Dr. Anisits Ferenc: Mi a dízelből egy BMW-t csináltunk

2012.03.27. 11:44

Megkérdeztük a BMW dízelprogramjának korábbi vezetőjét, dr. Anisits Ferencet, hogy mi a véleménye a világ első háromturbós dízelmotorjáról, amelyet nemrég mutattak be a BMW M550d-ben. A szakmában csak dízelpápaként ismert szolnoki születésű mérnök a motorok fejlődési lehetőségeiről is beszélt. Szerinte a hagyományos dízelkonstrukció még mindig sok hátrányos megoldást rejt, fontos technológiai fejlődési lépcső lenne például a forgódugattyús motor elterjedése.

Pár héttel ezelőtt kipróbálhattuk minden idők legnagyobb fajlagos teljesítményű és nyomatékú dízelmotorját, a BMW M550d xDrive-ban. A háromliteres, soros hathengeres motor 381 lóerős teljesítményre és 740 Nm-es nyomatékra képes, utóbbira már 2000-es fordulatszámtól. Ráadásul a világ első három turbófeltöltővel lélegeztetett személyautó-dízelmotorja már most teljesíti a 2014-től hatályba lépő Euro6-os károsanyag-kibocsátási szabványt, és az átlagfogyasztása a gyár szerint mindössze 6,3 liter gázolaj száz kilométerenként. Kíváncsiak voltunk dr. Anisits Ferenc véleményére a dízelmotorok fejlődésében mérföldkőnek számító motorról, amelyre már a BMW sportrészlege, az M GmbH is hajlandó volt rátenni a logóját.

Tisztában volt azzal, hogy készül a három turbóval felvértezett dízelmotor a BMW-nél?

A dízelmotor feltöltését már Rudolf Diesel is előre látta. A "Handbuch Dieselmotoren" VDI könyvben már 1997-ben megjelöltem, hogy a kétfokozatú feltöltés sok szempontból a konzekvens fejlődési irány. Ehhez a század végén valósultak meg az előfeltételek. Az egyik, hogy a feltöltők térigénye (downsizing) a fordulatszám (300 000 f/min felett) növelésével rendkívül lecsökkent. Aztán az óriási nyomatékok átvitelére új sebességváltó-generációkat fejlesztettek ki a beszállítók, és az elektromos dízelszabályozás teret nyert a tömeggyártásban. Másrészt BMW kezdettől fogva a motordinamikát illetően mindig osztályelső szerepet vállalt. A helyes kifejezés az, hogy ezt a fejlesztést elvártam.  

Annak idején az ön fejében is megfordult a három turbó ötlete?

A feltöltési fok, illetve a teljesítménykoncentráció igen, de a kivitelezés három feltöltővel nem. A technika mai fejlődési tempójánál az irányt sikerül talán még előre látni, de a konstrukciós megoldást nem. A jövőben még az irány meghatározása is nehéz lesz. A gépkocsik elektrifikációja, tehát az elektromos és hibrid autók megjelenése egészen más fejlesztési irányba mutat.

Fotó: Gulyás Péter [origo]
Az új dízel már az X5-ösben és az X6-osban is elérhető, később a 6-os és a 7-es is megkaphatja

Mi a véleménye erről a háromlépcsős feltöltési módszerről, és általában erről a motorról?

A mérnökök másképp gondolkodnak, mint az újságírók. A technológiai verseny az autógyártók között nem a szelepek, hengerek, automatikus váltó fokozatainak vagy a feltöltőknek a számáról szól. A technológiai stratégia célpiramisának csúcsán a vásárlóink igényeinek kielégítése áll. Ezt követi a "sportdízel irányzat" újabb magasabb fokra történő emelése. Megszületik a vízió: a BMW a történetében először épít be egy M gépkocsiba dízelmotort. Nemcsak a dízelek között, hanem az összehasonlításban számításba jövő Otto-motoros (benzines - a szerk.) modellek között is a legdinamikusabb, és fogyasztásban is a legtakarékosabb a teljesítményorientált új motor. A célháló minden üzemeltetési paraméter kombinációja egyedülálló: a teljesítmény, a fogyasztás, a károsanyag-kibocsátás (EU6), az ár, az innovatív műszaki megoldások stb.

