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  AUTO ZEITUNG Bericht

Aus zwei mach zwölf - 12 Zylinder im E23

Eine simple Rechnung für BMW: zwei Sechszylinder ergeben einen Zwölfzylindermotor. Das Superaggregat basiert auf dem 323i Motor und besitzt 4,5 Liter Hubraum. Was es kann und warum es entstand, schildert AUTO ZEITUNG als erste Fachzeitschrift der Welt.

München, im März 1980. Zwei Redakteure der AUTO ZEITUNG sitzen im Fond eines 7er BMW (E23). Motoren-Entwicklungschef Dr.-Ing. Karlheinz Lange hatte zu dieser Spritztour auf dem BMW-Werksgelände eingeladen. Er startet den Motor, greift zum Schaltknüppel und lässt die Kupplung absichtlich unsanft kommen...

Infernalisches Reifengequietsche reißt die Köpfe der Umstehenden herum. Doch bevor sie die Lärmquelle richtig orten können, ist die harmlos aussehende Limousine schon um die nächste Ecke verschwunden. Auf dem Asphalt künden nur noch zwei schwarze Reifenspuren vom Blitzstart des 7ers...

Was entfesselte diese Urgewalt? Dr. Karlheinz Lange schweigt viel sagend. Ein Turbolader vielleicht? Doch nein, der kann bei niedrigen Drehzahlen noch gar kein solches Drehmoment auf die Kurbelwelle wuchten. Also ein aufgebohrter Motor? Wieder keine Antwort vom chauffierenden Chef-Ingenieur.

Später, in einer Halle mitten im Allerheiligsten, dem Entwicklungszentrum von BMW, öffnet Dr. Lange die Motorhaube und lüftet das Geheimnis. Drangvolle Enge herrscht im überfrachteten Motorraum der 7er-BMW-Limousine. Trotz seiner gewaltigen Abmessungen gelingt es dem Luftfilter nicht, alles vor dem Blick Neugieriger zu verbergen.

Der trifft zuerst zwei Ventildeckel eines V-Motors und dann zwölf Zündkabel. Zwölf? Man glaubt es kaum, tatsächlich 12 Zylinder. Unverholener Stolz leuchtet aus den Augen von Chefentwickler Dr. Lange, denn es ist das erste Mal, dass dieses Kraftwerk der schreibenden Zunft präsentieren darf.

Doch es ist im Grunde genommen eine armselige Premiere. In dieser tristen Halle fehlen jegliche Accessoires, die ein solches technisches Prunkstück verdient hätte. Kein Pomp, keine Show, kein roter Teppich, keine Ansprachen. Denn die Zukunft des ersten deutschen Zwölfzylinders seit dem legendärem Maybach-Zeppelin sieht düster aus. Geht es nach dem Willen der BMW-Bosse, soll dieses Aggregat im Museum verstauben. Traurig für BMW-Fans, traurig für Dr. Lange und seine verdiente Mannschaft. Doch ganz vertan sind die vielen Entwicklungs-Millionen hoffentlich dennoch nicht.

Die bei dieser Konstruktion gesammelten Erkenntnisse können sicherlich die Vier- und Sechszylinder-Entwicklung positiv beeinflussen. Doch davon später. Das heutzutage wichtigste Problem, die Herstellungskosten eines solchen Super-Triebwerks, hatten die BMW-Techniker von Anfang an unter Kontrolle. Sie brauchten sich nur einer Erbschaft zu besinnen, die sie 1966 mit der Übernahme des maroden Automobilwerks Glas angetreten hatten. Neben Erfindungen wie z. B. dem Zahnriemen zum Nockenwellenantrieb und einer elektronisch-hydraulischen Getriebeautomatik hatte Hans Glas das Baukastensystem damals schon perfektioniert. Aus zwei 1300er-Vierzylindermotoren schuf er einen V8, indem er - vereinfacht gesagt - lediglich Block und Kurbelwelle neu konstruierte, alle anderen Teile aber vom bekannten Vierzylinder übernahm.

Genau den gleichen Weg beschritt BMW mit dem neuen Zwölfzylinder. Auf der Suche nach einem relativ preiswerten Triebwerk für die Luxusklasse der 80er Jahre führten die Münchner mit ihrem vorhandenen Vier- und Sechszylindermotorenprogramm allerdings erst einige Planspiele durch. Ein auf dem 1,8-Liter-Vierzylinder basierender V8 hätte mit 3,6 Litern Hubraum den vorhandenen 3,5 Liter-Sechszylinder-Reihenmotor nur unwesentlich übertroffen. Die andere Alternative, ein Zwölfzylinder auf Basis des großen Sechszylinders, des M69, schied ebenfalls aus. Mit sechs bis sieben Litern Hubraum wäre er nicht nur zu schwer und zu voluminös, sondern auch energiepolitisch sicherlich ein Flop gewesen.

