2. BMW EfficientDynamics.
2.1 BMW Technik-Innovationen für deutlich weniger Verbrauch bei allen Modellen.
High Precision Injection als weltweit erste Direkteinspritzung mit großem
Verbrauchsvorteil im Praxisbetrieb. Der Verbrennungsmotor bleibt das Fundament.
Benzin- und Dieselmotoren bieten trotz ihrer bereits über 100-jährigen Evolution
immer noch großes Entwicklungspotenzial. Das vorrangige Ziel der BMW Ingenieure
ist es, dieses Potenzial auszuschöpfen. Deshalb bleibt der Verbrennungsmotor die
Basis für BMW. Denn Wirkungsgradverbesserungen am Motor wirken in allen
Betriebszuständen, wogegen Zusatzsysteme oft nur Verbesserungen in bestimmten,
eng umrissenen Betriebszuständen ermöglichen. Darüber hinaus kann keine andere
Antriebsform den Erwartungen der BMW Kundschaft an Faszination und effiziente
Dynamik besser gerecht werden als der Verbrennungsmotor.
Foto:
BMW strahlgeführte Mager-Direkteinspritzung "High Precision Injection" Heutige BMW Antriebe
stehen im Wettbewerb an der Spitze des derzeit Machbaren, wie viele
internationale Auszeichnungen jedes Jahr eindrucksvoll beweisen. So gingen im
Jahr 2005 mit sechs von zehn möglichen Klassensiegen des renommierten „Engine of
The Year Awards“ über die Hälfte aller Preise an BMW, darunter auch der
prestigeträchtige „Best Overall Engine of the Year Award“. Anlässlich der IAA
2005 zündet BMW nun die nächste Technologiestufe: Mit der Einführung einer
Technologie zur Benzin-Mager-Direkteinspritzung unter dem Namen High Precision
Injection löst BMW innerhalb der nächsten Jahre den Zielkonflikt zwischen
sportlichem Leistungsvermögen und geringem Benzinverbrauch in bisher
unerreichter Weise auf. Auch gegenüber den schon sehr effizienten BMW Motoren
mit VALVETRONIC wird High Precision Injection zusätzlich bis zu 10 Prozent
Kraftstoff im europäischen Testzyklus und fahrprofilabhängig 5 bis 15 Prozent im
Kundenbetrieb einsparen. Mit der High Precision Injection wird erstmals das
volle thermodynamische Potenzial erschließbar, das in der
Benzin-Direkteinspritzung steckt. Bisherige Benzin-Direkteinspritzungen
konnten in der Praxis die prognostizierten Verbrauchsvorteile nicht erzielen.
Erste ausgeführte Lösungen entsprachen in keiner Weise den Anforderungen der BMW
Ingenieure und so brachte BMW im Jahr 2001 eine alternative Technologie für
bestmöglichen Verbrauch, die drosselfreie Laststeuerung VALVETRONIC, in Serie.
Inzwischen hunderttausendfach bewährt und weltweit in der gesamten BMW
Modellpalette im Einsatz, beweist sie die Nachhaltigkeit der damaligen
Entscheidung. Parallel ging jedoch auch bei BMW die Entwicklung der
Benzin-Direkteinspritzung intensiv weiter. Unbestritten war immer, dass mit ihr
nochmals größere Potenziale erschlossen werden können als mit allen alternativen
Verfahren. Als weltweit erster Hersteller beherrscht BMW nunmehr mit der High
Precision Injection eine großserientaugliche Lösung, die auch in der Praxis
Verbrauchseinsparungspotenziale erschließt, die anderen Technologien bisher
verschlossen blieben. Neu dabei ist, dass bei dem BMW Verfahren eine gezielte
Strömungsführung im Brennraum zur Vermischung von Kraftstoff und Luft nicht mehr
notwendig ist. Die erforderliche Aufbereitung des Gemisches erzielten die
BMW Ingenieure vielmehr durch eine stabile, kegelförmige Ausbildung des
Einspritzstrahls im Brennraum. Die Entzündung erfolgt direkt im Bereich des
Einspritzstrahls. Man spricht deshalb auch von der „strahlgeführten“ anstatt von
der „luft- oder wandgeführten“ Direkteinspritzung. Die Positionierung des als
Piezo-Injektors ausgebildeten Einspritzventils zentral zwischen den Ventilen und
der ebenfalls zentral angeordneten Zündkerze stellte eine bisher nicht zu
bewältigende Herausforderung dar, da die hohen Temperaturen und Drücke und vor
allem die beengte Bauraumsituation im Zylinderkopf nicht beherrschbar waren.
