Mit Effizienz zur Höchstleistung:
BMW präsentiert die Zukunft des
Turbomotors.
Ein neues Spitzentriebwerk mit Twin-Turbo-Technik und
Benzin-Direkteinspritzung krönt künftig die Palette der
Reihensechszylinder-Motoren von BMW. Mit einer Leistung von 225 kW/306 PS und
einem maximalen Drehmoment von 400 Newtonmetern erfüllt die neue
Antriebsvariante auch anspruchsvollste Wünsche nach spontaner und souveräner
Kraftentfaltung. Der erste Reihensechszylinder mit Twin-Turbolader, High
Precision Injection und Vollaluminium-Kurbelgehäuse begeistert mit einem bei
aufgeladenen Motoren bisher nicht gekannten Ansprechverhalten und einer bis in
hohe Drehzahlbereiche anhaltenden Durchzugskraft. Zugleich glänzt das neue
Turbotriebwerk mit der für die Reihensechszylinder-Motoren von BMW typischen
Laufruhe.
 Foto:
BMW 6-Zylinder-Ottomotor mit Bi-Turbo und High Precision Injection
Dass die gesteigerte Leistung auf besonders effiziente Weise realisiert wird,
ist der High Precision Injection von BMW zu verdanken. Die zweite Generation der
Benzin-Direkteinspritzung leistet einen wirksamen Beitrag zur Wirtschaftlichkeit
des Twin-Turbo-Triebwerks. Mit dieser Kombination haben die Ingenieure von BMW
100 Jahre nach der Erfindung des Turbomotors ein neues und besonders reizvolles
Kapitel in der Geschichte aufgeladener Triebwerke geschrieben.
Bewährte Basis: der Reihensechszylinder-Motor.
Mit dem Einsatz der Turbolader-Technik beantwortet BMW auf ebenso
faszinierende wie effiziente Weise den Wunsch nach zusätzlicher Leistung. Die
Aufladung erweist sich dabei – vor allem in der von BMW gewählten Konzeption –
als ideales Mittel, um bewährte Antriebsqualitäten zu bewahren und neue Reize zu
wecken. Als Basis dient die aktuelle Generation der Reihensechszylinder-Motoren
von BMW, die mit einem Hubraum von 3,0 Litern und einer Leistung von 195 kW/265
PS ein für Saugmotoren herausragendes Potenzial erreicht hat. Um nochmals
merklich mehr Leistung und vor allem Drehmoment zu generieren, kommt nun die
Twin-Turbo-Technik zum Zuge.
BMW
6-Zylinder-Ottomotor mit Bi-Turbo und High Precision Injection
Im Vergleich zum bewährten 3,0 Liter-Saugmotor konnte die Leistung so um etwa
15 Prozent, das maximale Drehmoment gar um rund 30 Prozent gesteigert werden.
Das Ergebnis ist in den Werten von 225 kW/306 PS sowie dem maximalen Drehmoment
von 400 Newtonmetern ablesbar und zeugt von einem beeindruckenden und schon bei
niedrigen Drehzahlen einsetzenden Schub. Was dies für die Fahrpraxis bedeutet,
haben die Motorenentwickler am Beispiel einer Limousine der BMW 3er Reihe
errechnet: In der Beschleunigung von null auf 100 km/h wäre die Twin-Turbo-Variante demnach um mehr als eine halbe Sekunde
schneller, der Elastizitätswert (80 bis 120 km/h im zweithöchsten Gang) könnte
sich von 8,2 Sekunden für die stärkste Saugmotor-Variante, den BMW 330i, auf 6,3
Sekunden verbessern.
Unter Beibehaltung des Saugmotor-Konzepts wäre ein derartiger Zuwachs an
Dynamik nur über eine erhebliche Erweiterung des Hubraums realisierbar gewesen,
verbunden mit einer entsprechenden Gewichtszunahme und den daraus resultierenden
Auswirkungen auf die Fahrzeugbalance. Dagegen erweist sich der Einsatz der
Turbolader-Technik in Verbindung mit der High Precision Injection als eine
besonders effiziente Methode, um noch höhere Ansprüche an die Leistung und das
Drehmoment des Motors zu erfüllen. Zum Vergleich: Der neue
Reihensechszylinder-Twin-Turbo wiegt etwa 70 Kilogramm weniger als ein ähnlich
leistungsstarker Achtzylinder-Saugmotor mit einem Hubraum von 4,0 Litern.
Darüber hinaus weist das mit High Precision Injection ausgerüstete Triebwerk
gegenüber einem gleichstarken Turbomotor mit Saugrohreinspritzung einen
Verbrauchsvorteil von etwa zehn Prozent auf.
