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 Hersteller-News  

26.01.2012
Der innovativste und sportlichste Dieselmotor der Welt.
 

  • Weltweit stärkster Reihensechszylinder-Diesel, einzigartige Technologie: M Performance TwinPower Turbo erstmals mit drei Turboladern und weiterentwickelter Common-Rail-Einspritzung. 
  • Höchstleistung: 280 kW/381 PS, maximales Drehmoment: 740 Newtonmeter, spontan einsetzende, lineare Kraftentfaltung über weiten Drehzahlbereich, Maximaldrehzahl: 5.400 min-1. 
  • BMW EfficientDynamics: Innovative technische Highlights sorgen für optimierten Wirkungsgrad, BMW M550d xDrive mit EU-Testverbrauch von 6,3 Litern/100 km.

Beeindruckende Werte kennzeichnen den Stellenwert moderner Dieselantriebe. Die mit Motoren dieser Bauart erzielbare Höchstleistung, vor allem aber ihr maximales Drehmoment haben ihre Popularität auch unter sportlich orientierten Autofahrern beflügelt. Der hohe Wirkungsgrad der Diesel-Technologie ermöglicht zugleich besonders günstige Verbrauchs- und CO2-Werte. BMW hat wesentlich zur wachsenden Attraktivität des Dieselmotors beigetragen – mit Antriebseinheiten, die immer wieder Maßstäbe für Sportlichkeit und zugleich neue Effizienz-Bestwerte setzen. Die Entwicklungsgeschichte, die 1983 mit dem ersten Dieselmodell von BMW begann, wird jetzt um ein neues faszinierendes Kapitel ergänzt. Die ersten Vertreter der neuen, auf sportliche Fahrfreude fixierten Produktkategorie der BMW M Performance Automobile werden von einem Dieselmotor angetrieben. Der 3,0 Liter große Reihensechszylinder, dessen Motorabdeckung die M Performance Kennzeichnung trägt, bietet alle Voraussetzungen, um die damit verbundenen Ansprüche zu erfüllen: weltweit einzigartige Technologie, die höchste jemals von einem BMW Dieselmotor erzielte Leistung und überragende Effizienz.

BMW M550d xDrive (F10), Motor

Aus einem Hubraum von 2.993 Kubikzentimetern erzeugt das in den Modellen BMW M550d xDrive, BMW M550d xDrive Touring, BMW X5 M50d und BMW X6 M50d eingesetzte Triebwerk eine Höchstleistung von 280 kW/381 PS. Nicht weniger imponierend fällt das maximale Drehmoment von 740 Newtonmetern aus, das bereits bei einer Motordrehzahl von 2.000 min-1 in vollem Umfang zur Verfügung steht. Spontan einsetzende und bis in hohe Drehzahlbereiche anhaltende Durchzugskraft ist das charakteristische Merkmal der neuen Antriebseinheit. Zu verdanken ist sie einer Vielzahl von innovativen und weltweit einzigartigen technischen Highlights. Im Mittelpunkt steht dabei die erstmals eingesetzte dreifache Turboaufladung. Durch ihre Anordnung und die Strategie des Zusammenwirkens der drei Lader erreicht der neue Motor seinen außergewöhnlich hohen Wirkungsgrad.

Mehr Druck, mehr Leistung, mehr Drehmoment: Weltpremiere für Reihensechszylinder-Diesel mit drei Turboladern.

Das koordinierte Zusammenwirken von Turboladern unterschiedlicher Größe ermöglicht ein spontanes Ansprechverhalten bei niedrigen Drehzahlen und eine bedarfsgerechte Steigerung des Ladedrucks in höheren Lastbereichen. BMW setzt dieses Verfahren in den Reihensechszylinder-Dieselmotoren mit BMW TwinPower Turbo Technologie ein, die unter anderem die Modelle BMW 535d, BMW X5 xDrive40d und BMW X6 xDrive40d antreiben. Als weltweit erster Automobilhersteller präsentiert BMW jetzt einen Dieselmotor, bei dem das Prinzip der Stufenaufladung um einen dritten Turbolader erweitert wird. Erstmals arbeiten bei der für die BMW M Performance Automobile entwickelten Antriebseinheit gleich zwei vergleichsweise kleine Hochdrucklader mit einem größeren Niederdrucksystem zusammen. Die Integration eines zusätzlichen Hochdruckladers schafft neue Möglichkeiten bei der Erzeugung des Ladedrucks, der für eine besonders kraftvolle Leistungsentfaltung erforderlich ist.