Abbildung:
BMW strahlgeführte Mager-Direkteinspritzung "High Precision Injection"
Lohn der Anstrengungen ist ein sehr robustes Brennverfahren, das – anders als
frühere Lösungen im Markt – über einen weiten Betriebsbereich funktioniert. So
kann der Motor nun vom Leerlauf bis hinauf zu hohen Drehzahlen und Lasten mager,
das heißt mit Luftüberschuss, betrieben werden. Entsprechend größer ist der
erzielbare Verbrauchsvorteil für den Kunden. Hierin liegt der große Unterschied
zu anderen Lösungen im Markt, die nur in einem kleinen Fenster eine magere
Betriebsweise ermöglichen. Außerdem verlangt High Precision Injection keinen
Kompromiss in der Gestaltung von Zylinderkopf und Kolben zu Lasten von BMW
typischen, hohen maximalen Drehmoment- und Leistungswerten. Mit High Precision
Injection beweist BMW einmal mehr Technologieführerschaft auf dem
Antriebssektor. Innovationen werden nicht um ihrer selbst Willen eingesetzt,
sondern immer nur dann, wenn sie zur Marke passen und damit ein wirklicher
Kundenvorteil verbunden ist. Die High Precision Injection kommt zuerst in den
europäischen Märkten zum Einsatz. Mit steigender Verfügbarkeit von
schwefelfreiem Kraftstoff, auf den die NOx-Speicherkatalysatoren dieses Motors
zwingend angewiesen sind, folgen sukzessive weitere Märkte. Brake Energy
Regeneration und Auto-Start-Stop: substanzielle Kraftstoffeinsparung ohne
Einbuße an BMW typischer Fahrfreude. High Precision Injection bewirkt als
innermotorische Maßnahme den größten Einzelbeitrag zu einer substanziellen
Verbrauchsreduzierung. Aber auch weitere Maßnahmen bringen als Paket
zusätzliche, nennenswerte Verbrauchseinsparungen: Bis zu 10 Prozent im
europäischen Testzyklus und 5 bis 15 Prozent im Praxisverbrauch sind
realisierbar. Gemein ist allen BMW Maßnahmen, dass sie bereits zum
Inkrafttreten der ACEA Selbstverpflichtung von 140 g CO2 pro Kilometer im Jahr
2008 in vielen Modellen verfügbar sein werden. Durch ihre Wirkung in der
gesamten BMW Flotte können sie einen deutlich größeren Beitrag zur
Verbrauchssenkung leisten, als wenn alternativ nur ein Modell mit einem
aufwändigeren Technikpaket angeboten würde. Insofern unterscheidet sich die BMW
Strategie signifikant von der anderer Hersteller.
Abbildung:
BMW strahlgeführte Mager-Direkteinspritzung "High Precision Injection" Wesentliche Umfänge des
Technikpaketes bei BMW sind die Rückgewinnung von Bremsenergie und die
Motor-Start-Stop-Automatik. Jede Maßnahme für sich bewirkt einen großen Schritt
zu weniger Verbrauch in Situationen, wo bisher Energie ungenutzt verloren ging.
So realisiert BMW unter der Bezeichnung Brake Energy Regeneration die
Rückgewinnung von bislang als Wärme an den Bremsscheiben freiwerdender Energie
über eine intelligente Generatorregelung. Dabei wird – vereinfacht ausgedrückt –
immer dann wenn der Fahrer bremst oder auch nur den Fuß vom Gas nimmt,
Bewegungsenergie des Fahrzeugs über den Generator in elektrische Energie
gewandelt und in die Batterie eingespeist. Diese gespeicherte Energie steht nun
im Fahrbetrieb wieder dem Bordnetz zur Verfügung. Dadurch wird letztlich der
Generator und somit der Verbrennungsmotor entlastet und Kraftstoff intelligent
gespart. Das geht soweit, dass beim Beschleunigen des Fahrzeugs mehr Drehmoment
an den Rädern zur Verfügung steht, weil weniger Kraft zum Antrieb des Generators
abgezweigt werden muss. Für dieses System sind alle wesentlichen Bauteile
bereits jetzt in modernen Fahrzeugen vorhanden und müssen nur geringfügig
modifiziert werden, um das Potenzial optimal auszunutzen. Schon mit
vergleichsweise geringem Aufwand werden so Verbrauchseinsparungen möglich, für
die andernorts erheblich aufwändigere Systeme eingesetzt werden. Nicht nur unter
ökologischen Gesichtspunkten, sondern auch unter ökonomischen Aspekten stellt
die BMW Lösung einen nachhaltigen Weg dar. Und dieser Weg
ist umso attraktiver, als nichts von der BMW typischen Fahrfreude verloren geht.
Zweiter wesentlicher Baustein des Technikpaketes von BMW ist eine
Motor-Start-Stop-Automatik. Unter dem Namen Auto-Start-Stop schaltet sie künftig
in immer mehr Modellen den Motor jeweils dann automatisch ab, wenn das Fahrzeug
zum Beispiel an einer Ampel steht. Tritt der Fahrer die Kupplung oder betätigt
das Gaspedal, wird unmittelbar wieder gestartet. Gerade im Stadtverkehr und bei
Stop-and-Go-Bedingungen kann so erheblich Kraftstoff gespart werden, nach dem
Motto „Der Motor soll nur laufen, wenn er wirklich gebraucht wird“. Ähnlich wie
bei der intelligenten Generatorregelung für die Bremsenergierückgewinnung
basiert auch die Motor-Start-Stop-Automatik im Prinzip auf konventionellen
Komponenten. Intelligente Software verknüpft jetzt die verschiedenen beteiligten
Sensoren, den Anlasser und den Generatorregler mit dem Ziel, das Abstellen und
Starten des Motors so komfortabel und zuverlässig zu gestalten, wie es die
Kunden bei BMW erwarten. Das Prinzip des Auto-Start-Stop erweist sich bei
konsequenter Anwendung im Aufwand/Nutzen-Verhältnis als eine der effizientesten
Maßnahmen überhaupt. Quelle: BMW Presse-Information vom 12.09.05 |