13.09.2012
Die neue BMW Group Efficient Dynamics Motorenfamilie
Antriebstechnologien der Zukunft, neue Motorenfamilie mit 1,5-Liter BMW TwinPower Turbo Motor.
 

Mit der Entwicklungsstrategie Efficient Dynamics verfügt die BMW Group bereits seit 2007 über ein wirksames Konzept zur konsequenten Reduzierung von Kraftstoffverbrauch und Emissionen in der Serie. Als Leitmotiv erstreckt sich Efficient Dynamics auf alle Bereiche der Fahrzeugentwicklung. Verbrauchsoptimierte Benzin- und Dieselmotoren, Getriebe mit besonders hohem Wirkungsgrad, bedarfsgerecht gesteuerte Nebenaggregate, intelligenter Leichtbau und eine ausgefeilte Aerodynamik zählen ebenso dazu wie die Weiterentwicklung der BMW ActiveHybrid Technologie sowie innovative Konzepte für die Elektromobilität.

Der neue 1,5 Liter BMW TwinPower
Turbo 3-Zylinder-Motor Prototyp

Die BMW Group treibt die Elektrifizierung ihrer Fahrzeuge als Antriebstechnologie der Zukunft konsequent voran, sieht aber weiterhin große Potenziale bei den konventionellen Antrieben. Daher bleibt der Verbrennungsmotor mittelfristig die Basistechnologie der BMW Group und damit der Standardantrieb für bestehende und zukünftige Volumen-Baureihen. Mit der TwinPower Turbo Technologie verfügt die BMW Group bereits heute über ein Hightech-Konzept. Darauf aufbauend entwickelt die BMW Group eine komplett neue Motorenfamilie, um dieses Konzept noch wirkungsvoller nutzen zu können und eine bisher unerreichte Kommunalität zu schaffen. Die Markteinführung weiterer fortschrittlicher Antriebe ist für das kommende Jahr vorgesehen. Erster Vertreter dieser neuen Generation von Verbrennungsmotoren wird ein hochmoderner Dreizylinder sein.

BMW TwinPower Turbo Technologie.

Eine Schlüsselrolle bei der Reduzierung der Verbrauchs- und Emissionswerte übernimmt die BMW TwinPower Turbo Technologie, die schon heute in zahlreichen Benzin- und Dieselmotoren zum Einsatz kommt und sukzessive bei allen neuen Triebwerken eingeführt wird. Dabei steht der Begriff "TwinPower" für die Kombination aus variabler Laststeuerung einerseits und modernster Einspritztechnik andererseits. Zu den variablen Technikbausteinen gehören die stufenlose Nockenwellensteuerung (Doppel-)Vanos, die variable Ventilsteuerung VALVETRONIC sowie die variable Turbinengeometrie der Diesel-Turbolader. Hinzu kommt die Benzin-Direkteinspritzung High Precision Injection beziehungsweise die Common-Rail-Direkteinspritzung beim Selbstzünder. Drittes Element des Hightech-Konzepts ist die Turboaufladung. So kann ein BMW TwinPower Turbo Motor mit einem Turbo, zwei Turbos, einem Twin Scroll Turbo oder einem Tri-Turbo aufgeladen sein. Wesentliches Merkmal der Ottomotoren bleibt dagegen die drosselfreie Laststeuerung VALVETRONIC, mit der sich die BMW TwinPower Turbo Technologie konzeptionell von der Konkurrenz abhebt. Anders als eine herkömmliche Laststeuerung mit Drosselklappe setzt die VALVETRONIC die Leistungsanforderung des Fahrers über den variablen Ventilhub um, was systembedingt Effizienzvorteile mit sich bringt.

VALVETRONIC: vollvariabler Ventilhub auf der Einlassseite.

1,5 Liter BMW TwinPower Turbo Motor

Mit der variablen Ventilsteuerung VALVETRONIC nutzt die BMW Group seit dem Jahr 2001 eine innovative Technik zur drosselfreien Laststeuerung von Benzinmotoren. Das im Wettbewerb einzigartige System wurde seitdem stetig optimiert und stellt auch für den Motorenbaukasten der Zukunft die perfekte Lösung dar. Die VALVETRONIC der jüngsten Generation nutzt eine hochpräzise Mechanik mit Exzenterwelle, um den Ventilhub auf der Einlassseite zu variieren. Da die Änderung des Ventilhubs stufenlos erfolgt, kann im Normalbetrieb des Motors auf die sonst übliche Drosselklappe verzichtet werden. Effekt: Weil die Regelung der benötigten Luftmasse innerhalb des Motors stattfindet, können die Drosselverluste beim Ladungswechsel und damit der Verbrauch auf ein Minimum reduziert werden. Gleichzeitig zeigt der Motor ein verbessertes Ansprechverhalten, da durch den drosselfreien Betrieb im Gegensatz zu Motoren mit herkömmlicher Laststeuerung stets nahezu Umgebungsdruck an den Einlassventilen anliegt und somit bei schnellen Lastanforderungen durch den Fahrer die Zeit zum Befüllen der Saugrohre mit Frischluft entfällt.

