Sở hữu khối động cơ 1.802 cc làm mát bằng không khí, có thể nói BMW R 18 mới là một mẫu xe hai bánh có dung tích lớn nhất và mạnh mẽ nhất từ trước tới nay mà hãng mô tô Đức từng chế tạo. Nó đặt ra một tiêu chuẩn hoàn toàn mới trong thiết kế động cơ 2 xi-lanh làm mát bằng không khí, nhưng những nền tảng cơ bản của cỗ máy này đã được BMW Motorrad duy trì trong suốt 100 năm qua.
BMW R 18
Trước khi tìm hiểu về lịch sử cỗ máy này, chúng ta sẽ ôn lại một chút về lịch sử BMW. Ban đầu, hãng xe lừng danh này vốn có tên là Bayerische Flugzeugwerke (Bavarian Planeworks – Công ty máy bay Bavarian) khi mới thành lập vào năm 1916 và chuyên nguyên cứu về động cơ máy bay. Sau khi Đức thất bại trong cuộc Thế chiến thứ nhất, quân đội của họ đã rút lui và ký kết hiệp ước Versailles. Không còn sản xuất động cơ cho máy bay chiến đấu, Bayerische Flugzeugwerke buộc phải thay đổi hướng đi.
BMW M2B15
Và đến năm 1919, họ đã chế tạo động cơ M2B15 hai xi-lanh nằm ngang, hai van 500cc với mục đích sử dụng nó làm động năng cho các loại máy móc khác nhau. Một thời gian sau nhà sản xuất mô tô trong nước Victoria AG đã mua lại động cơ M2B15 và sử dụng nó cho chiếc KR1. Muốn góp mặt vào ngành công nghiệp mô tô, BFW đã tạo ra chiếc xe của riêng mình với tên gọi Helios. Chưa đầy một năm sau BFW hợp nhất với một công ty nội địa tên là Bayerische Motoren Werke (Bavarian Motor Works), và từ đó tên BMW AG được ra đời.
Douglas 1914
BMW đã thừa hưởng chiếc Helios từ BFW và bắt đầu cố gắng nâng cấp nó. Helios là một bản sao của chiếc Douglas 1914 tới từ Anh Quốc, vì vậy nó có động cơ đặt dọc và hệ truyền động đơn giản. Tuy nhiên chiếc xe này có nhược điểm là xi-lanh nằm phía sau sẽ không được tản nhiệt hiệu quả bằng không khí. Chính vì lí do này, trưởng phòng thiết kế của BMW lúc bấy giờ là ông Max Fritz đã đề xuất phương án tối ưu nhất để họ có thể cải thiện động cơ của chiếc Helios, đó là làm mát bằng nước.
BMW R 32
Sau một thời gian suy nghĩ, ông lại đưa ra một phương án đơn giản hơn: quay động cơ vuông góc 90 độ so với nguyên bản, để tất cả xi-lanh đều có thể được làm mát. Cuối cùng ông sử dụng hệ thống trục các đăng để truyền chuyển động từ động cơ mới ra tới bánh sau. Cuộc thử nghiệm đã thành công và BMW đã đưa chiếc xe vào sản xuất năm 1923 với tên gọi là R 32. Nó tạo nên một cú hích vô cùng mạnh mẽ và đặt nền móng cho những chiếc xe của BMW sau này.
BMW R 5
Khi lần đầu tiên ra mắt, R 32 được coi là một cuộc cách mạng – còn ở thời điểm hiện tại nó có vẻ như không có gì là đặc sắc. Từ thời đó nó đã có các-te chứa dầu và từ đây dầu được bơm lên bôi trơn toàn bộ các chi tiết trong khoang máy để hạn chế tối đa sự hao mòn. Bước tiến lớn nhất của BMW là chiếc R 37 với các van hút xả đặt trên đỉnh động cơ (overhead valves), tiếp đó là chiếc R 5 sử dụng trục cam đôi và mang tới chiến thắng Quốc tế đầu tiên tại giải Senior TT vào năm 1939.
BMW R 69 S
Thiết kế của R 5 là cơ sở cho động cơ Boxer của BMW trong 30 năm tiếp theo và nhiều năm sau nữa, để rồi từ đó nó trở thành nguồn cảm hứng cho chiếc R 18 mới. Sang tới những năm 60 và 70, ngoại trừ chiếc R 69 S quá cũ thì động cơ hai xi-lanh của BMW trở nên lỗi thời và đắt đỏ. Tệ hơn nữa, sự lạc hậu của họ càng trở nên rõ ràng khi hàng loạt những chiếc superbike mới của Nhật Bản đang ngày càng trở nên phổ biến ở thị trường Mỹ.
Động cơ của BMW R 60/5
Để đáp lại điều này, vào năm 1986 BMW bắt đầu một cuộc “thay máu” toàn bộ: không chỉ quyết định có thể sản xuất cả những động cơ xi-lanh đơn dung tích nhỏ và chuyển tới Berlin, thương hiệu này bắt đầu phát triển những dòng xe hoàn toàn mới. Nhà thiết kế cũ của Porsche Hans-Gunther von der Marwitz đã đứng đầu dự án. Ông muốn nối tiếp truyền thống của các tay đua BMW trước đây là Rudolf Schleicher (người đã tạo ra R 5) và Alexander von Falkenhausen bằng cách ứng dụng công nghệ xe đua, khiến những chiếc xe mới không chỉ khiến chúng nhanh mà còn trở nên an toàn hơn.