Ezután következik a koncepció. A sikeres (már 1998 óta gyártásban lévő és 1999-ben nemzetközi Engine of the Year díjjal kitüntetett) és bevált soros hathengeres motor továbbfejlesztett változata (a megnövekedett égési nyomás 200 barra, megerősített hengerblokk stb.) a kiindulási alap, a bázis. A beszállító rendszerek (automatikus váltó, feltöltő, elektronikus szabályozás stb.), azaz a technika mai állásának felmérése a következő lépés. Aztán a konstrukciós megoldások megtervezése és kikísérletezése következik az eddig ismeretlen teljesítmény- és terhelési részlegben. Természetesen a feltöltési fok ilyen óriási növelése felveti a kérdést, hogyan lehet a "turbólyukat", azaz a nyomatékgyengeséget alacsony fordulatszámoknál kiiktatni. A megoldás két kisebb és egy nagy keresztmetszetű feltöltő. Így születik meg a "triturbó" motor.

Nézze meg, hogyan gyorsul az M550d xDrive!

Ezzel a csúcserőforrással sikerült a dízelt az M márkanévvel összeházasítani. Tudomásom szerint csak M Performance jelzésű modellekben kerül beépítésre. A dízel- és Otto-motor először egyenrangú alternatívák a BMW-nél a technológiai versenyben. Már az első feltöltött BMW-dízelmotorban genetikailag kódolva volt ez a csúcsteljesítmény. A technológiai fejlesztések és sikerek a következők voltak: elektronikus dízelszabályozás bevezetése először a gyártásba, biturbó megoldás, 1998-ban győzelem a nürburgringi 24 órás versenyen stb. Mindezen előzmények ezt bizonyítják. Ez a motor a "hatékony dinamika" (Efficient Dynamics) szlogent kiválóan képviseli. A nagy nyomaték (740 Nm) növeli a gépkocsi rugalmasságát és biztonságossá teszi az előzést. Több rekordot döntött meg a motor. Fogyasztása 6,3 liter, ami a gépkocsi tömegét (1,9 tonna) tekintve kimondottan alacsony. A maximális sebesség önkéntesen van 250 km/h-ra korlátozva.

Véleménye szerint mi lesz a következő nagy lépcsőfok a dízelmotorok fejlődésében?

A dízelmotor technikai továbbfejlesztése alatt nem a teljesítmény további emelését, hanem az alapkonstrukció hatásosságának növekedését értem. A hatásosság a hasznosság viszonya a ráfordításhoz képest. Gyakran fedezem fel, hogy a továbbfejlesztések során ez a kvóciens csökken, tehát ilyen esetben egy műszaki berendezés degenerálódik. Ez történt volna például a repülőgép fejlesztésénél, ha a propelleres repülőgépek sebességét a propellerek számának (például 2-ről 10-re) növelésével igyekezték volna növelni. 980 km/h sebességnél technológiai ugrás következett be. A propelleres repülőgépeket felváltották a sugárhajtású gépek, majd ezeket bizonyos sebességi tartományban a rakéták.

Fotó: Gulyás Péter [origo]
217 kilogrammot nyom a motor, az 535d dupla turbósa 193 kilogrammos

A hagyományos dízelkonstrukció még mindig sok hátrányos megoldást tartalmaz. Ilyen például a dugattyú mozgása le és fel a felső és az alsó holtpont között. Ennek következményeként az oszcilláló tömegek nemkívánatos szabad nyomatékokat gerjesztenek, amelyek hatását - minden funkcionális előny nélkül - különböző költséges, nagy térigényű súlynövelő megoldásokkal kell kiküszöbölni, például a kiegyenlítő tengellyel a négyhengeres motorokban. Egy fontos technológiai fejlődési lépcső lenne a forgó dugattyús motor. Hasonlóan, a kétütemű motor felválthatná a négyüteműt. Éppen most kezdődik egy másik érdekes fejlesztési irány, a gépkocsi elektrifikálása. Új koncepciókat, a hibridmeghajtás és a hatótávnövelő (range extender) koncepcióit vitatják a fejlesztőmérnökök.

