Innovation im Detail für ein Höchstmaß an effizienter Dynamik: Die verbrauchs- und emissionsmindernden Maßnahmen der neuen BMW Vierzylinder Modelle

Die neuen Vierzylinder-Motoren von BMW bieten ein Maximum an effizienter Dynamik in einer besonders kompakten Form. Das gilt sowohl für die jüngste Generation der Dieselaggregate als auch für die neuen Benziner mit jeweils vier Brennräumen. In beiden Kategorien setzen die aktuellen Antriebseinheiten von BMW den Maßstab für Leistungsentfaltung und Wirtschaftlichkeit. Unabhängig vom bevorzugten Verbrennungsprinzip und der gewählten Leistungsstufe profitiert jeder Fahrer eines BMW mit Vierzylinder-Motor somit vom Fortschritt auf dem Gebiet der Motorenentwicklung, der bei BMW mit der Strategie der effizienten Dynamik definiert wird. Im Vergleich zum jeweiligen Vorgängermotor weisen sämtliche Vierzylinder der neuen Generation ein geringeres Gewicht, eine gesteigerte Leistung, günstigere Verbrauchswerte und ein optimiertes Emissionsverhalten auf.

Zusätzlich zu den motorinternen Maßnahmen – die von der Reduzierung der inneren Reibwerte und einer Neugestaltung der Brennräume über die Optimierung von Verbrennung, Luftführung und Turboaufladung bis hin zur High Precision Injection als Mager-Direkteinspritzung bei den Benzinern beziehungsweise zur jüngsten Generation der Common-Rail-Einspritzung bei den Dieselaggregaten reichen – sorgen fahrzeugspezifische Innovationen für eine weitere Steigerung der Wirtschaftlichkeit. Diese Neuerungen tragen auf vielfältige Weise dazu bei, die von den Motoren erzeugte Kraft noch effizienter in Fahrdynamik umzuwandeln. Sie entfalten ihre Wirkung in unterschiedlichen Lastbereichen und Betriebszuständen. Damit ist gewährleistet, dass sich der Zugewinn an Effizienz bei allen von den neuen Vierzylindern angetriebenen Fahrzeugen auch in der täglichen Fahrpraxis in messbaren Verbrauchsreduzierungen niederschlägt.

Auto Start Stop Funktion: Null Verbrauch in Leerlaufphasen.

Um den Verbrauch von Kraftstoff während längerer Leerlaufphasen an Kreuzungen oder im Stau zu vermeiden, werden die neuen Vierzylinder-Benzin- und -Dieselmotoren 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 für die Belastung durch zusätzliche Startvorgänge ausgelegt.

Die Auto Start Stop Funktion wird bei jedem Motorstart selbsttätig aktiviert. Die automatische Abschaltung erfolgt, sobald das Motoröl die erforderliche Betriebstemperatur erreicht hat. Aus Gründen der Sicherheit und des Komforts wird unter bestimmten Bedingungen auf die automatische Abschaltung verzichtet. Dies gilt im Falle einer stark entladenen Batterie sowie bei sehr hohen (mehr als 30 Grad Celsius) oder sehr niedrigen (weniger als 3 Grad Celsius) Außentemperaturen. Außerdem bleibt der Motor bei kurzen Zwischenstopps auch dann im Betrieb, wenn die Innentemperatur noch nicht den auf der Klimaanlage vorgewählten Wert erreicht hat oder wenn Heizleistung benötigt wird, um die Frontscheibe von Eis oder Beschlag zu befreien. Darüber hinaus kann die Auto Start Stop Funktion jederzeit vom Fahrer mittels Tastendruck deaktiviert werden.

Aufgrund ihrer komfortablen Funktionsweise erfolgt die Gewöhnung an die automatische Regelung des Motorlaufs innerhalb kürzester Zeit. Das Wiederanlassen des Motors vollzieht sich mit beeindruckender Spontaneität, weil im Steuergerät die bei jedem Abstellen des Motors die in diesem Moment erreichte Position der Kurbelwelle abgespeichert wird. Zündung und Einspritzung können daher ohne jegliche Verzögerung aktiviert werden. Auch der Druckaufbau im Kraftstoffeinspritzsystem nimmt keine zusätzliche Zeit in Anspruch. Der in der Kraftstoffleitung aufgebaute Druck wird auch während der Haltephasen konstant gehalten.

Um auch während der Fahrt die Effizienz zu optimieren, 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. Die intelligente Generatorregelung berücksichtigt auch den Ladezustand der Batterie.

Sobald die Kapazität einen definierten Mindestwert unterschreitet, setzt die Stromerzeugung unabhängig vom Fahrzustand ein. Weil mit der gezielten Steuerung die Zahl der Ladezyklen steigt, ist die intelligente Generatorregelung mit modernen Batterien vom Typ AGM (Absorbent Glass Mat) kombiniert. Sie sind erheblich belastbarer als herkömmliche Blei-Säure-Batterien. Bei AGM-Batterien wird die Säure in Mikroglasfasermatten zwischen den Bleischichten gebunden. Ihre Energiespeicherfähigkeit bleibt auch bei häufigem Auf- und Entladen lange erhalten.

Energiesparend: Lenkhilfe agiert nur dann, wenn sie benötigt wird.

Die Fahrzeuge, die von den neuen Vierzylinder-Motoren 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.

Nur wenn Lenkhilfe erforderlich ist, baut die Pumpe Druck auf. Im Vergleich zu konventionellen Lenksystemen lässt sich dadurch der Kraftstoffverbrauch spürbar reduzieren. Auch der Betrieb der Klimaanlage orientiert sich bei den neuen Vierzylinder-Modellen von BMW exakter am Bedarf der Insassen, um den Energieverbrauch noch weiter zu reduzieren. Ist eine Kühlung des Innenraums nicht erforderlich, kann Energie eingespart werden. Herkömmliche Klimakompressoren sind prinzipbedingt permanent mit einer Verlustleistung behaftet. Sie tritt auch dann auf, wenn die Klimaanlage nicht in Betrieb ist.
Der Kompressor am neuen BMW Vierzylindermotor kann dagegen über eine Magnetkupplung komplett vom Riementrieb getrennt werden. Auf diese Weise wird die Verlustleistung weiter minimiert, sobald die Klimaanlage deaktiviert ist.

Nebenaggregate werden bedarfsgerecht gesteuert.

Ein noch weiter gehendes Einsparpotenzial erschlossen die BMW Ingenieure schließlich für die neuen Vierzylinder-Benzinmotoren 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. Dadurch reduziert sich die Antriebsleistung der Pumpe um bis zu 90 Prozent auf etwa 200 Watt. Beim Kaltstart wird außerdem kein Kühlmittel umgewälzt, wodurch der Motor schneller seine Betriebstemperatur erreicht. Zusätzlichen Kundennutzen bietet diese Technologie durch die Option, die Restwärme im Kühlwasser auch bei stehendem Motor zum Beheizen des Innenraums zu nutzen.

Video zu den technischen Innovationen im BMW 1er (wmv-Format, 1:55 Min.)

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Quelle: BMW Presse-Information vom 22.03.2007

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