BMW R 75/5
Những gì ông nghĩ ra vẫn là một chiếc xe sử dụng động cơ boxer cổ điển làm mát bằng không khí với hệ truyền động bằng trục các-đăng, nhưng về cơ bản nó đã nhẹ hơn và hoạt động ổn định hơn trước đây. Tuy nhiên những giá trị của BMW về chất lượng, độ bền bỉ và sự thoải mái vẫn được duy trì. Động cơ mới mới được phát triển dưới sự chỉ đạo của von Falkenhausen và Ferdinand Jardin, có tên là Type 247 nhưng thường gọi là “airhead”.
Đây được coi là động cơ dạng module đầu tiên của BMW Motorrad. Ba mẫu xe mới sẽ được trang bị động cơ này, đồng thời tạo ra thêm các biến thể “xẹt 5” ( /5) nữa với sự khác biệt chính nằm ở đường kính piston và chênh lệch công suất. Một điều quan trọng không kém là chiếc xe sử dụng động cơ boxer làm mát bằng không khí nhưng phải có hiện đại hơn. Phần các-te dưới động cơ làm bằng nhôm nguyên khối khiến chiều cao máy tăng lên chạm sát tới bình xăng và đã có hệ thống khởi động điện.
BMW R 1100 RS
Bên trong động cơ, tay biên mới cũng được rèn nhiệt để tăng độ cứng cáp. Trong khi đó các cam đũa được đặt phía dưới xi-lanh để giảm thiểu sự phức tạp cho khoang trên động cơ, cũng như cải thiện khả năng làm mát bằng các cánh gió tản nhiệt. Điều này có được là do vị trí đặt trục cam nằm bên dưới trục khuỷu. Vỏ động cơ làm từ nhôm đúc nhưng nòng xi-lanh vẫn làm bằng gang.Hộp số là loại bốn cấp, với bộ số 3 trục được lắp phía sau động cơ.
Trong suốt năm 1970, 12.346 chiếc BMW /5 series được bán ra – lượng bán ấn tượng nhất kể từ năm 1955. Trong 24 năm tiếp theo, Type 247 đã được điều chỉnh tăng dần dung tích động cơ cho đến khi chiếc R 1100 RS ra mắt. Mẫu xe được trang bị động cơ R259 mới dung tích 1085cc làm mát bằng dầu. 259 ‘oilhead’ mang theo một số thay đổi lớn nhưng điểm đáng chú ý nhất là sử dụng công nghệ phun xăng điện tử và 4 van ,ngoài ra còn nhiều thay đổi khác.
BMW R259
Trục cam đơn trung tâm được loại bỏ, thay vào đó là hai trục cam nhỏ nằm bên dưới mỗi xi-lanh và đóng mở van thông qua các đũa đẩy nhỏ. Thiết kế này được duy trì cho đến khi hệ thống trục cam đôi (DOHC) ra đời với bản nâng cấp vào năm 2010. Ngay cả khi BMW nâng cấp lên hệ thống làm mát bằng dung dịch và áp dụng công nghệ ShiftCam, toàn bộ cách sắp xếp chi tiết trong động cơ vẫn giống với các mẫu xe từ năm 1969 cho đến khi R 18 mới xuất hiện.
Động cơ Big Boxer của BMW R 18
Chiếc cruiser “hạng nặng” này đã lấy nhiều điểm đặc trưng từ các họ động cơ trong quá khứ và một số công nghệ hiện đại được bổ sung. Trên mẫu R 18 mới trục khuỷu vẫn được đặt thấp hơn so với toàn bộ khối động cơ cùng với hai trục cam làm việc theo cơ cấu phối khí kiểu xupap treo. Nguyên lý hoạt động truyền thống đã quay trở lại, trục khuỷu dẫn động trục cam khi vấu cam quay tác động tới các cò mổ thông qua đũa đẩy.
Khá thú vị khi Sepp Miritsch, Trưởng bộ phận Động cơ boxer làm mát bằng gió (người thiết kế ra cỗ máy sử dụng trên chiếc superbike HP2) cho biết một phần lý do BMW sử dụng một trục cam đơn vào những năm 1960 là để tiết kiệm tiền. Không giống như R 5, R 18 có bốn van trên mỗi xi-lanh, hoạt động dựa trên của hai cam đũa (một thiết kế lai giữa R 5, /5 Series và R 1100).
BMW R 18 bên cạnh BMW R 5
Cỗ máy này cũng tiên phong về công nghệ với các kim phun được đặt trên đỉnh xi-lanh và nạp thẳng nhiên liệu vào buồng đốt thông qua các van nạp để tối ưu hóa khả năng đốt cháy. Vậy trải qua một trăm năm phát triển, cuối cùng thì BMW đã quay lại với những ý tưởng từ những năm 1930 để tạo ra một mẫu xe đậm chất hoài cổ với sức mạnh cao và vẫn đáp ứng được các chuẩn khí thải mới.