BMW
6-Zylinder-Ottomotor mit Bi-Turbo und High Precision Injection
Neben dem geringen Gewicht und den für seine Leistungsklasse günstigen
Verbrauchswerten kann der neue Twin-Turbo-Antrieb mit einem weiteren
Qualitätsmerkmal der Reihensechszylinder-Motoren von BMW aufwarten. Er bietet
herausragende Laufruhe und damit genau jene Tugend, mit der die
Reihensechszylinder-Motoren von BMW zum weltweit anerkannten Maßstab für
kultivierte Antriebstechnik geworden sind. Schon die Zylinderanordnung beschert
dem Motor einen ausgeglichenen Charakter bezüglich der freien Massenkräfte, auch
bei hohen Drehzahlen agiert das Triebwerk vibrationsfrei. Außerdem verfügt auch
die Turbovariante des Sechszylinders über die vom Saugmotor bekannten besonders
leichten Nockenwellen, die variable Nockenwellenverstellung Doppel-VANOS sowie
über eine elektrisch betriebene Wasserpumpe, die nur entsprechend dem jeweiligen
Kühlungsbedarf arbeitet.
Das Turboloch ist Vergangenheit.
Den Ingenieuren von BMW ist es gelungen, mit der neuen Motorvariante die
konstruktionsbedingten Nachteile früherer Turbotriebwerke zu beseitigen.
Folglich zeigt der aufgeladene Sechszylinder von BMW auch nicht die für
Turbomotoren bis heute typischen Eigenschaften: Der erst mit Verzögerung
einsetzende Schub ist dem neuen Antrieb ebenso fremd wie der hohe
Kraftstoffverbrauch herkömmlicher Turboaggregate.
 BMW
6-Zylinder-Ottomotor mit Bi-Turbo und High Precision Injenction (hier
Turbolader-Gruppe)
Für eine deutlich spontanere
Leistungsentfaltung sorgt insbesondere das Twin-Turbo-Konzept. Anstelle eines
großen Laders versorgen zwei kleinere Exemplare jeweils drei Zylinder mit
verdichteter Luft. Wesentlicher Vorteil der klein dimensionierten Lader ist ihr
geringes Trägheitsmoment. Schon der leichteste Impuls, den der Fahrer mit dem
Gaspedal weckt, wird mit sofortigem Druckaufbau beantwortet. Das bei
aufgeladenen Motoren bislang typische Turboloch – jener Moment, der vergeht, bis
der Lader seine leistungsfördernde Wirkung aufnimmt, – ist daher nicht mehr
wahrnehmbar. Im Fahrbetrieb ähnelt die Leistungscharakteristik des neuen
Twin-Turbo-Triebwerks daher der Kraftentfaltung eines deutlich hubraumstärkeren
Saugmotors. Das 3,0 Liter-Aggregat stellt sein imposantes Drehmoment von 400
Newtonmetern ohne spürbare Verzögerung und über die breite Drehzahlspanne von
1.300 bis 5.000 U/min hinweg zur Verfügung. Und damit nicht genug: Der Motor
dreht kraftvoll bis in den Bereich von 7.000 U/min hoch. Der Fahrer erlebt eine
besonders souveräne Form der Dynamik, die es ihm erlaubt, auch zügige
Beschleunigungsmanöver entspannt zu absolvieren.
Doppelter Fortschritt: Hohe Leistung, hohe Effizienz.
Um ein faszinierendes Fahrerlebnis mit zeitgemäßen Verbrauchswerten in
Einklang zu bringen, hat BMW als weltweit erster Automobilhersteller einen
Reihensechszylinder-Benzinmotor mit Twin-Turbolader,
Kraftstoff-Direkteinspritzung und Vollaluminium-Kurbelgehäuse entwickelt. Einen
Beitrag zur Verbrauchsreduzierung leistet bereits die Konzeption der Turbolader.
Weil die Turbinen aus hochwarmfestem Spezialstahl bestehen und Temperaturen von
bis zu 1050 Grad verkraften, kann auf die kühlende Wirkung einer erhöhten
Kraftstoffzufuhr verzichtet werden. Gerade bei forcierter Fahrweise ergeben sich
daraus spürbare Verbrauchsreduzierungen.
