Vývoj zářivého motoru V12 od BMW

Vzhledem k tomu, že konec obzoru pro motor V12 od BMW je potenciálně na dohled – možná krátce po modelovém roce 2023 -, napadlo nás, že by mohlo být užitečné a zajímavé připomenout si historii motoru V12, který se poprvé objevil na trhu před více než 30 lety, na konci 80. let. Historie BMW V12 není tak poutavá jako historie V8 nebo vychvalovaného řadového šestiválce, ale od doby, kdy byl M70 V12 původně představen, se mnohé změnilo, a pokud jde o širokou škálu zkušeností s motory, konstrukce V12 z celého světa stále patří k těm nejspecializovanějším a nejvyhledávanějším. Ačkoli emisní předpisy na celém světě přispívají ke konci této vynikající architektury motorů, přinejmenším pokud jde o dostupnost v jiných než supersportovních vozech, na vině je i neochvějný osmiválec.

Ačkoli vývoj motorů V12 za posledních deset až dvacet let příliš nepokročil, hranice osmiválců se stále posouvají – zdá se, že vlastní 4,4litrové jednotky BMW N63 a S63 spolu s podobnými čtyřlitrovými kolegy s horkým motorem od AMG a Audi dosahují s každou generací nebo modelovým rokem nových výkonových úrovní. Na druhou stranu, zatímco Mercedes používá stejnou tříventilovou jednotku M279 SOHC se dvěma turbodmychadly od roku 2003, současný motor BMW N74 s přímým vstřikováním paliva je již také poměrně starý, protože se vyrábí od roku 2008.

Jednou z možných pozitivních stránek je skutečnost, že konkurenti v ultra-prémiovém segmentu, jako je Ferrari a Lamborghini, jsou zřejmě oddáni motoru V12, přinejmenším pro nejbližší budoucnost – a vyšší třída BMW, Rolls-Royce, je hlavním faktorem, proč se N74 udrží déle než Mercedes V12 a Audi W12.

M70 (1987-1996)

Linie osobních vozů BMW s motorem V12 začíná modelem M70, jehož výroba byla zahájena v roce 1987. Ačkoli M70 vznikl jako svébytná konstrukce, základy si lze asi nejlépe představit jako dvojici 2,5litrových šestiválců M20 spojených u klikového hřídele. První zaměstnanec BMW V12 má poměrně jednoduchou – alespoň při zpětném pohledu – konstrukci válců s jedním vačkovým hřídelem nad hlavou a celkem 24 ventily mezi válci, které jsou rozděleny pod úhlem 60 stupňů.

Mezi M70 a M20 je však několik zásadních rozdílů, mezi které patří blok vyrobený z Alusilu, pokročilejší snímače hmotnostního průtoku vzduchu místo měřičů průtoku vzduchu a rozvodový řetěz místo řemene. K dalším poměrně důležitým vlastnostem patří škrticí klapka drive-by-wire a hydraulická zdvihátka ventilů, z nichž druhá byla jedním z faktorů, proč BMW zpočátku označovalo nový dvanáctiválec jako bezúdržbový.

M70 je pravděpodobně nejzajímavějším dvanáctiválcem v tomto rozdělení, a to díky řadě různých variant, které vznikly z původní konstrukce. První verzí byl pětilitrový M70B50, který se objevil v roce 1988 a nabízel výkon 295 koní při 5300 otáčkách za minutu a točivý moment 332 N.m při 4100 otáčkách za minutu s maximem 6000 otáček; rok 1992 přinesl S70B56, limitovanou sérii (přesněji 1510 kusů) pětiválce.6 litrů určený výhradně pro model 850CSi s výkonem 375 koní při 5 300 ot/min a točivým momentem 406 N.m při 4 000 ot/min.

M73 (1993-2002)

M73 je ve srovnání s M70 relativní poznámkou pod čarou, ale přesto stojí za zmínku. Model M73, vyráběný od roku 1993 do roku 2002, přičemž poslední rok byl věnován společnosti Rolls-Royce, se vyráběl souběžně s modelem M70 – přesněji s modelem S70B56, který byl vyhrazen speciálně pro model 850CSi. Modernizovaná jednotka však s sebou přinesla řadu důležitých vylepšení – jejich souhrn pomohl posunout BMW V12 do moderní éry.

