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Alt 28.02.2007, 18:40     #10
Hermann   Hermann ist offline
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High Precision Injection weiter auf dem Vormarsch: Die neuen Vierzylinder- Benzinmotoren mit Direkteinspritzung im Magerbetrieb.

In der neuen Generation der Vierzylinder-Benzinmotoren von BMW kommt die als High Precision Injection bezeichnete Direkteinspritzung zum Einsatz, die den so genannten Magerbetrieb über einen weiten Drehzahlbereich hinweg ermöglicht und daher trotz einer nochmals gesteigerten Motorleistung erhebliche Verbrauchsreduzierungen im Alltagsbetrieb bewirkt. Damit wird diese in den Reihensechszylinder-Motoren von BMW bereits erfolgreich eingeführte High Precision Injection nun für eine noch größere Zahl von Fahrzeugmodellen verfügbar. BMW setzt damit die Entwicklungsstrategie der effizienten Dynamik konsequent fort.

Bei den neuen BMW Vierzylinder-Motoren wird die einzigartige Form der Benzin-Direkteinspritzung darüber hinaus mit zahlreichen weiteren verbrauchsmindernden Maßnahmen kombiniert. Insgesamt können bei den mit diesen Antriebseinheiten ausgestatteten Modellen erhebliche Effizienzzuwächse erzielt werden. So weist beispielsweise der neue BMW 120i bei einer um 15 kW gesteigerten Leistung zugleich einen im Vergleich zum Vorgängermodell um rund 14 Prozent reduzierten Kraftstoffkonsum auf.

Deutliche Verbrauchsvorteile ohne Kompromisse.

Drehfreude, Laufruhe, Wirtschaftlichkeit – die neuen Vierzylinder-Benzinmotoren von BMW überzeugen in allen für zeitgemäße Fahrfreude relevanten Kriterien. Dank High Precision Injection wurde es möglich, die Verbrauchswerte der bereits sehr effizient agierenden Motoren mit der variablen Ventilsteuerung VALVETRONIC nochmals zu unterbieten. Zugleich ermöglicht ihre temperamentvolle Kraftentfaltung ausgesprochen sportliche Fahrleistungen. Die Ventilsteuerung mit zwei obenliegenden Nockenwellen und reibungsoptimierten Rollenschlepphebeln erlaubt gegenüber der mit VALVETRONIC ausgestatteten Motorvariante eine deutliche Anhebung des Drehzahlniveaus um 800 min–1 auf rund 7 000 min–1. Um über das gesamte Drehzahlband einen fülligen Drehmomentverlauf zu erzielen, sind beide Nockenwellen mit einer Vorrichtung zur stufenlosen Verstellung der Ventilöffnungszeiten (Doppel-VANOS) versehen. Auch die Laufkultur der neuen Vierzylinder erreicht ein in dieser Motorenklasse herausragendes Niveau.

In seiner leistungsstärksten Ausführung erzeugt der 2,0 Liter-Vierzylinder 125 kW/170 PS und ein maximales Drehmoment von 210 Newtonmetern. Damit übertrifft er den ebenfalls 2,0 Liter großen Vorgängermotor um 15 kW/20 PS. Die zweite Variante der neuen Antriebseinheit leistet 105 kW/143 PS und erreicht ein maximales Drehmoment von 190 Nm. Zu einem späteren Zeitpunkt wird darüber hinaus ein 1,6 Liter-Vierzylinder präsentiert, der es auf 90 kW/122 PS und ein maximales Drehmoment von 160 Nm bringt.

High Precision Injection – die Lösung für höchste Effizienz im Alltag.

Die Kombination von Effizienz und Dynamik zeigt eindrucksvoll, dass die zweite Generation der Benzin-Direkteinspritzung den bisherigen Systemen weit überlegen ist. Bisher konnten die mit dieser Technologie verbundenen Hoffnungen auf einen deutlich geringeren Kraftstoffkonsum in der Fahrpraxis nicht erfüllt werden. Deshalb hat die BMW Group auf den Einsatz der Benzin-Direkteinspritzung der ersten Generation verzichtet. Ihre systembedingten Defizite lagen vor allem darin, dass Verbrauchs- vorteile durch den Betrieb mit hohem Luftüberschuss nur in einem sehr schmalen Lastbereich bei niedrigen Drehzahlen erzielbar waren.