Video: BMW M550d xDrive F10, Animation Motor

Auch die neue M Performance TwinPower Turbo Technologie wird einschließlich der spezifischen Ladeluftkühlung Platz sparend in das Gesamtaggregat integriert. Die kompakte Bauweise des Motors schafft die Voraussetzung zur Erfüllung künftiger Anforderungen bezüglich des Fußgängerschutzes. Parallel dazu folgt die Anordnung der drei Turbolader einer besonders intelligenten Systematik. Sowohl die Zuführung des Abgasstroms zum Antrieb der Lader als auch die Frischluftversorgung sowie die Weiterleitung der komprimierten Luft zu den Brennräumen sind so konzipiert, dass sich die drei Verdichtereinheiten in allen Drehzahlbereichen ideal ergänzen. Eine zusätzliche Optimierung des Wirkungsgrads wird durch die variable Turbinengeometrie der beiden Hochdrucklader erzielt, die damit noch präziser auf die jeweilige Leistungsanforderung reagieren können.

Spontanes Ansprechverhalten und präzise koordinierte Wirkungsweise.

Im niedertourigen Bereich knapp oberhalb der Leerlaufdrehzahl wird zunächst einer der beiden kleinen Lader aktiv. Aufgrund seines geringen Trägheitsmoments reagiert er verzögerungsfrei auf kleinste Bewegungen des Gaspedals und versorgt die Brennräume so bereits frühzeitig mit komprimierter Luft. Im weiteren Verlauf erreicht der Abgasstrom auch den großen Turbolader, der schon bei einer Motordrehzahl von 1.500 min-1 spürbar in Aktion tritt. Gemeinsam mit dem kleinen Lader sorgt er bereits bei dieser Drehzahl dafür, dass das überragende maximale Drehmoment von 740 Newtonmetern erreicht und bis in den Bereich von 3.000 min-1 konstant gehalten wird.

Für eine weitere Steigerung der Arbeitsleistung des großen Turboladers wird bei einer Motordrehzahl von rund 2.700 min-1 ein erhöhtes Abgasvolumen benötigt. Eine unterdruckgeregelte Abgasklappe öffnet daher bei einer darüber hinaus gehenden Lastanforderung unverzüglich eine weitere Zuleitung, durch die zusätzliches Abgas an dem bereits aktiven Hochdrucklader vorbei zum großen Niederdrucklader strömt. In diese Bypass-Leitung ist der dritte Turbolader integriert, der dank seines ebenfalls geringen Trägheitsmoments und seiner variablen Verdichtergeometrie unmittelbar nach Öffnung der Abgasklappe seine Arbeit aufnimmt. Das Resultat ist zusätzlicher Ladedruck aus gleich zwei Quellen: Der große Lader kann seine volle Leistung entfalten, der zweite kleine Lader ergänzt die Wirkung der beiden zuvor bereits aktiven um noch mehr komprimierte Luft für die Brennräume. In dieser Konstellation treibt das Aufladesystem den Motor mit vehementem und lang anhaltendem Schub zu seiner Höchstleistung von 280 kW/381 PS, die er zwischen 4.000 und 4.400 min-1 erreicht. Die Maximaldrehzahl des neuen Dieseltriebwerks beträgt 5.400 min-1.

Um einen möglichst wirkungsvollen und zugleich auch effizienten Aufbau von Ladedruck zu gewährleisten, wird die Zuführung des Abgasstroms, aber auch der Frischluft zu den Ladern sowie die Einleitung der komprimierten Luft in die Brennräume mit hoher Präzision gesteuert. Um unerwünschten Abgasgegendruck zu vermeiden, wird bei besonders hohen Drehzahlen am großen Turbolader per Unterdruckregler ein sogenanntes Wastegateventil zur Entlastung geöffnet. Auch die Frischluftzuführungen werden mithilfe pneumatisch betätigter Klappen bedarfsgerecht gesteuert. So sorgt beispielsweise eine Umgehungsklappe bei niedrigen Drehzahlen dafür, dass die Frischluft direkt zu dem besonders frühzeitig angeregten Hochdrucklader gelangt. Eine Zuschaltklappe hält außerdem bei weniger als 2.700 min-1 die Frischluft von dem in diesem Drehzahlbereich noch nicht aktiven dritten Lader fern, um unnötige Druckschwankungen zu vermeiden.

Mit einer indirekten Ladeluftkühlung wird die Temperatur der von den drei Verdichtern komprimierten Luft auf die zur Leistungssteigerung optimalen Werte reduziert. Der unmittelbar vor den Brennräumen angeordnete Haupt- sowie der hinter dem Niederdrucklader positionierte Zwischenkühler werden von einem Niedertemperatur-Wasserkreislauf mit separater elektrischer Pumpe versorgt.