Snad nejzřetelnější je zvětšení zdvihového objemu z pěti litrů na 5,4, což bylo dosaženo zvětšením vrtání o jeden a zdvihu o čtyři milimetry. Předchozí konstrukce hlavy válců s rozvodem SOHC a dvěma ventily se přenesla, ale pokročilo řízení motoru, které u některých používalo starší uspořádání se dvěma řídicími jednotkami Bosch a u jiných se spoléhalo na jedinou řídicí jednotku Siemens. V roce 1998 se pod kapotou modelu E38 750i objevila jednotka M73TUB54, ale v roce 1999 si emisní legislativa vyžádala přidání dalších ovládacích prvků, jako je vyhřívaný katalyzátor, vodou chlazený alternátor a variabilní termostat. Výkon původního i aktualizovaného provedení činil 322 koní při 5000 ot/min a točivý moment 361 N.m při 3900 ot/min.

N73 (2003-2016)

Masivní technologické změny provázely model N73, když se začal vyrábět během roku 2003. Jako první sériově vyráběný dvanáctiválec na světě používal přímé vstřikování paliva a využíval také nové technologie, které překonávaly technologie jeho bezprostředního nástupce, včetně dvojitého systému VANOS a řízení sání Valvetronic, přičemž druhá z těchto technologií u současného dvanáctiválce N74 se dvěma turbodmychadly viditelně chybí. Zdvihový objem pro aplikace BMW je šest litrů, ačkoli verze N73B68 – ve skutečnosti se zdvihovým objemem 6,75 litru – byla souběžně vyráběna pro Rolls-Royce Phantom.

Šestilitrové verze se dodávaly s působivými továrními hodnotami 439 koní při 6 000 ot/min a 443 N.m točivého momentu při 3 950 ot/min, přičemž hranice otáček je rovněž zvýšena na 6 500 ot/min. Verze o objemu 6,75 litru je podstatně výkonnější, zejména pokud jde o točivý moment, kdy je k dispozici 453 koní při 5 350 otáčkách za minutu a 531 newtonmetrů s maximem při 3 500.

N74 (2008-současnost)

Tím vším se dostáváme k modelu N74, současnému (a možná poslednímu) motoru V12 pro osobní vozy BMW. Motor N74, který se vyrábí od roku 2008 a je k dispozici od modelového roku 2009, představuje vrchol výkonu všech motorů BMW, i když v poslední době jej začíná zastiňovat stále výkonnější osmiválec S63. Existují čtyři různé verze N74, všechny s různým zdvihovým objemem, ale do značné míry identickou technologií.

V porovnání s předchůdcem N73 používá N74 stejnou konstrukci DOHC VANOS s přímým vstřikováním, ale upouští od systému Valvetronic (označení BMW pro variabilní zdvih ventilů) ve prospěch dvou turbodmychadel namontovaných mimo tvar V tvořený válci. Ještě důležitější je, že N74 byl také prvním motorem BMW, který byl spojen s osmistupňovou automatickou převodovkou ZF, jejíž verze se dodnes hojně používají.

Počáteční a nejběžnější verze N74, šestilitrový N74B60, který se používal výhradně v řadách 7 F01 a F02, nabízí výkon 536 koní při 5250 otáčkách za minutu a točivý moment 553 N.m od 1500 do 5000 otáček za minutu, přičemž jeho maximální hodnota je 7000. Dalším v pořadí je 6,6litrový motor N74B66, který byl vyhrazen výhradně pro použití v modelech Rolls-Royce; výkon této jednotky se pohybuje v rozmezí 563, 593 a 624 koní při 5 250 nebo 5 600 otáčkách za minutu a točivý moment 575, 590 nebo 620 newtonmetrů je k dispozici od 1 500 do 5 00 nebo 5 500 otáček za minutu.

