delle variazioni di pressioni superflue.

Il sistema di raffreddamento indiretto riduce la temperatura dell'aria compressa dai tre turbocompressori, mentre il compressore principale - montato direttamente davanti alle camere di combustione - e l'unità di raffreddamento intermedia - posizionata dietro il compressore a bassa pressione - vengono serviti da un circuito ad acqua con pompa elettrica separata.

Il nuovo propulsore è inoltre stato equipaggiato con un inedito basamento che sfrutta un innovativo sistema di serraggio a vite dei coperchi dei cuscinetti di banco e della testata dei cilindri. I coperchi sinterizzati dei cuscinetti di banco vengono stabilizzati da un serraggio centrale a vite, e analogamente al basamento, anche la testata cilindri è stata sottoposta a un particolare processo di compressione ad alta pressione. Questo processo, definito anche “HIPen”, prevede il riscaldamento dei componenti in alluminio fuso fino alla temperatura di solubilizzazione e la saldatura ad alta pressione dei pori della fusione. Il componente finito si distingue così per una maggiore resistenza.
Gli iniettori

L'albero motore e le bielle sono stati ottimizzati nelle loro rispettive geometrie e sono realizzati in materiali altoresistenziali. Anche il sistema d'iniezione è stato sottoposto ad un processo di ottimizzazione. Nella nuova versione gli iniettori piezoelettrici del sistema lavorano ad una pressione d'iniezione di 2.200 bar. In ogni ciclo di lavoro vengono eseguite tre pre-iniezioni, un'iniezione principale e quattro post-iniezioni. Una pompa ad alta efficienza alimenta il carburante alle camere di combustione attraverso il common-rail in acciaio fucinato, mentre per raffreddare l'intercooler è stato aggiunto un circuito supplementare a bassa temperatura che viene approvvigionato da una pompa ad acqua elettrica.

Il post-trattamento dei gas di scarico include un filtro antiparticolato e un catalizzatore ad ossidazione, entrambi sistemati in un involucro comune montato vicino al motore. L'aumento della potenza del sistema di raffreddamento dei gas di scarico minimizza la formazione di ossidi di azoto e, in combinazione con la tecnologia BMW BluePerformance - che comprende un catalizzatore ad accumulo Nox - il nuovo poropulsore a gasolio della BMW M550d xDrive soddisfa già oggi la norma antinquinamento Euro 6 valida dal 2014.