Elképzelhető, hogy háromnál is több turbófeltöltőt használjanak egyszer egy személyautó dízelmotorjában?

Ne haragudjon, hogy visszakérdezek: el lehet képzelni egy repülőgépet 10 propellerrel? Persze, de mivel a sebességet jelentékenyen ezzel sem növelhetnénk, a kérdés így nem vetődik fel. Sokkal inkább az a kérdés, hogy van-e értelme a nyomatékot a személygépkocsikban 1000 Nm fölé emelni. Milyen feltöltési fokot jelentene ez? Milyen megoldással lehetne ezt elérni? Szerintem a mérnököknek nem szabad mindent megalkotniuk, amit meg tudnának!

Ön szerint milyen a várható élettartama ennek az eléggé kihegyezett, csúcsra járatott motornak?

A motorok és gépkocsik szériagyártásba való bevezetését egy rendkívül széles programú tartóssági és élettartam-vizsgálat előzi meg. Ezek a kísérletek kiterjednek a teljes terhelésre, részterhelésre, a téli és nyári próbákra, sok millió kilométerre. A különböző próbaprofilok lefedik a vásárlók gépkocsi-üzemeltetésének minden tartományát. Mivel a maximális sebesség 250 km/h-ra korlátozott az autógyártók közötti megegyezés alapján, így a teljes  maximális teljesítményt - különösen a sebességkorlátozást előíró országokban (130 km/h) - a gépkocsivezető nem tudja "lehívni".

A háromturbós motor működése

Sajnos a mérnököknek nem sikerült megmagyarázniuk a nyomaték fogalmát és jelentőségét a gépkocsivezetők többségének. A nyomaték az az erő, amely gyorsításkor a vezetőt és az utasokat az ülésbe szorítja, a csúcsnyomatékot szinte mindig használjuk. A gyors előzés előfeltétele a nyomatéktöbblet, amely a vezető számára a különböző ellenállások leküzdésére rendelkezésre áll. Ezzel ellentétben a maximális teljesítményt csak versenypályán, megfelelő kiképzés és gyakorlat után lehet élvezni. A hétköznapi forgalomban a gépkocsivezetők által használt terhelési kollektíva az új 550d-nél csak részletterhelésnek felel meg. Ezért meg vagyok győződve arról, hogy sem az élettartam, sem az üzembiztonság nem szenvedett a "csúcsra kihegyezett" motornál csorbát.

Gondolta-e volna, hogy egyszer az M GmbH logója egy dízelmotoron is megjelenik? (még ha a fejlesztést az információm alapján nem az M GmbH végezte is)

Őszintén szólva, ez a gondolat nem merült fel bennem. A szakmai pályafutásom alatt az a gondolat foglalkoztatott, hogyan lehetne a "leggazdaságosabb meghajtási elvet" az emberiség hasznára elterjeszteni. A második világháború után az ipari alkalmazásban és teherszállításban a dízel az Otto-motort szinte teljesen kiszorította. A BMW hozzájárulása a dízel műszaki továbbfejlesztéséhez egyszerűen így fogalmazható meg: a dízelt nem találtuk fel, de mi a dízelből egy BMW-t csináltunk. Vajon egy technológiai felváltás tanúi vagyunk-e a személygépkocsik meghajtás (Otto-dízel) területén? Vajon a benzinesek doménje csak a nagy fordulatszámú "Forma-1-es motorok" és az egyszerű, olcsó ipari alkalmazási terület marad?