Model N74 byl v roce 2016 aktualizován pro novou řadu 7 G11, konkrétně pro vlajkový sedan M760Li xDrive M Performance. Tato osvěžená jednotka nese označení N74B66TU a disponuje ohromujícím výkonem 600 koní při 5 500 ot/min a točivým momentem 590 N.m v podobném rozsahu otáček jako výše uvedené. Tato čísla umožňují vlajkové lodi s motorem V12 sprint z nuly na stovku za továrnou udávaný čas 3,6 sekundy – to je vážně působivé, ale právě ji překonala Alpina B7 2020, která je poháněna masivní verzí N63, jež umožňuje dosáhnout maximální rychlosti severně od 200 km/h. Současná sedmička je však právě uprostřed svého LCI a podle citovaných údajů byl točivý moment modelu N74B66TU zvýšen na 627 N.m.

A existuje ještě jedna výkonnější varianta: N74B68. Stejně jako u předchozího modelu N73B68 má identický zdvihový objem 6 749 cm3 – nebo 6¾ litru, jak Rolls-Royce raději říká – a přestože výkon 563 koní při 5 250 otáčkách za minutu není nejvyšší, jeho neuvěřitelný točivý moment 664 liber stop překonává zbytek nabídky se zdravým náskokem. Tento motor se v současnosti používá v modelech Rolls-Royce Phantom VIII a Cullinan.

S70/2 (McLaren F1, 1993-1998)

Byli bychom nedbalí, kdybychom nezmínili nejslavnější motor BMW V12 ze všech, S70/2 používaný k pohonu McLarenu F1. Snad nejspecializovanější motor, jaký kdy BMW vyrobilo, byl S70/2 vynechán z našich seznamů nejlepších motorů BMW ve prospěch jiných historicky významných nebo jinak dosažitelnějších jednotek, s nimiž má mnoho z nás skutečné zkušenosti – ale pravdou je, že S70/2 si zaslouží sekci (nebo ještě lépe celý článek) věnovanou výhradně jemu.

Vývoj S70/2, který vycházel, byť volně, z modelu M70, vedl zesnulý Paul Rosche, který má na svědomí i další přelomové motory, jako jsou M31, S14 a M88. Mnohé ze stejných základních postupů, díky nimž byly tyto motory skvělé – spolu se souběžnými nebo následnými konstrukcemi, jako je S50B32 a později S62B50 – jsou přítomny v motoru V12 McLaren F1. Vývoj oproti běžnému motoru M70 zahrnuje přechod na konstrukci válců DOHC se čtyřmi ventily na válec, ale s dvojitým systémem VANOS, který řídí časování. Hlavy i blok jsou z hliníkové slitiny, otvory válců jsou potaženy Nikasilem, zatímco vybrané vnitřní komponenty jsou vyrobeny z hořčíku. (Když už jsme u těch kovů, karoserie McLarenu F1 z uhlíkových vláken je chráněna – motorový prostor byl obložen reflexní zlatou fólií, která dohromady váží šestnáct gramů). Vedle zapalovací cívky pro každou svíčku, což byl v té době poměrně nový výdobytek, je každá spalovací komora zásobována dvojicí vstřikovačů paliva, jedním pro nízké a druhým pro vysoké otáčky s plynulým přechodem mezi nimi.

Všechna tato technika vyústila ve výkon 618 koní při 7 400 otáčkách za minutu a točivý moment 479 N.m při 5 600 otáčkách za minutu, přičemž červená hranice přichází při 7 500 otáčkách za minutu. Díky motoru S70/2 poskytujícímu hnací sílu zůstal McLaren F1 nejrychlejším sériově vyráběným silničním vozem na světě déle než téměř jakýkoli jiný konkurent. Motor S70/2 V12 se osvědčil také jako spolehlivý a výkonný závodní agregát, díky němuž F1 GTR zvítězil v Le Mans v roce 1995. Další poměrně důležitou věcí je, že ačkoli od té doby vytlačily McLaren F1 z trůnu rychlejší vozy, všichni následující nástupci se spoléhali na nucené sání, zatímco S70/2 McLarenu F1 dýchá sám – skutečný důkaz inženýrství BMW M. -Alex Tock