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Alt 09.06.2003, 21:52     #3
Hermann   Hermann ist offline
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3. Der Antrieb:Kraftvoll und effizient mit sechs Zylindernund sechs Gängen.

Die Highlights.

Benzin-Reihensechszylinder mit Bi-VANOS.Diesel-Reihensechszylinder mit Common Rail 2. Generation.Sechsgang-Getriebe manuell und automatisch.

Kraftvoll und kultiviert, spritzig und sparsam sind die vier Adjektive, die den Antrieb des neuen 5er charakterisieren. Eigenschaften, die sich nicht allein durch den hohen technischen Standard der einzelnen Komponenten definieren, sondern auch durch die überzeugende Abstimmung des gesamten Antriebstrangs. Das beginnt mit den herausragenden Sechszylinder- Reihenmotoren mit Bi-VANOS in der Benzinausführung und mit Common Rail der zweiten Generation in der Diesel-Variante, die an prinzipbedingter Laufruhe und Know How-bedingter Leistungsfähigkeit, Effizienz und Emissionsarmut weltweit anerkannt Spitzenpositionen behaupten. Sie arbeiten elektronisch gesteuert ausschließlich mit Sechsganggetrieben zusammen, die es dem Fahrer auf eindrucksvolle Weise ermöglichen, die Motorleistung – manuell oder automatisch geschaltet – höchst effizient in Vortrieb umzusetzen. Die lückenlose Abstimmung reicht schließlich über die Leichtmetall-Gelenkwelle bis hin zu dem jeder Motorisierung individuell angepassten Differenzial und den gewichtsreduzierten Abtriebswellen.

Die Sechszylinder-Benzinmotoren.

Die Ottomotoren von 520i und 530i gelten mit ihrer gemeinsamen Basis weltweit als Maßstab für Sechszylindermotoren: Der BMW Reihensechszylinder ist der Inbegriff für Dynamik, exzellente Laufruhe, hohe spezifische Leistung bei niedrigsten Emissionen und hoher Wirtschaftlichkeit. Durch die außergewöhnliche Laufkultur der Reihensechszylinder-Triebwerke und die Bi-VANOS-Technologie steht dem 5er Fahrer eine turbinenartige Leistungsentfaltung im einem überdurchschnittlich breiten nutzbaren Drehzahlband zur Verfügung. Gleichzeitig profitiert der Kunde von einem günstigen Kraftstoffverbrauch bei gleichzeitig niedrigen Emissionen.

Die Kenndaten sind:

520i
Hubraum cm³ 2 171
Motorleistung kW (PS)/min–1 - 125 (170)/6 100
Drehmoment Nm/min–1 - 210/3 500

530i
Hubraum cm³ 2 979
Motorleistung kW (PS)/min–1 - 170 (231)/5 900
Drehmoment Nm/min–1 - 300/3 500


Diese führende Stellung hat handfeste technologische Gründe: Vierventil_technik, Resonanzsauganlage, adaptive Klopfregelung und Einzelzündspulen sind längst Standard bei den BMW Sechszylindern. Dazu kommt die Bi-VANOS, die weltweit erste stufenlose Nockenwellenverstellung. Mit dieser vollautomatischen Nockenwellenverstellung werden Öffnungsbeginn und -ende von Ein- und Auslassnockenwellen von „spät“ nach „früh“ und umgekehrt realisiert. Der Verstelleingriff erfolgt zwischen Steuerkette und Nockenwellen. Die Veränderung der relativen Position von der Kurbelwelle zur jeweiligen Nockenwelle und damit des Öffnungszeitpunktes der Ventile dient vor allem zur betriebspunktabhängigen Steuerung der Restgase (interne Abgasrückführung) mit folgender Zielsetzung:
  • Durch einen geringen Restgasanteil wird bei Volllast bestmögliche Füllung und Leistungsentfaltung und im Leerlauf optimale Laufruhe möglich.
  • Ein höherer Restgasanteil in der Teillast bewirkt einen verbesserten Kraftstoffverbrauch und verringerte Emissionen.
Spezielle Turbulenzkanäle für jeden Zylinder verbessern zusätzlich signifikant die Verbrennung. Die Ansaugluft wird über diese Stichkanäle direkt vor die Einlassventile geführt. Die Kanäle haben die Aufgabe, die Strömungs_geschwindigkeit des Gemischs im unteren Drehzahl- und Lastbereich zu erhöhen. Dadurch ergibt sich eine bessere Gemischaufbereitung, die spätere Zündwinkel ermöglicht und dadurch wiederum Emissionen und Verbrauch verringert. Kombiniert mit den Möglichkeiten der stufenlosen Bi-VANOS ergeben sich weitaus mehr Möglichkeiten bedarfsoptimierter Gemischaufbereitung als konventionelle Anlagen sie bieten.