Wie so oft, lag auch bei diesen Überlegungen die Wahrheit in der Mitte. Für die Kosten sparende Bauformel „Aus zwei mach eins” bot sich der kleine Sechszylinder (M60) aus dem 323i an. Hinsichtlich Abmessungen, Gewicht, Hubraum und Leistung stellter er den besten Kompromiss dar, wie der fertig gestellte Zwölfzylinder (M66) eindrucksvoll beweist.

Ohne große technische Klimmzüge passt er in die Motorräume der 6er- und 7er-Reihe, lediglich beim Sportwagen M1 könnte es etwas kneifen. Während der M66 in der Länge nahezu dem großen Sechszylinder entspricht, geht der Motor aufgrund der V-förmigen Anordnung der Zylinder naturgemäß etwas mehr in die Breite.


Die Technik des BMW-Zwölfzylinders


 
Motordaten  
Bohrung/Hub 80/74 mm  
Hubraum 4.463 ccm  
Verdichtung 9,3:1  
Leistung 220 kW (272 PS) bei 5.700 U/Min.  
Drehmoment 365 Nm bei 4.500 U/Min.  
Motorleistungsgewicht 1 kg/PS  
mittlere Kolbengeschwindigkeit bei Nenndrehzahl 14,06 m/s  
Ölfüllmenge 9,0 l  
spez. Krafstoffverbrauch 270 g/kWh  
Kraftstoff Superbenzin  
Wärmewert Zündkerzen 145  
Beschleunigung 0-100 km/h im 7er-BMW 7,4 s  
Höchstgeschwindigkeit 227 km/h  
Konstruktion
Wassergekühlter Viertakt-Zwölfzylinder-V-Motor mit 60°-Winkel zwischen beiden Zylinderreihen, Kurbelgehäuse aus Grauguss, Zylinderköpfe aus Leichtmetall, V-förmig hängende Ventile über Kipphebel betätigt, je Zylinderreihe eine oben liegende Nockenwelle über geräuscharmen Zahnreimen angetrieben, siebenfach gelagerte Kurbelwelle mit jeweils sechs um 120° versetzten Hubzapfen für je zwei Pleuel, Drehschwingungsdämpfer.
 
Schmiersystem
Trockensumpfschmierung mit separatem Ölbehälter, Doppelzahnradpumpe über eine Rollenkette von der Kurbelwelle angetrieben, Thermostat zur Steuerung des Öldrucklaufs über Ölbehälter oder Ölkühler.
 
Kühlsystem
Kühlwasserpumpe stirnseitig am Kurbelgehäuse angeflanscht, thermostatisch geregelte Wassereintrittstemperatur, Viscoselüfter auf Wasserpumpenwelle befestigt.
 
Ansaugsystem
Plattenluftfilter, Ansaugkrümmer mit Luftmengenmesser, Registerdrosselklappe und Verteileröffnungen für die beiden Motorseiten, gleiche Schwingrohrlängen für alle zwölft Zylinder.
 
Gemischaufbereitung
L-Jetronic-Einspritzanlage mit Luftmengenmesser und elektrischen Einspritzventilen für den Ansaugstützen
 
Zündanlage
Vollelektronische Spulenzündung (VSZ), Computer zur Ermittlung des optimalen Zündzeitpunkts in Abhängigkeit von Motordrehzahl, Motorbelastung, Luftdruck, Wasser- und Ansauglufttemperatur; Hochspannungsverteilung für beide Zylinderreihen über je einen Sechszylinder-Verteiler auf der Vorderseite der Nockenwelle, Bezugsmarkengeber und Drehzahlgeber am Anlasserkranz.

Den erheblichen Raumbedarf für das aufwändige Ansaugsystem gleicht die flache Ölwanne aus. Dafür, dass der Motor also auch in der Bauhöhe kompakt bleibt, sorgt ein technischer Kunstgriff, der im Rennsport gang und gäbe ist: die Trockensumpfschmierung. Bei diesem System fördert eine Pumpe das Schmieröl kontinuierlich aus der Ölwanne in einen separaten Sammelbehälter, während eine zweite Pumpe das Öl wieder zu den Schmierstellen des Motors zurückführt. Nachteil: Große und somit teure Ölmenge (neun Liter). Vorteil: Gute Kühlung und stabiler Öldruck selbst unter extremsten Fahrbedingungen. In anderer Hinsicht blieben die BMW-Ingenieure aber recht konservativ, genauer gesagt, sie mussten. Aus Gewichtsgründen wäre natürlich ein Motorblock aus Leichtmetall erstrebenswert gewesen. Doch weist die Technologie bei Motoren dieser Größenordnung noch einige Lücken auf. Deshalb besteht der 12-Zylinder-Motorblock aus schwerem, aber stabileren Grauguss. Dadurch wiegt der Motor stattliche 275 Kg, ist also 60 kg schwerer als der große 6-Zylinder. Vom 323i-Aggregat trennen ihn sogar zwei Zentner.