Ein bewährtes Konzept mit Zukunft: Dimmen statt Schalten.

Im Gegensatz zu anderen Verfahren bietet die VALVETRONIC ihre Wirkungsgradvorteile samt verbessertem Ansprechverhalten und günstigem Motormomentaufbau über den gesamten Drehzahlbereich. Dabei arbeitet die drosselfreie Laststeuerung ähnlich einer Dimmfunktion gleichmäßig auf allen Zylindern, ohne die Laufruhe des Motors oder seine Akustikeigenschaften zu beeinträchtigen, wie das beispielsweise bei der Zylinderabschaltung der Fall wäre. Mit dem Konzept "Dimmen statt Schalten" lassen sich minimale Verbrauchs- und Emissionswerte bei maximaler Dynamik, höchstem Komfort und kultivierter Leistungsentfaltung erzielen. Hinzu kommt, dass die von BMW entwickelte Technologie bei Motoren unterschiedlicher Größe und Leistung einsetzbar ist. Für den neuen Motorenbaukasten bedeutet dies: Die BMW Group kann Motoren in der jeweils optimalen Größe konfigurieren und damit die ideale Lösung für den jeweiligen Einsatzzweck anbieten.

Neue Motorenfamilie mit 1,5-Liter BMW TwinPower Turbo Motor.

1,5 Liter BMW TwinPower Turbo Motor

Weil die BMW TwinPower Turbo Technologie unabhängig vom Gesamthubraum und der Zylinderzahl eingesetzt werden kann, bietet sie sich als ideale Lösung für die zukünftige Efficient Dynamics Motorenfamilie an. Einer der ersten Vertreter ist ein 1,5-Liter BMW TwinPower Turbo Motor. Der kompakte Reihenmotor verfügt über die anerkannten Eigenschaften aller BMW Triebwerke und zeichnet sich durch ein hohes Maß an Dynamik und Effizienz aus. Hinzu kommen die für einen Dreizylinder typischen Charaktermerkmale wie hohe Drehfreude, spontanes Ansprechverhalten und dynamisch-sportlicher Motor-Sound.

Verbrauchsvorteil: leicht, kompakt und reibungsarm.

Der 1,5-Liter BMW TwinPower Turbo Motor senkt durch die geringe innere Reibung seine Verbrauchswerte deutlich. Dank der großen Zündabstände lässt sich der Ladungswechsel besonders gut auf die Anforderungen des Fahrers, wie ein hohes "Low-End-Torque" sowie ein schnelles Ansprechen abstimmen. Der neue Dreizylinder nutzt zu diesem Zweck die jüngste Generation der Direkteinspritzung High Precision Injection und der variablen Ventilsteuerung VALVETRONIC.

"Halber Sechszylinder" mit bemerkenswerter Laufruhe.

Ebenso positiv wie das geringe Gewicht und die kompakten Abmessungen wirken sich die Schwingungseigenschaften des Motors aus. Hier weist der Dreizylinder Gemeinsamkeiten mit Sechszylinder-Reihenmotoren auf, bei denen weder freie Massenkräfte noch freie Massenmomente auftreten. Auch der Dreizylinder ist frei von Massenkräften der 1. und 2. Ordnung und das im Vergleich zum Sechszylinder erzeugte geringe Wankmoment wird durch eine Ausgleichswelle vollständig eliminiert. Dank seiner nach dem Prinzip des Fliehkraftpendels funktionierenden Drehschwingungstilger arbeitet der Motor auch im niedertourigen Bereich äußerst kultiviert und bietet damit hohen Fahrkomfort.

Dreizylinder-Sound: emotional und dynamisch.

Der neue 1,5 Liter BMW TwinPower Turbo 3-Zylinder-Motor Prototyp

Neben Drehfreude und Ansprechverhalten trägt auch der emotionale Motor-Sound zum Fahrerlebnis bei. Weil die Frequenz des Mündungsgeräuschs beim Dreizylinder um 50 Prozent schneller ansteigt als beispielsweise beim Vierzylinder, wird der Motor als sehr drehfreudig und sportlich wahrgenommen.

Die neue Motorenfamilie im Detail.