Die Reihensechszylinder erfüllen damit als erste BMW Motoren die weltweit schärfste Emissionsstufe ULEV II (Ultra Low Emission Vehicle) in den USA. Für Europa wird bereits heute die ab 2005 vorgeschriebene EU4 Norm eingehalten. Kunden in Deutschland profitieren davon in Form einer einmaligen Steuerförderung von maximal 300 Euro. Auch Schweden fördert die vorzeitige Erfüllung künftiger Emissionsstufen mit Steuergutschriften.

Die Kombination von Bi-VANOS, Resonanzsauganlage und zweiflutiger Abgasanlage führt außerdem zu einem sehr hohen Spitzendrehmoment von 100 Nm/l zwischen 3 500/min und 4 500/min sowie einer maximalen Literleistung von 57 kW. Mindestens 90 Prozent des Maximalmomentes stehen im Drehzahlbereich zwischen 1500/min und 6 000/min zur Verfügung.

Unabdingbar für diese führenden Eigenschaften in den unterschiedlichsten Disziplinen ist ein entsprechend hochentwickeltes Motormanagement. Dafür steht bei den Sechszylindermotoren die MS45, die neben den reinen Motorfunktionen auch Funktionen wie das Bordnetz-Powermanagement mit einem intelligenten Batteriesensor, den Komfortstart für die Automatikvarianten und die automatische Geschwindigkeitsregelung steuert.

Um einerseits eine noch feinfühligere Dosierung des Fahrwunsches (= Gaspedal_betätigung) im Stop-and-Go Betrieb zu ermöglichen und anderer_seits auch beim Abrufen hoher Motorleistung eine unmittelbare Reaktion des Fahrzeuges zu erreichen, haben die Sechszylindermotoren eine vollelektronische Drosselklappe. Das System erkennt, in welcher Gangstufe das Fahrzeug gerade betrieben wird und kann damit für jede Gangstufe getrennt eine individuell programmierte Drosselklappenkennlinie einsteuern. Auch beim Fahren mit Cruise Control, deren Funktion ebenfalls in der elektronischen Drosselklappe integriert ist, ist dieser Komfort spürbar.

Die Konstruktion der Sechszylindermotoren zeigt darüber hinaus, welche Aufmerksamkeit BMW bei der Auslegung der Triebwerke grundsätzlich dem Kriterium Wirtschaftlichkeit widmet:
  • Der Nockenwellenantrieb mit Kette ist ebenso wie der Nebenaggregateantrieb mit Keilrippenriemen wartungsfrei und auf Motorlebensdauer ausgelegt.
  • Luftfilter und Longlife-Zündkerzen müssen bei normalem Betrieb erst nach rund 100 000 Kilometern gewechselt werden.
  • Das durchschnittliche Ölwechselintervall liegt bei rund 24 000 Kilometer, unter entsprechenden Einsatzbedingungen sind sogar 30 000 Kilometer möglich.
Der Motor ist auf 98 Oktan ausgelegt, erkennt aber alle Benzinqualitäten zwischen 91 und 98 Oktan und kann auch bei dauernden Betrieb mit 91 Oktan Treibstoff keinen Schaden nehmen. Eine Klopfregelung passt wie in allen BMW Benzin-Motoren die Betriebsparameter des Motors selbstständig an die Kraftstoffqualitäten an.
  • Die Abgasanlage besteht aus Edelstahl und ist komplett verschweißt. Korrosionsschäden sind dadurch praktisch ausgeschlossen.

    Die weiterentwickelte Service-Intervallanzeige, eine Erfindung von BMW, informiert den Fahrer zusätzlich über:
  • die Restwegstrecke bis zum nächsten Ölwechsel in Kilometern
  • Monat und Jahr des nächsten Service
  • Überschreitung des idealen Servicezeitpunktes.
Der Sechszylinder-Dieselmotor.