Detaillierte Optimierungen ermöglichen höheren Verbrennungsdruck, mehr Leistung und gesteigerte Effizienz.

Mit 93,6 kW je Liter Hubraum erreicht der neue, ebenso durchzugsstark wie drehfreudig agierende Dieselmotor auch bei der spezifischen Leistung einen neuen Bestwert. Die durch die M Performance TwinPower Turbo Technologie ermöglichte Leistung entsteht jedoch nicht im Aufladesystem, sondern im Herzen des Grundmotors, der daher ebenfalls umfassend weiterentwickelt wurde. Gegenüber dem bislang stärkten Dieselmotor im Antriebsportfolio von BMW wurde der maximale Verbrennungsdruck von 185 auf 200 bar gesteigert.

Der neue 3,0 Liter-Diesel erhielt zu diesem Zweck ein Kurbelgehäuse, bei dem ein innovatives Zugankerkonzept für die Verschraubung von Hauptlagerdeckel und Zylinderkopf umgesetzt wurde. Die gesinterten Hauptlagerdeckel werden zusätzlich durch eine Mittenverschraubung stabilisiert. Ebenso wie das Kurbelgehäuse wird auch der Zylinderkopf einem speziellen Hochdruckverdichtungs-Verfahren unterzogen. Bei diesem als "HIPen" bezeichneten Fertigungsprozess werden die Aluminiumgussteile auf Lösungsglühtemperatur erwärmt und dabei unter hohem Druck die herstellungsbedingten Gussporen verschweißt. Das fertige Bauteil gewinnt dadurch zusätzliche Festigkeit. Die thermische Stabilität der Zylinderstege wird durch eine doppelte Diagonalbohrung sichergestellt.

Kurbelwelle und Pleuel wurden geometrisch weiter optimiert und sind nun in höherfesten Werkstoffen ausgeführt. Bei den Kolben kommen ergänzend zur Anhebung der Kompressionshöhe Nabenbuchsen und Muldenrandumschmelzung zum Einsatz.

Auch beim Einspritzsystem: Mehr Effizienz durch erhöhten Druck.

Einer konsequenten Weiterentwicklung wurde auch das Einspritzsystem des neuen Reihensechszylinder-Dieselmotors unterzogen. Die Common-Rail-Direkteinspritzung trägt durch eine besonders präzise Dosierung des Kraftstoffs sowohl zur Effizienz des Triebwerks als auch zur sauberen Verbrennung bei. In der neuen Ausführung agieren die Piezo-Injektoren des Systems mit einem auf bis zu 2.200 bar gesteigerten Einspritzdruck. Pro Arbeitstakt werden drei Vor-, eine Haupt- und vier Nacheinspritzungen absolviert. Eine besonders leistungsfähige Pumpe fördert den Kraftstoff durch eine gemeinsame Leitung (common rail) aus geschmiedetem Edelstahl zu den Brennräumen.

Nochmals gesteigert wurden auch die Leistung und die Kapazität des Kühlsystems. Zur Temperierung der Ladeluftkühler dient ein zusätzlicher Niedertemperaturkreislauf, der von einer elektrischen Wasserpumpe versorgt wird. Die Abgasnachbehandlung beinhaltet einen Dieselpartikelfilter und einen Oxidationskatalysator, die motornah in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind. Durch eine leistungsgesteigerte Abgaskühlung wird die Bildung von Stickoxiden minimiert. In Kombination mit der serienmäßigen BMW BluePerformance Technologie, die einen NOX-Speicherkatalysator umfasst, erfüllt der neue Dieselmotor im BMW M550d xDrive bereits heute die ab 2014 geltende Abgasnorm EU6.

Achtgang-Sport-Automatikgetriebe mit M spezifischer Schaltdynamik.

Die Kombination des stärksten jemals in einem BMW angebotenen Dieselmotors mit der Achtgang-Sport-Automatik garantiert eine besonders wirkungsvolle und zugleich effiziente Umsetzung der Antriebsleistung. Mit der für die BMW M Peformance Automobile konfigurierten Getriebesteuerung werden besonders dynamische Beschleunigungsvorgänge unterstützt. Die M spezifische Schaltdynamik des Getriebes führt zu besonders schnellen Gangwechseln bei minimaler Zugkraftunterbrechung. Die Achtgang-Sport-Automatik stellt dem Fahrer zwei automatisierte Schaltprogramme, den D- und den S-Modus, sowie die manuelle Gangwahl im M-Modus zur Verfügung.