Neuartige Piezo-Injektoren in optimaler Position.

Das große Potenzial der Benzin-Direkteinspritz-Technologie konnte erst mit der Entwicklung der High Precision Injection erschlossen werden. Den Ingenieuren der BMW Group ist es gelungen, die Piezo-Injektoren trotz der beengten Bauraumsituation im Zylinderkopf zwischen den Ventilen direkt neben der Zündkerze zu positionieren.

Diese Anordnung ist die Voraussetzung für das neuartige strahlgeführte Brennverfahren, das eine deutlich präzisere Kraftstoffdosierung ermöglicht. Im Gegensatz zu der bislang üblichen wandgeführten Einspritzung gewährleistet das neue Verfahren eine erheblich schnellere, vor allem aber effizientere Gemischaufbereitung ohne Streuverluste durch Wandbenetzung.

Gemisch gelangt präzise und fein dosiert in die Zylinder.

Über eine elektrische Pumpe im Kraftstofftank, die bedarfsabhängig arbeitet, wird die Hochdruckpumpe am Zylinderkopf versorgt. Diese erzeugt in der Versorgungsleitung für die vier Injektoren einen Druck von 200 bar. Die nach außen öffnenden Piezo-Düsen bewirken im Brennraum eine stabile und kegelförmige Ausbildung des Einspritzstrahls. Außerdem kann die Kraftstoffmenge eines Arbeitstaktes in mehrere Portionen aufgeteilt eingespritzt werden.

Auf diese Weise wird über einen weiten Last- und Drehzahlbereich hinweg eine besonders kontrollierte, saubere und effiziente Verbrennung im Magerbetrieb ermöglicht. Bei dieser auch als Schichtladung bezeichneten Betriebsart bilden sich innerhalb des Brennraums verschiedene, ineinander übergehende Zonen unterschiedlich zusammengesetzter Kraftstoff-Luft-Gemische. Mit größerer Entfernung zur Zündkerze nimmt der Benzin-Anteil im Gemisch kontinuierlich ab. Nur unmittelbar im Bereich der Kerze steht eine fette und daher zündfähige Gemisch-Schicht zur Verfügung. Sobald sie entflammt wird, verbrennen auch die mager zusammengesetzten Schichten in größerer Distanz zur Zündkerze sauber und gleichmäßig.

Intelligenter Leichtbau auch im Motorraum.

Zu den Entwicklungszielen, die unter dem Leitmotiv der effizienten Dynamik zusammengefasst werden, gehört neben der Steigerung von Leistung und Wirtschaftlichkeit auch die Optimierung des Gewichts. Dazu tragen eine Reihe von Leichtbau-Maßnahmen bei. Besonders deutliche Fortschritte bei der Gewichtsreduzierung wurden unter anderem durch die im Hydroforming-Verfahren gefertigte Leichtbau-Nockenwelle sowie die schaltbare Sauganlage (DISA) aus Kunststoff erzielt.

Auto Start Stop Funktion reduziert die Leerlaufphasen.

Fahrzeugseitig und im Motorenumfeld sorgt zusätzlich zur High Precision Injecton ein umfangreiches Paket von Innovationen dafür, dass die neue Generation der BMW Vierzylinder-Benzinantriebe sowohl auf dem Gebiet der Dynamik als auch im Bereich der Wirtschaftlichkeit zum neuen Maßstab wird. Um den Verbrauch von Kraftstoff während längerer Leerlaufphasen an Kreuzungen oder im Stau zu vermeiden, wird der neue Vierzylinder-Motor bei Schaltgetriebe-Fahrzeugen mit einer Auto Start Stop Funktion ausgestattet. Diese wird aktiviert, sobald das Fahrzeug steht, der Schalthebel in die Leerlaufposition geführt wird und der Fahrer den Fuß vom Kupplungspedal nimmt. Zur Weiterfahrt muss der Fahrer lediglich die Kupplung betätigen, worauf der Motor ohne Verzögerung startet. Der elektrische Anlasser und die Starterbatterie sind speziell auf die Belastung durch zusätzliche Start- vorgänge ausgelegt.

