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Alt 25.01.2006, 08:05     #5
Albert   Albert ist offline
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4. Der Antrieb des BMW Z4 M Coupé: Starke Leidenschaft.

Als BMW Z4 M Coupé präsentiert sich der neue Zweisitzer in seiner denkbar sportlichsten Ausprägung. Das Coupé wird von dem bekanntesten Hochleistungstriebwerk mit dem unter Motorenkennern begehrten M angetrieben – dem 3,2 Liter Reihensechszylinder-Motor, der auch im BMW M3 zum Einsatz kommt. In Symbiose mit der leichten und extrem verwindungssteifen Karosserie, dem ausgezeichneten Fahrwerk und der kurzen Gesamtübersetzung garantiert der Hochleistungsmotor beste Fahrleistungen, Dynamik und Agilität. Dabei entfaltet auch dieser M Hochdrehzahlmotor seine Kraft turbinenartig und begeistert mit seiner Laufruhe. Kein anderer Serienmotor dieser Größe ermöglicht einen so unwiderstehlichen Vorwärtsdrang wie der Sechszylinder, von dem das BMW Z4 M Coupé angetrieben wird.

Schon fünf Motoren-Oscars für das M Hochdrehzahlkonzept.

Das M Hochdrehzahlkonzept generiert enorme Schubkraft aus hohen Drehzahlen. Dies gelingt so perfekt, dass dem 3,2 Liter-Sechszylinder bereits zum fünfen Mal hintereinander die Auszeichnung „Engine of the Year Award“ als bester Antrieb seiner Hubraumklasse verliehen wurde – der Motoren-Oscar der Automobilbranche.

Die Leistungsdaten belegen, dass ein Supersportler unter der langen Motorhaube des M Coupé steckt: Aus einem Hubraum von 3 246 cm³ generiert der Sechszylinder bei 7 900 min–1 eine Leistung von 252 kW/343 PS. Seine Höchstdrehzahl liegt bei 8 000 min–1. Der Sechszylinder mobilisiert eine unwiderstehliche Durchzugskraft über ein weites nutzbares Drehzahlband hinweg. Bereits bei 2 000 min–1 werden 80 Prozent des maximalen Drehmoments bereitgestellt. Das Maximum von 365 Newtonmeter wird bei 4 900 min–1 erreicht. Die Literleistung beträgt 77,6 Kilowatt. Auch damit stößt das Triebwerk in eine neue Dimension vor. Solch hohe Literleistungswerte waren bislang fast ausschließlich reinen Rennmotoren vorbehalten.

Respekteinflößende Performance.

Die Masse, die jede der 343 Pferdestärken zu bewegen hat, liegt bei nur 4,1 Kilogramm. In der Fahrpraxis ermöglichen die Motorleistungsdaten imposante Performancewerte. Das BMW Z4 M Coupé sprintet innerhalb von nur 5,0 Sekunden aus dem Stand auf Tempo 100, ebenso kurz dauert der Zwischenspurt von 80 auf 120 km/h im vierten Gang. Die Höchstgeschwindigkeit wird bei 250 km/h elektronisch abgeregelt.

Hochdrehzahlmotor – das perfekte Prinzip für Dynamik.