Um die Original-Pleuel und -Kolben vom 323i-Motor verwenden zu können, musste der Hubraum des M66 Federn lassen. Bedingt durch die V-Form des Motors wurde der Hub geringfügig verringert (74 statt 76,8 mm). Somit ergibt sich ein Hubraum von exakt 4.463 ccm.

Bei dieser Größe befindet sich der 12-Zylinder in guter Gesellschaft mit seinem schwäbischen Acht-Zylinder-Konkurrenten. Er übertrifft sie jedoch nicht nur in der vermeintlich prestigeträchtigen Zylinderzahl, sondern auch in der Leistung. Mit 200 kW (272 PS) schafft er 32 Pferdestärken mehr an die Schwungscheibe, als die Motoren vom Porsche 928 bzw. Mercedes 450 SLC 5.0.

Die Mehrleistung erreichen die Bayern vor allem durch eine höhere Verdichtung (9,3:1). Die Zylinderköpfe vom 323i mit ihren ausgeklügelten Brennraumformen sind Garant für hohe Leistungsausbeute, relativ weichem Verbrennungsablauf und vergleichsweise geringen spezifischen Kraftstoffverbrauch.

Während die Zylinderköpfe mit nur unwesentlichen Änderung vom Sechszylinder übernommen wurden, erforderte die Anpassung des Ansaugsystems erheblich mehr Aufwand.

Was nach dem Abnehmen des großen Luftfilters bei Technik-Ästheten Begeisterung auslöst, ist das völlig neu konstruierte Ansaugsystem. Wie verschränkte Finger thronen die aus Leichtmetall gegossenen langen Ansaugrohre zwischen den Zylinderköpfen. Das untere Foto zeigt deutlich, dass der linke Luftverteiler den rechten Zylinderkopf mit Ansaugluft versorgt und umgekehrt. Um alle Zylinder gleichmäßig zu füllen sind die Saugrohre außerdem einheitlich bemessen.

Die Spritversorgung der zwölf Töpfe erfolgt über eine L-Jetronic-Einspritzanlage mit Luftmengenmesser und elektrischen Einspritzventilen jeweils in den Anaugstutzen.

Echte Pionierarbeit leisteten die Motorenbauer auf dem Gebiet der Zündung. Zusammen mit Bosch entwickelten sie eine vollelektronische Spulenzündung (VSZ), die in der Summe ihrer Eigenschaften richtungweisend ist. Unzählige Datengeber fühlen dem Motor den Puls und passen den Zündzeitpunkt allen nur erdenklichen Betriebsbedingungen an. Die Werte aus Ansaug- und Wassertemperatur, Luftdruck, Drehzahl und Motorbelastung verarbeitet ein Computer und sorgt durch perfekte Zündung für geringen Verbrauch und dadurch zwangsläufig auch für saubere Abgase. Der Fachmann bezeichnet dies als "optimale Anpassung an das Zündbedarf-Kennfeld eines Motors". Ein weiterer Vorteil: absolute Wartungsfreiheit. Der Zündzeitpunkt wird direkt von der Schwungscheibe (Anlasser-Zahnkranz) gesteuert. Die Hochspannungsverteilung für beide Zylinderreihen übernehmen zwei Sechszylinder-Verteiler, die direkt auf den Nockenwellen sitzen.

Wenn dieses fortschrittliche Zündsystem schon nicht in einem Luxus-BMW mit zwölf Zylindern zu finden sein wird, dann aber hoffentlich bald in anderen Serienwagen. Die sicherlich zeitgemäßer werden, als ein hubraumstarker Zylinderprotz, dem das ständige Herbeireden der Energiekrise offensichtlich das Genick gebrochen hat. Schade, dass niemand mehr so richtig "Freude am Fahren" genießen kann.

von A. Preukschat, D. Rodatz (AUTO ZEITUNG).


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Quelle: Auto Zeitung, zur Verfügung gestellt von Robert Grigoleit.

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