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Alt 25.04.2006, 19:52     #4
Hermann   Hermann ist offline
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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. 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. 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.

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. 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 1300 bis 5 000 min–1 hinweg zur Verfügung. Und damit nicht genug: Der Motor dreht kraftvoll bis in den Bereich von 7 000 min–1 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.

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. 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.
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Viele Grüße Hermann

"Nur wer für den Augenblick lebt, lebt für die Zukunft"Heinrich von Kleist
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