Die Bedienung der Automatik erfolgt über den mit einem M Logo versehenen elektronischen Gangwahlschalter auf der Mittelkonsole. Im manuellen Modus kann der Fahrer die Gänge sequenziell entweder mit Hilfe des Gangwahlschalters oder mit den Schaltwippen am Lenkrad wählen. In der M typischen Systematik wird dabei die rechte Schaltwippe zum Hoch- und die linke zum Herunterschalten genutzt. Hat der Fahrer den manuellen Modus mittels Gangwahlschalter aktiviert, wird der eingelegte Gang zugunsten einer optimierten Beherrschbarkeit des Fahrzeugs bei hochdynamischer Fahrweise bis zur Motorhöchstdrehzahl gehalten. In diesem Modus erfolgt daher keine Zwangshochschaltung. Aus dem Automatik-Programm heraus kann außerdem spontan per Zug an einer der Schaltwippen in den M-Modus gewechselt werden. In diesem Fall bleibt die Zwangshochschaltungs-Funktion aktiv. Außerdem kehrt das Getriebe selbsttätig wieder in den Automatik-Modus zurück, wenn die Schaltwippen nach dem Hoch- oder Herunterschalten nicht erneut bedient werden.

Noch mehr Fahrfreude durch Verstärkung des natürlichen Klangbilds im Innenraum.

Das Leistungsvermögen des neuen Dieseltriebwerks und die M spezifische Charkteristik im Fahrverhalten der BMW M Performance Automobile bilden die Grundlage für eine neue Definition von Fahrfreude. Imponierende Durchzugskraft und ein konsequent auf Sportlichkeit ausgerichtetes Setup ermöglichen ein völlig neues Erlebnis von Dynamik in einem Dieselmodell. In den BMW M Performance Automobilen wird dieses Erlebnis auch akustisch gezielt unterstützt. Um die charakteristische Reihensechszylinder-Akustik des neuen Motors authentisch in den Innenraum des Fahrzeugs zu übertragen, wird das natürliche Klangbild des Antriebs mittels Sound Design in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrsituation gezielt verstärkt und über die Audioanlage transportiert.

Die digitale Signalverarbeitung des Systems steht in direktem Datenaustausch mit der Motorsteuerung und berücksichtigt sowohl die Motordrehzahl als auch das Drehmoment und die Fahrgeschwindigkeit, um eine jederzeit präzise Übertragung des Antriebssounds zu gewährleisten. Insbesondere in den beim BMW M550d xDrive per Fahrerlebnisschalter aktivierbaren Modi "SPORT" und "SPORT+" trägt die Betonung des turbinenartigen, sportlich-sonoren Klangbilds des Reihensechszylinder-Dieselmotors zum emotionalen Fahrerlebnis bei. Dabei gelangt der Fahrer zu einem besonders präzisen Eindruck vom jeweiligen Lastzustand des Motors und zu einer noch intensiveren Wahrnehmung der Leistungsentfaltung und der Fahrsituation. Die Steuerung der Audioanlage sorgt zudem für eine identische Übertragung des Klangbilds auf alle Sitzplätze.

Der neue Sechszylinder mit dreifacher Turboaufladung – Meilenstein in der Erfolgsgeschichte der BMW Dieselmotoren.

Mit dem für die BMW M Performance Automobile entwickelten Motor erreicht die erfolgreiche Geschichte der Dieselantriebe von BMW einen neuen Höhepunkt. Seit 1983 bietet der Premium-Automobilhersteller Fahrzeuge mit dieser Antriebsart an. Bereits der damals präsentierte BMW 524td erwarb sich den Status des sportlichsten Dieselmodells auf dem Markt. Sein Motor leistete 85 kW/115 PS und ermöglichte die besten Fahrleistungen und zugleich die niedrigsten Verbrauchswerte im Wettbewerbsumfeld. Seitdem steht in Vergleichstests regelmäßig ein Dieselmodell von BMW an der Spitze der Effizienzwertung. Zahlreiche bedeutende Auszeichnungen wie beispielsweise der "Engine of the Year Award" sowie Rennstrecken-Erfolge von BMW Modellen mit Dieselmotor untermauern die einzigartige Entwicklungskompetenz des Unternehmens im Bereich der Diesel-Technologie.

BMW 524td (Modell E28) auf dem BMW-Messestand, Techno Classica 2010

BMW 524td (E28) aus dem Jahr 1987
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Folgerichtig gehen jetzt auch die ersten BMW M Performance Automobile mit einem Dieselmotor an den Start. Das für sie entwickelte Triebwerk erfüllt den sportlichen Anspruch mit Bestwerten in mehreren Disziplinen und löst dabei den einstigen Widerspruch zwischen Fahrfreude und Wirtschaftlichkeit müheloser denn je auf.

Quelle: BMW Presse Mappe vom 26.01.2012


 

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