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Elektronik in der ersten 7er-Reihe: Digitale Motor-Elektronik (2)

Digitale Motor-Elektronik - eine Innovation beweist ihre Vorzüge

Steuereinheit der Digtalen Motor-Elekronik
Steuereinheit der Digitalen Motor-Elektronik

Der Einsatz aufwendiger Elektronik verlangt vernünftigerweise nach einer wirtschaftlichen Rechtfertigung. Für BMW und die 2. Generation der Digitalen Motor-Elektronik zieht ein 10-Punkte-Programm Bilanz:

 idealer Kompromiss zwischen günstigstem Abgas und geringem Verbrauch

  optimale Anpassung an die Klingelgrenze

  hervorragende Gasannahme aus niedrigen Drehzahlen, d. h. deutlich bessere Elastizität. Damit verbunden Vorteile durch Fahren in höchstmöglichen Gang.

  spezielles, besonders mageres und damit kraftstoffsparendes Gemisch-Kennfeld für Automatik-Versionen

  Kraftstoffersparnis durch individuell möglicht geringe Kraftstoffanreicherung bei Volllast-betrieb, abhängig von der Drehzahl.

  einwandfreies, verbrauchsarmes Start- und Warmlaufverhalten durch besonders gün-stige Start-Zündwinkel

 Zündwinkelbeeinflussung für optimale Kühlung bei extremer Motorbelastung (z. B. Stopp- and-go-Verkehr bei hoher Außentemperatur oder Betrieb von Zusatzaggregaten)

 stabiler Leerlauf, besonders wichtig bei Automatik-Fahrzeugen

 kein Verschleiß, da keine mechanischen Antriebsteile für die Information des Zündzeit-punkts

 Wartungsfreiheit, da das Programm der Digitalen Motor-Elektronik über die gesamte Lebensdauer optimal bleibt

 

Digitale Motor-Elektronik: Reserven für anspruchsvolle Technik, z. B. Zylinder-Abschaltung im Teillastbetrieb

Mit der digitalen Motor-Elektronik hat BMW ein zukunftsweisendes System geschaffen. Und es gleich zukunftssicher ausgelegt, da BMW von Anfang an mehr Möglichkeiten eingeräumt hat, als genutzt wird. So reichte Anfang der 80iger Jahre die Kapazität der Elektronik aus, um neben der Steuerung von Zündung und Einspritzung auch noch den möglichen Einsatz von alternativen Kraftstoffen zu optimieren. Oder z. B. die Regelung von Schaltvorgängen eines automatischen Getriebes zu übernehmen oder zum jeweils bestmöglichen Zeitpunkt bei einer Teillast-Zylinder-Abschaltung oder Leerlauf-Zylinderabschaltung von 6 auf 3 Zylinder und wieder zurück zu schalten. Die Systemoptimierung vom herkömmlichen Schaltgetriebe zum mitdenkendem "Schaltroboter" oder vom einfachen Triebwerk zum Triebwerk im Triebwerk kann durch die Digitale Motor-Elektronik mit minimierten Grundaufwand erfolgen. Denn BMW ging davon aus, dass nur ein technologisches Konzept, das über die damaligen Möglichkeiten und Bedürfnisse hinaus ein enormes Reservoir zukunftsträchtiger Anwendungsmöglichkeiten in sich birgt, eine wirtschaftlich sinnvolle Lösung darstellt. Automobil-Elektronik bei BMW orientiert sich nach diesem Prinzip.

BMW Studie der 80iger Jahre: 6-Zylinder-Motor mit Teillast-Zylinderabschaltung (TZA)
BMW Studie der 80iger Jahre: 6-Zylinder-Motor
mit Teillast-Zylinderabschaltung (TZA)

Ökonomie hat ihre eigene Motorik: Elektronik optimiert bei BMW die Teillast-Zylinderabschaltung TZA

Dem Zielkonflikt Leistung/Verbrauch begegnete BMW Anfang der 80iger Jahre mit einer neuen Idee: Teillast-Zylinderabschaltung. Im fließenden Stadtverkehr beispielsweise, wo ein 6-Zylinder-Motor ohnehin nur einen Bruchteil seiner möglichen Leistung abgeben kann, wir der geringere PS-Bedarf aus nur drei Zylinern gedeckt. Verzichtet wird bei diesem Konzept nur auf Benzin. Die hervorragenden triebwerksmechanischen Eigenschaften des 6-Zylindermotors bleiben dagegen voll erhalten. Wird beim Beschleunigen die Mehrleistung erforderlich, schalten sich die stillgelegten Zylinder automatisch wieder zu.

Die Teillast-Zylinderabschaltung lässt mehrere technische Lösungen zu. Schlechtere, bessere und eine perfekte: die Steuerung über die Zünd- und Gemischkennfelder der Digitalen Motor-Elektronik. Im Teillastbetrieb schaltet sie Treibstoff und Zündung für eine Zylindergruppe ab - weich und für den Fahrer kaum spürbar. Die nicht arbeitenden Zylinder laufen ungedrosselt mit und werden mit heißem Abgas gespült und auf Betriebstemperatur gehalten. BMW TZA-Motoren erzielten im damaligen Entwicklungsstadium im Teillastbereich Einsparungen bis zu 20% gegenüber normalen 6-Zylinder-Betrieb (siehe folgende Abbildung).

Der Motor, der Leistung auf Abruf parat hält, ohne dass diese Reserven während ihrer Abrufbereitschaft Energie kosten, ist für BMW technisch realisierbar gewesen. Was BMW in der Einstellung bestätigt, dass technischer Vorsprung nur aus dem beständigen Bemühen um technischen Fortschritt resultiert.

BMW LZA: Die interessante Alternative für Leerlaufphasen

Reine Kraftstoff-Abschaltung schied für BMW im Teillastbetrieb wegen des zu hohen Komfortnachteils bei einem relativ geringen Verbrauchsvorteil aus. Sie ist jedoch für den Leerlaufbetrieb sinnvoll. Hier tritt keine spürbare Komforteinbuße auf, und einem relativ geringen Mehraufwand steht eine lohnende Verbrauchsreduzierung gegenüber.

Wird bei Leerlaufbetrieb nur der Kraftstoff für 3 Zylinder abgeschaltet - wie beim Forschungsprojekt "Leerlauf-Zylinderabschaltung", dem BMW LZA-Motor - so verringert sich der Kraftstoffverbrauch im Leerlauf um ca. 18% (beim TZA-Motor um ca. 35%). Je nach Leerlaufanteil bleiben davon im gemischten Fahrbetrieb immerhin 2-4% übrig.

Quelle: BMW Prospekt von 1981

 
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