Forrás: BMW
A BMW M550d xDrive az első dízel, ami megkapta az M logót

Azokban az országokban (Ausztria, Olaszország, Spanyolország stb.), ahol a dízelmeghajtású gépkocsik 80- 90 százalékot elérnek, ott az importkőolaj-szükségletet 20-25 százalékkal le tudták csökkenteni. Ezt a megtakarított kőolajtömeget nem égetik el egy belső égésű motorban, és nem okoz klímareleváns szén-dioxid-kibocsátást. Ezekben az országokban a gázolaj mindig olcsóbb, mint a benzin. Magyarországon még fordított a felfogás. Talán túl kevés mérnök ül a parlamentben!

Aki miatt ma kétszer annyi dízel-BMW fogy Európában, mint benzines - Dr. Anisits Ferenc élete

A szakmájában csak dízelpápaként (a széles körű szakmai munkássága miatt) ismert, Ausztriában élő nyugdíjas mérnök a kezdetektől vezette a BMW dízelfejlesztési központját, nevéhez számtalan innováció köthető, itthon mégis kevesen ismerik a nevét és a munkásságát. Anisits 1938-ban, Szolnokon született, kitűnő érettségi után a Budapesti Műszaki Egyetemen szerzett mezőgazdasági gépész diplomát. 1965-ben Németországba emigrált, a számára teljesen idegen nyelven rövid idő alatt bedolgozta magát a szakmájába. Kezdetben a M.A.N. hajómotorgyárban kapott munkát, szakterülete a körfolyamatszámítás és alapfejlesztések voltak, 1967-ben már a leghíresebb német professzorok előtt tartott előadást az "MAN kutatási napokon". Később ledoktorált a Braunschweigi Egyetemen, a M.A.N.-t osztályvezetőként hagyta ott, mert Svájcba hívták dolgozni a Saurer autóbusz- és teherautó-gyártó vállalathoz. A Boden-tó partján helyettes fejlesztési vezetőként már Fiat személygépkocsi dízelmotorok fejlesztésével is foglalkozott, a svájci egyetemen pedig az akkor még ismeretlen, ma már általánosan használt közös-nyomócsöves befecskendezéssel kísérletezett. Ezt követően Mannheimbe hívták, hogy ipari dízelmotorokat tervezzen, majd a hetvenes évek végén a BMW kérte fel a Felső-Ausztriában, Steyrben akkor létrehozott dízelfejlesztő-központja vezetésére.

Forrás: BMW

Anisits vezetésével olyan turbófeltöltésű dízelmotorokat sikerült létrehozni, amelyek végre a BMW márka sportos imázsához is passzoltak. 1995-ben neki ítélték a legrangosabb európai innovációs kitüntetést, az Ernst Blickle-díjat az elektronikus dízelszabályozás bevezetéséért a tömeggyártásba.

Forrás: BMW

A magyar mérnök a csapatával húsz év alatt három dízelmotor-generáció 15 motorját fejlesztette ki, hat- és nyolchengeres dízeljeik  "Az év legjobb motorja" (Engine of the Year) díját is elnyerték 1999-ben és 2000-ben. A dízel műszaki teljesítőképességét impozánsan demonstrálta az 1998-as kétliteres dízelmotor, amely megnyerte a 24 órás versenyt a Nürburgringen az M3-asok előtt. Ezzel a dízel "szalonképessé vált" a vásárlók szemében. A négyhengeres szériaváltozatának teljesítménye elérte a korábbi hathengeres motorét, fogyasztása és tömege viszont lényegesen alacsonyabb volt. A dízel népszerűsége korábban messze elmaradt a benzinesek mögött, ezután viszont a húzómodell az E46-os 320d lett. Jelenleg Európában kétszer annyi dízelt ad el a BMW, mint benzinest. Máig több mint 5 millió dízelüzemű BMW-t gyártottak, amelyeket a magyar mérnök vezetése alatt fejlesztettek ki. Anisits még manapság is Európa legnevesebb műszaki egyetemein tart előadásokat, autóipari topmenedzserek kérik tanácsát, de az osztrák és a német állam tanácsadó testületébe is rendszeresen meghívják.

KAPCSOLÓDÓ CIKK