Grundlage für die angestrebte Senkung von Kraftstoffverbrauch und CO2-Emissionen ist die zukünftige Motorenstrategie der BMW Group. Schon heute kommt die BMW TwinPower Turbo Technologie in Benzin- und Dieselmotoren unterschiedlicher Leistung und Größe zum Einsatz. Mit Einführung der neuen Efficient Dynamics Motorenfamilie wird diese Technologie zum gemeinsamen Merkmal für Triebwerke beider Brennverfahren mit drei, vier und sechs Zylindern. Durch die gezielte Entwicklung weiterer Komponenten, die sowohl für Benzin- als auch für Dieselantriebe genutzt werden können, steigert die BMW Group die Zahl identischer Komponenten innerhalb der Motorenfamilie weiter. Auf diese Weise können technische Lösungen in aktueller und zukünftiger Ausprägung für alle Aggregate unabhängig von Zylinderzahl, Brennverfahren und Leistung verwendet werden.

BMW Motorenbaukasten schafft maximale Synergien.

Grundlage der neuen Motorenfamilie ist ein einheitliches Konstruktionsprinzip in Reihenanordnung. Der Grundmotor basiert auf optimierten Zylindermodulen mit Einzelhubräumen von 500 cm³, die das thermodynamische Optimum für den Einsatz in einem Personenkraftwagen darstellen. Der neue Dreizylinder bietet folglich 1,5 Liter Hubraum, der Vierzylinder 2,0 Liter und der Sechszylinder 3,0 Liter. Die Zylinderleistung der Benziner liegt zwischen 30 und 55 kW (bei 60 – 80 Nm), und die der Diesel zwischen 20 und 45 kW (bei 75 – 110 Nm).

Hohe Kommunalität zwischen Benziner und Diesel.

Zu den konstruktiven Gemeinsamkeiten der Benzin- und Dieselmotoren gehören darüber hinaus der Zylinderabstand, das Aluminium-Kurbelgehäuse, das Ausgleichswellenkonzept, die Anordnung der Steuerketten, das Layout der Zylinderkopfschrauben und die hochwertige Beschichtung der Zylinderlaufflächen. Insgesamt steigt der Anteil der bei gleichem Brennverfahren verwendeten Gleichteile auf bis zu 60 Prozent, die baulichen Übereinstimmungen zwischen Benzin- und Dieselmotoren betragen rund 40 Prozent. Weitere Vorteile werden durch standardisierte Schnittstellen erzielt. Neben den identischen Aufnahmepunkten für die Motorlagerung sind dies im Wesentlichen die Ankopplung an den Kühlkreislauf, an den Ansaug- und Abgastrakt sowie an die Heiz- und Klimaanlage. Im Vergleich zu aktuellen Modellen sinkt die Zahl der Varianten in diesen Bereichen um rund die Hälfte. Nicht zuletzt weisen alle Triebwerke die gleiche "kalte" Ansaug- und "heiße" Abgasseite auf. Auch deshalb sind die Drei- und Vierzylinder-Motoren der neuen Familie sowohl für den Längs- als auch für den Quereinbau in künftigen BMW und MINI Modellen geeignet.

Effiziente Entwicklung, flexible Fertigung, maximale Qualität.

Mit dem neuen Motorenbaukasten ist die BMW Group künftig in der Lage, Drei-, Vier- und Sechszylinder-Antriebe in unterschiedlichen Leistungsstufen zu bauen, die perfekt auf das jeweilige Fahrzeugkonzept abgestimmt sind. So werden höhere Stückzahlen erreicht, die zu erheblichen Einspareffekten bei Entwicklung und Fertigung führen. Daneben erleichtert die hohe Kommunalität die Entwicklung zusätzlicher Motorvarianten, womit sich auch vergleichsweise geringe Stückzahlen kurzfristig und wirtschaftlich realisieren lassen.

In den Motorenwerken der BMW Group können damit erstmals Otto- und Dieselaggregate der neuen Motorenpalette gemeinsam und gleichzeitig produziert werden. Damit kann auch kurzfristigen Änderungen bei der Nachfrage oder neuen Marktentwicklungen flexibel begegnet werden.

Die Zukunft hat schon begonnen.

Die Architektur für neue Modellreihen und neue Motoren ist schon heute definiert. Mit der neuen BMW Group Efficient Dynamics Motorenfamilie ist es auch möglich, die für die nächsten Jahre geplanten, zahlreichen neuen Fahrzeugmodelle zu bedienen. Denn theoretisch könnte die neue Motorenfamilie zehn hochmoderne Benzin- und Dieselmotoren mit drei, vier und sechs Zylindern für den Längs- und für den Quereinbau zur Verfügung stellen.

Quelle: BMW Presse Mappe vom 13.09.2012

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