Mit dem 530d kommt ein wahrer Power-Diesel in die Business-Klasse: Der Reihensechszylinder unter seiner Haube, der in dieser Leistungsvariante bisher dem 7er vorbehalten war, ist einer der leistungsstärksten 6-Zylinder- Dieselmotoren auf dem Markt. Die Kenndaten sind:

530d
Hubraum cm³ 2 993
Motorleistung kW (PS)/min–1 - 160 (218)/4 000
Drehmoment Nm/min–1 - 500/2 000


Damit stieg die Leistung um gut 12 Prozent und das Drehmoment um 22 Prozent gegenüber dem Vorgängermodell.

Diese Werte sind zusammen mit der Einführung der Sechsganggetriebe und den gesamten Gewichtsreduzierungsmaßnahmen dafür verantwortlich, dass sich die Beschleunigungswerte von 0 auf 100 km/h um 0,7 Sekunden auf 7,1 (7,3) Sekunden verbessert haben und die Höchstgeschwindigkeit um 15 (13) km/h auf 245 (243) km/h angestiegen ist. Der Kraftstoffverbrauch wurde dabei um 0,2 (0,5) Liter auf 6,9 (7,8) Liter/100 km im EU-Zyklus reduziert. (Automatikwerte jeweils in Klammern.)

Die mustergültige Kombination von hoher Leistungs- und Drehmoment_ausbeute und niedrigem Verbrauch bei unübertroffener Laufruhe basiert auf der Konstruktion als Reihensechszylinder mit Common Rail Einspritzsystem der zweiten Generation. Die sogenannte Common Rail ist ein gemeinsamer Druckspeicher für alle Zylinder zur Versorgung der Einspritzdüsen mit komprimiertem Kraftstoff. Das derzeit modernste System arbeitet mit 1600 bar Systemdruck und ist mengengeregelt. Das ermöglicht eine noch schnellere Einspritzung mit noch besserer Zerstäubung des Kraftstoffs, was sich unmittelbar in mehr Leistung und weniger Verbrauch auswirkt. Anstatt immer das gesamte Fördervolumen auf Hochdruck zu verdichten, wird durch die Mengenregelung nur soviel Kraftstoff auf Druck gebracht, wie momentan gebraucht wird. Der dadurch verringerte Energiebedarf der Hochdruckpumpe trägt entscheidend zu einer signifikanten Absenkung des Kraftstoffverbrauches bei. Flankierend dazu sorgen Mikrosackloch-Einspritzdüsen mit optimierten Düsenlöchern für eine hervorragende Zerstäubung des Kraftstoffs.

Durch die Möglichkeit, mehrere Einspritzereignisse pro Arbeitstakt darzustellen, wird der Zielkonflikt zwischen Leistung und Akustik noch besser gelöst. Bis zu vier Mal wird pro Arbeitstakt jetzt Kraftstoff eingespritzt: Doppelpilot-, Haupt- und Nach-Einspritzung. Während die zweifache Pilot_einspritzung den Brennverlauf noch weicher und harmonischer gestaltet, verbessert die Nacheinspritzung die Partikel-Oxidation und verringert damit die Schadstoffemissionen. Der 530d Fahrer hat damit gleich zwei Vorteile: Einen leiseren, komfortableren Motor, der noch dazu sauberer verbrennt. Die Diesel-Limousine unterschreitet die Grenzwerte nach EU 3 mit deutlichem Abstand.

Digitale Diesel Elektronik mit Laufruheregelung und 6 000 Kennfeldern.

Um die Möglichkeiten, die vor allem die aktuelle Common Rail Generation bietet, optimal nutzen zu können, wurde die Digitale Diesel Elektronik zur Generation DDE5 weiterentwickelt. Die DDE5 hat eine 32-Bit-Architektur, 1,5 Megabyte-Speicher und eine Taktfrequenz von 40 Megahertz. Die DDE5 ist darüber hinaus in der Lage, die Befehle der automatischen Geschwindigkeitsregelung zu verarbeiten.

Schnell und komfortabel: Automatischer Spontanstart ohne Vorglühen.

Die DDE5 steuert auch das Schnellglühsystem. Es arbeitet mit elektronisch geregelten 6 Volt Niedervoltglühkerzen, bei denen nur noch die Spitze auf Höchsttemperatur erhitzt wird, und die sich deshalb durch spontane Startbereitschaft, höhere Endtemperaturen, geringeren Strombedarf und kompakteren Aufbau auszeichnen. Bis 5 Grad Celsius ist ein Spontanstart möglich; bei minus 20 Grad Celsius vergehen gerade mal 2 Sekunden bis zum Start.

Die Sechsgang-Getriebe.