BMW 6-Zylinder-Ottomotor mit Bi-Turbo und High
Precision Injenction (hier Aluminium-Kurbelgehäuse)
Die Schlüsselfunktion im Konzept für einen möglichst sparsamen Umgang mit
Kraftstoff kommt jedoch der High Precision Injection zu. Die neue Generation der
Benzin-Direkteinspritzung erfüllt auch in der Praxis die in sie gesetzten
Erwartungen hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit, ohne dass dabei Abstriche bei
den dynamischen Qualitäten des Motors erforderlich wären. High Precision
Injection erlaubt eine exaktere Gemisch-Dosierung sowie eine höhere Verdichtung
– ideale Voraussetzungen für eine Steigerung des Wirkungsgrads und eine
deutliche Reduzierung des Verbrauchs. Möglich wird dies auf Grund der zentralen
Platzierung des Piezo-Injektors zwischen den Ventilen. In dieser Position kann
der neuartige nach außen öffnende Injektor den Kraftstoff kegelförmig und
besonders gleichmäßig im Brennraum verteilen. Mit der Entwicklung des neuen
Reihensechszylinders mit Twin-Turbolader und Direkteinspritzung eröffnet BMW ein
neues Kapitel für ein im Grunde schon recht altes Motorenprinzip. Immerhin
konnte erst kürzlich der 100. „Geburtstag“ des Turbomotors gefeiert werden. Die
im November 1905 von dem Schweizer Ingenieur Alfred Büchi zum Patent angemeldete
Lader-Technik war über Jahrzehnte hinweg vor allem für die Leistungssteigerung
von Schiffs- und Flugzeugmotoren von Bedeutung. Erst wesentlich später wurden
auch Automobile mit aufgeladenen Motoren produziert. In Europa hielt diese
Technik erstmals 1973 Einzug in die Serienfertigung: im BMW 2002 Turbo.
BMW – erster Turbo-Weltmeister der Formel-1-Geschichte.
Im Verlauf der 100jährigen Turbo-Geschichte hat BMW immer wieder Meilensteine
der Entwicklung gesetzt. Bereits Ende der 1960er-Jahre war BMW der erste
Hersteller, der Turbomotoren im Tourenwagen-Rennsport einsetzte. Als erstes
Turbofahrzeug gewann 1983 ein BMW Brabham, gesteuert von dem Brasilianer Nelson
Piquet, die Formel-1-Weltmeisterschaft. Schon damals konnten die
Motorenentwickler von BMW aus einem Hubraum von nur 1,5 Litern weit mehr als
1000 PS generieren. Diese scheinbar grenzenlosen Möglichkeiten der
Leistungssteigerung mittels Turbo-Technik führten in der Königsklasse des
Motorsports schließlich jedoch zu der Entscheidung, aus Sicherheitsgründen auf
den Einsatz noch höherer Leistungen zu verzichten.
In der Serienfertigung dagegen wurden alle bisherigen Turbokonzepte stets mit
dem Nebeneffekt steigender Verbrauchswerte in Verbindung gebracht. Dieser
Zielkonflikt schien lange Zeit unlösbar. Erst die jüngsten Entwicklungen des
Motorenbaus haben den neuen Weg aufgezeigt, dem BMW nun konsequent folgt:
Twin-Turbo-Technik in Verbindung mit High Precision Injection als Konzept für
effiziente Dynamik in einer besonders faszinierenden Form.
Das neue Hochleistungstriebwerk an der Spitze der Reihensechszylinder-Motoren
von BMW liefert den beeindruckenden Beleg für das Potenzial dieses Konzepts und
seiner wichtigsten Bestandteile.
 Abbildung:
BMW strahlgeführte Mager-Direkteinspritzung "High Precision Injection"
Mit seinem spontanen Ansprechverhalten und der
souveränen Durchzugskraft eröffnet der unmittelbar vor der Serienreife stehende
Motor völlig neue Dimensionen der Fahrdynamik. Für die High Precision Injection
haben die Motorenentwickler von BMW darüber hinaus bereits jetzt noch weitere
Anwendungsoptionen vorbereitet. Die neue Einspritzung ermöglicht es erstmals,
das thermodynamische Potenzial der mageren Verbrennung kundenrelevant
umzusetzen. Dies wird möglich durch die zentrale Anordnung der Injektoren und
der Zündkerze, die zusammen ein Verbrennungssystem bilden. Auf diese Weise wird
zentral im Brennraum eine Gemischwolke gebildet und gezündet, die nur von reiner
Luft umgeben ist. Es finden keine Verluste durch Benetzung der Brennraumwände
mehr statt.
Die High Precision Technologie bildet damit die Basis für ein
Mager-Direkteinspritz-Konzept und damit für eine beträchtliche
Verbrauchsreduzierung.Auf diese Weise nutzt BMW einmal mehr seine führende
Kompetenz auf dem Gebiet des Motorenbaus, um moderne, zeitgemäße Antriebsformen
zu entwickeln und dabei zugleich die Freude am Fahren immer weiter zu steigern.
Quelle: BMW Presse-Information vom 25.04.2006
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