Um auch während der Fahrt für einen möglichst effizienten Motorbetrieb zu sorgen, wird die Auto Start Stop Funktion mit einer Schaltpunktanzeige kombiniert. Die Motorelektronik errechnet dazu – abhängig von der Fahrsituation – den unter Verbrauchsgesichtspunkten optimalen Zeitpunkt zum Hochschalten. Eine Schaltanzeige – ein aufleuchtendes Pfeilsymbol einschließlich der Angabe der optimalen Fahrstufe – in der Instrumentenkombi weist den Fahrer auf den rechtzeitigen Gangwechsel hin.

Effiziente Stromerzeugung durch Brake Energy Regeneration.

Das intelligente Energiestrom-Management im Bereich der Stromerzeugung, -speicherung und -nutzung an Bord leistet einen weiteren Beitrag zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen. Mithilfe der Brake Energy Regeneration kann die Umwandlung von Primärenergie in Strom ganz auf die Schub- und Bremsphasen verlagert werden. Weil während der Zugphasen der Generator entlastet und das Bordnetz ausschließlich von der Batterie versorgt wird, steht beim Beschleunigen ein höherer Anteil der Motorleistung zur Verfügung. Der Generator tritt erst wieder in Aktion, wenn der Motor in den Schubbetrieb übergeht. So erfolgt die Stromerzeugung vornehmlich während der Bremsphasen des Fahrzeugs.

Nebenaggregate werden bedarfsgerecht gesteuert.

Erhebliches Einsparpotenzial erschlossen die BMW Ingenieure durch die bedarfsorientierte Steuerung von Nebenaggregaten wie Kühlmittel-, Kraftstoff- und Ölpumpe. Die elektrische Kühlmittelpumpe läuft temperaturabhängig gesteuert nur dann, wenn sie wirklich benötigt wird und trägt so zur Steigerung des Wirkungsgrads des Motors bei. Über die elektrische Wasserpumpe wird die Fördermenge unabhängig von der Motordrehzahl dem tatsächlichen Kühlbedarf angepasst. Darüber hinaus kann der Kompressor der Klimaanlage am neuen BMW Vierzylindermotor über eine Magnetkupplung komplett vom Riementrieb getrennt werden. Auf diese Weise wird die Verlustleistung weiter minimiert, sobald die Klimaanlage deaktiviert ist.

Die Fahrzeuge, die von den neuen Vierzylinder-Benzinmotoren angetrieben werden, sind mit der neuen elektrischen Servolenkung EPS (Electrical Power Steering) ausgestattet. Bei der EPS erfolgt die Lenkunterstützung elektrohydraulisch. Dies bedeutet, dass die hydraulische Lenkhilfepumpe von einem kleinen Elektromotor angetrieben wird. Während bei hydraulischen Servolenkungen die vom Verbrennungsmotor angetriebene Pumpe permanent Druck erzeugt und daher auch dann Energie beansprucht, wenn keine Lenkunterstützung benötigt wird, arbeitet die EPS motorunabhängig und damit sehr effizient.

Saubere Sache: NOX-Speicherkatalysatoren.

Der neue Magermotor verfügt über einen motornahen Hauptkatalysator und nachgeschaltete Speicherkatalysatoren zur Vermeidung von NOX-Emissionen. Mit der großen Vielfalt an Innovationen, die sowohl zur Verbrauchs- als auch zur Emissionsminderung beitragen, stellt BMW erneut seine herausragende Kompetenz auf dem Gebiet des Motorenbaus unter Beweis. Die bei den neuen Vierzylinder-Benzinmotoren erzielten Fortschritte hinsichtlich Effizienz und Abgasverhalten sind zugleich ein überaus wirksamer Schritt auf dem Weg zu einer weiteren Reduzierung des Flottenverbrauch und der Emissionen bei Neufahrzeugen der Marke BMW. BMW unterstreicht damit sein Bestreben, den im Rahmen der freiwilligen Selbstverpflichtung des Europäischen Kraftfahrzeugherstellerverbandes ACEA vereinbarten Beitrag dazu zu leisten, dass die durchschnittlichen CO2-Emissionen von neu zugelassenen Pkw im europäischen Flottenmittel bis zum Jahr 2008 auf 140 Gramm pro Kilometer verringert werden.
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Viele Grüße Hermann

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