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.
 Foto:
BMW M Z4 Coupé 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 U/min eine Leistung von 252 kW/343 PS. Seine
Höchstdrehzahl liegt bei 8.000 U/min. Der Sechszylinder mobilisiert eine
unwiderstehliche Durchzugskraft über ein weites nutzbares Drehzahlband hinweg.
Bereits bei 2.000 U/min werden 80 Prozent des maximalen Drehmoments
bereitgestellt. Das Maximum von 365 Newtonmeter wird bei 4.900 U/min 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. Quelle: BMW Presse-Information vom
24.01.06 |
Kurzfassung