In jeder neuen 5er Limousine wird die Motorkraft grundsätzlich von einem Sechsganggetriebe übertragen: serienmäßig mit manueller Schaltung oder auf Wunsch mit Automatikgetriebe.

Das neu entwickelte Handschaltgetriebe bietet dem Fahrer gleich fünf Vorteile: Mehr Dynamik, Wirtschaftlichkeit und Komfort verbunden mit mehr Schaltkomfort und Schaltpräzision. Der sechste Gang erhöht die sogenannte Gesamtspreizung der Übersetzung und ermöglicht dadurch eine noch bessere Ausnutzung der Motorleistung, sowohl in der Beschleunigung, als auch in der Endgeschwindigkeit. Dabei orientiert sich die Getriebeabstufung individuell nach der Motorisierung: 520i und 530i erreichen ihre Höchst_geschwindigkeit bereits im fünften Gang. Durch das Schalten in die höchste Fahrstufe werden die Drehzahlen niedriger, der Motor somit leiser, und die Geschwindigkeit fällt leicht ab. Der sechste Gang erfüllt damit die

Funktion eines Schongangs. Anders beim 530d, der im sechsten Gang seine Höchstgeschwindigkeit erreicht, da hier eine fahrleistungsorientierte Auslegung im Vordergrund stand.

Die bisher schon sehr exakte und leichtgängige Schaltung wurde völlig überarbeitet, die Gänge lassen sich jetzt noch komfortabler und präziser wechseln.

Für alle 5er stehen als Option Automatikgetriebe zur Wahl, ebenfalls ausnahmslos mit sechs Fahrstufen. Dabei erweitert das neue 6HP19-Getriebe für 520i und 530i die mit dem 7er eingeführte, weltweit erste Familie von Sechsgang-Automatikgetrieben. Für den 530d steht das 6HP26 zur Verfügung, das im 730d Premiere feierte und dort serienmäßig eingesetzt wird.

Auf Basis eines Lepelletier-Radsatzes und durch konsequenten Leichtbau ist das neue 6HP19 um 8 kg, das 6HP26 sogar um 14 kg leichter als das jeweilige Vorgängermodell mit fünf Gängen. Die Spreizung ist dabei 22 bzw. 35 Prozent größer. Zusammen mit dem günstigeren Wirkungsgrad kommt dies Verbrauch und Dynamik zu Gute. Außerdem ermöglicht das Baukastensystem einen großen Gleichteileumfang. Lediglich die drehmoment- führenden Bauteile müssen angepasst werden.

In Verbindung mit dem Automatikgetriebe kommt auch beim 5er jetzt die Komfortstartfunktion zum Einsatz, die nur noch einen kurzen Startimpuls mit dem Zündschlüssel benötigt und den weiteren Startvorgang automatisch ablaufen lässt.

Konstruktionsziel Dynamik: Hinterachsgetriebe, Gelenk- und Antriebswellen.

Als weltweit einziger Hersteller setzt BMW bei der weiteren Kraftübertragung Gelenkwellen aus Aluminium ein. Grund dafür ist vor allem die Gewichts_reduzierung: Mehr als drei Kilo spart die Leichtmetallwelle gegenüber einer Stahlwelle ein. Weil jedoch die Schraubflansche aus Festigkeitsgründen weiterhin aus Stahl bestehen, entwickelte BMW eine spezielle Reib-Schweiß-Technik, die erst eine kostengünstige Produktion ermöglicht.

Energieeffizienz war auch bei der Konzeption der Hinterachsgetriebe ausschlaggebend: Für jede Motor-Getriebe-Kombination wird eine individuelle Übersetzung eingesetzt. Dieses Anpassen der Übersetzung ist das i-Tüpfelchen auf die Abstimmung des gesamten Antriebsstranges und ermöglicht noch ein Quäntchen mehr Fahrdynamik bei sehr guten Verbrauchswerten.

Und auch bei den Antriebswellen stand weniger Gewicht ganz oben im Lastenheft. Die Verbindungswellen zwischen den Gelenken wurden bisher üblicherweise als Vollwellen ausgeführt. Ein neu entwickeltes Verfahren erlaubt es nun, die Wandstärke von Hohlwellen dem Außendurchmesser optimal anzupassen. Diese Hohlwellen sparen nicht nur bis zu einem Kilo Gewicht, sondern reduzieren damit auch die ungefederten Massen und verbessern so den Abrollkomfort.
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Viele Grüße Hermann

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