Um optimale Leistung zu realisieren, bieten sich im Motorenbau mehrere Konstruktionsprinzipien an: Grundsätzlich lässt sich ein Plus an Leistung mithilfe eines möglichst großen Hubraums generieren. Dabei müssen jedoch stets ein bauartbedingtes Mehrgewicht, größerer Platzbedarf sowie eine geringere Agilität des Fahrzeugs in Kauf genommen werden. Ein zweiter Lösungsansatz ist der Einsatz eines Turboladers oder Kompressors. Motoren dieser Bauart lassen in der Spontaneität, also der möglichst schnellen Reaktion des Motors auf Gaspedalbewegungen, in der Regel viele Erwartungen offen. Außerdem ist ihr Kraftstoffverbrauch vergleichsweise hoch. Somit bleibt als dritte Option das Konzept eines kompakten, hochdrehenden Saugmotors. Für einen BMW M Motor mit seiner betont sportlichen Charakteristik ist dies seit jeher der Königsweg: Leistungssteigerung durch Erhöhung der Drehzahl. Mithilfe dieses Konzeptes lassen sich höchste Anforderungen an die Spontaneität, die Höchstleistung und die Effektivität des Motors sowie an die Agilität des gesamten Fahrzeugs erfüllen. Allerdings ist das Hochdrehzahlkonzept technologisch anspruchsvoller und entsprechend schwieriger umzusetzen. Schließlich erreichen die Kolben des Motors bei Drehzahlen von 8 000 min–1 Geschwindigkeiten von mehr als 24 Metern pro Sekunde. Zum Vergleich: In Formel-1-Triebwerken rotiert die Kurbelwelle zwar bis zu 18 000 Mal pro Minute oder sogar darüber, jedoch legen die Kolben mit rund 25 Metern pro Sekunde einen nur wenig längeren Weg zurück, als die des serienmäßigen M Motors. Hinzu kommt der hohe Anspruch an die Langlebigkeit eines BMW M Motors. Ein Formel-1-Triebwerk muss nur zwei Rennwochenenden lang halten – ein M Motor arbeitet hingegen zuverlässig ein ganzes Autoleben lang.

Power ist mehr als nur eine große PS-Zahl.

Entscheidend für wahre Leistungsstärke ist die an den Antriebsrädern tatsächlich zur Wirkung kommende Schubkraft. Sie ergibt sich aus dem Motordrehmoment und der Gesamtübersetzung. Das Hochdrehzahlkonzept ermöglicht die optimale Getriebe- und Hinterachsübersetzung für eine beeindruckende Schubkraft.

Kurbelgehäuse aus hochfestem Perlitguss.

Wegen der hohen Drehzahlen und der großen Verbrennungsdrücke besteht das Kurbelgehäuse des Motors, der das BMW Z4 M Coupé antreibt, aus hochfestem Perlitguss. Die graphitbeschichteten Alugusskolben mit bearbeiteter Mulde werden durch Ölspritzdüsen gekühlt. Die Pleuel sind geschmiedete Stahlcrackpleuel.

Zylinderkopf mit Gleitschlepphebel.

Der einteilige Vierventilzylinderkopf wird in der BMW Leichtmetallgießerei im Werk Landshut in einer Stahlkokille gegossen und verfügt über integrierte Luftkanäle für die Zusatzlufteinblasung, die für eine schnelle Aufwärmung und optimale Wirkung des Katalysators wichtig ist. Die Ventilsteuerung übernehmen Gleitschlepphebel. Die Ventilspieleinstellung erfolgt nur bei den großen Inspektionen, womit je nach Fahrzeugbeanspruchung Einstellintervalle von bis zu 40 000 Kilometern möglich sind.

Optimale Motorsteuerung.

Ein speziell entwickeltes Motorsteuergerät übernimmt die exakte Regelung sämtlicher Funktionen innerhalb des Hochleistungsantriebs für das BMW Z4 M Coupé. Das System besitzt einen 32-bit-Microcontroller mit hoher Taktfrequenz und zwei zusätzlichen Timing-Coprozessoren. Diese sind notwendig, um die komplexen Funktionsdaten und vor allem die hohe Maximaldrehzahl des Motors zu beherrschen. Gleichzeitig hilft das Motorsteuergerät, das Abgasverhalten zu verbessern. Die Rechenleistung dieses Systems liegt bei 64 Millionen Berechnungen pro Sekunde.

Fest in das System integriert sind die Regelung der ein- und auslassseitig stufenlos verstellbaren Nockenwelle (Doppel-VANOS) mit separater Hochdruck-Ölversorgung, eine ständige Ölniveaukontrolle, eine Wegfahrsperre, die elektronische Drosselklappenregelung, sowie ein aufwendiges Diagnosesystem für die Wartung. Das Steuergerät errechnet zylinderindividuell für jeden Arbeitstakt den Zündzeitpunkt, die optimale Einspritzmenge und den idealen Einspritzzeitpunkt. Synchron dazu wird die optimale Nockenspreizung errechnet und eingestellt.

Hochdruck-Doppel-VANOS für optimalen Gaswechsel.

Die variable Nockenwellensteuerung Doppel-VANOS sorgt im Sechszylinder-Motor für einen optimal angepassten Gaswechsel. Damit können extrem kurze Verstellzeiten realisiert werden. In der Praxis heißt das: mehr Leistung, besserer Drehmomentverlauf, optimales Ansprechverhalten, weniger Verbrauch und weniger Emissionen.

Strömungsoptimierte Ansaugseite.

Rennsport-typisch verfügt jeder Zylinder über eine eigene Drosselklappe. Damit der Motor bei niedrigen Drehzahlen feinfühlig anspricht, aber auch beim Abrufen hoher Motorleistung unmittelbar reagiert, werden die Drosselklappen vollelektronisch gesteuert. Hierzu wird die Position des Fahrpedals mittels zweier Potentiometer 200 Mal pro Sekunde abgetastet und ausgewertet. Das Motormanagement reagiert auf Veränderungen und veranlasst die entsprechende Verstellung der Drosselklappen. Für deren maximale Öffnung werden nur 120 Millisekunden benötigt. Gleichzeitig lässt die elektronische Drosselklappenbetätigung die Übergänge vom Schub- in den Teillastbetrieb und umgekehrt absolut harmonisch verlaufen.

Zweiflutige Abgasanlage.

Die beiden Rohrfächerkrümmer der Abgasanlage sind auf gleiche Länge und Durchmesser sowie einen möglichst geringen Gegendruck ausgelegt. Die gesamte Abgasanlage führt zweiflutig durch die Schalldämpfer und bis zu den für M Fahrzeuge charakteristischen vier Endrohren. Das BMW Z4 M Coupé hält auch akustisch, was die Heckansicht bereits vermuten lässt: Seine Abgasanlage produziert den kraftvoll-rauen Sound, den nur ein Sechszylinder aus dem Hause BMW M erzeugen kann.

Jeder Abgasstrang enthält zwei trimetallbeschichtete, strömungsoptimierte Metall-Katalysatoren, die sich durch niedrigen Druckverlust, hohe mechanische Festigkeit sowie kurze Ansprechzeit nach dem Kaltstart auszeichnen. Die Abgaswerte erfüllen die europäische EU4-Norm. Durch den guten Gesamtwirkungsgrad des Motors wird nicht nur ein hohes Leistungs- und Drehmomentniveau erreicht, sondern auch ein günstiger Kraftstoffverbrauch. Trotz der hohen Fahrleistungen beträgt der Verbrauch nur 12,1 Liter SuperPlus je 100 Kilometer im EU-Testzyklus.

Auf Tastendruck mehr Fahrdynamik.

Nach jedem Anlassen des Motors verfügt das BMW Z4 M Coupé zunächst über eine sportwagentypisch sehr fein dosierbare Gaspedal-Einstellung. Über die „Sport“-Taste der elektronischen Drosselklappensteuerung (EDR) kann der Fahrer jedoch jederzeit eine progressivere Kennlinie für das Verhältnis zwischen Gaspedalweg und Drosselklappenöffnung aktivieren. Gleichzeitig werden dann die dynamischen Übergangsfunktionen der elektronischen Motorsteuerung auf eine spontanere Applikation umgeschaltet. Der Fahrer profitiert davon, weil das BMW Z4 M Coupé in diesem Modus seine Gaspedal-Befehle noch spontaner in Beschleunigung umsetzt.

Sechsfaches Schaltvergnügen.

Das Konzept eines Hochdrehzahl-Motors geht dann besonders eindrucksvoll auf, wenn der Motor mit einem entsprechend übersetzten Getriebe kombiniert wird. Nur so kann das verfügbare Drehmoment des Antriebs mittels kurzer Gesamtübersetzung in optimale Schubkraft umgesetzt werden. Das Sechsgang-Schaltgetriebe erfüllt diese Anforderungen hervorragend. Es ist gemeinsam mit der Hinterachsübersetzung so ausgelegt, dass über das gesamte Schalt- und Drehzahlspektrum optimale Fahrleistungen erreicht werden. Kurze Schaltwege, eine präzise Führung des Schalthebels, die enge Abstufung der Gänge und die hohe Laufruhe sind typische Merkmale dieses Sechsgang-Getriebes.
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