BMW zieht Ventilsteuerung gegenüber Zylinderabschaltung vor
Zur Verbesserung der Effizienz hat BMW eine neue Motorenfamilie mit Einzelhubraum von 0,5 l pro Zylinder und jeweils individuell angepasstem Aufladesystem aufgelegt. Vom Drei- bis zum Sechszylindermotor nutzen die Münchener die variable Ventilsteuerung und verzichten auf die Abschaltung von Zylindern.
BMW entwickelt neue Motorenfamilie
Foto: BMW
BMW entwickelt derzeit eine komplett neue Motorengeneration. Bei den künftigen Drei-, Vier- und Sechszylindermotoren setzen die Bayern ein umfangreiches Technologiepaket ein. Im ersten Schritt wird nächstes Jahr der neue 1,5-l-Dreizylinder angeboten. Ihm folgen in einer Art Baukasten die größeren Motoren. Allen gemein ist eine Brennraumgröße von jeweils 0,5 l pro Zylinder. Bis zu 60 % Gleichteile sollen dabei verwendet werden. Das neue Technologiepaket setzt auf Grundlagen der vom BMW 335i bekannten Technik auf.
Der neue Dreizylinder verfügt über Direkteinspritzung und die variable Ventilsteuerung Valvetronic, die permanent weiterentwickelt wurde. Ein voll variabler Hub der Einlassventile kennzeichnet die Valvetronic. Per Gaspedaldruck betätigt der Fahrer keine Drosselklappen, sondern steuert direkt die Öffnung der Einlassventile.
Wie die Münchner Motorenbauer kürzlich beim Innovationstag erläuterten, setzen sie auch künftig auf die Valvetronic. Damit ziehen sie diese Technik der Zylinderabschaltung vor, wie sie seit Anfang des Jahres von VW und Audi praktiziert wird. Zu den Vorteilen der Valvetronic zählt Fritz Steinparzer, Leiter der Ottomotorenentwicklung bei BMW, dass sie über die komplette Drehzahl und nicht nur einen Teilbereich variabel arbeitet. Das bedeute, dass sich die Variabilität speziell bei niedrigen Lasten auswirke, also zu einem großen Anteil im Alltagsbereich.
Die Valvetronic dosiere durch den variablen Einlassventilhub die Frischgasfüllung des Zylinders immer bedarfsgerecht und frei von Ladungswechselverlusten an der Drosselklappe. Das Fahrzeug verbrauche dadurch spürbar weniger. Darauf komme es den BMW-Technikern an, betonen sie. Den günstigen Praxisverbrauch bestätigen unter anderem Vergleichstests von Autofachzeitschriften sowie den VDI nachrichten. Nicht zuletzt verweisen die Münchner auf das besonders gute Ansprechverhalten der Motoren.
Der einstufig aufgeladene Dreizylinder arbeitet mit einem Monoscroll-Turbolader. Diese Technik ist für den Dreizylinder ideal, da die Druckwellen im Abgaskrümmer wegen der großen Zündabstände voll zum Beschleunigen der Turbine zur Verfügung stehen, sagt Steinparzer. Der Drehmomentverlauf hätte sich im Vergleich zum Twinscroll, der im Vierzylinder eingesetzt wird, im Dreizylinder als etwas besser erwiesen. „Der Drehmomentverlauf ist ideal“, betont Steinparzer.
Zu den besonderen Merkmalen des kleinen, besonders effizient arbeitenden Dreizylinders gehöre, dass er mit nur einer Ausgleichswelle auskommt und „dennoch ein ähnliches Schwingungsverhalten hat wie ein Sechszylinder“, heißt es bei BMW. Erste Testfahrten mit dem in einem 1er-BMW-Prototypen eingebauten Dreizylinder bestätigten den für die Marke charakteristischen Sound.
Für den Hubraum von 0,5 l pro Brennraum haben sich die Bayern entschieden, weil der „höhere Wirkungsgrad“ für ihn spreche. Er weise eine „geringere Reibung“ auf und es würden „weniger Teile“ verwendet. BMW-Techniker Steinparzer sagt: „Wir halten 0,5 l pro Brennraum für die optimale Größe“. Für den Dreizylinder ergebe sich daraus ein mit 1,5 l „idealer Hubraum“. Leistungsmäßig sollen die Benziner pro Zylinder bei 30 kW bis 50 kW und 60 Nm bis 90 Nm Drehmoment liegen, die Diesel bei 20 kW bis 45 kW und 75 Nm bis 100 Nm.
Der Dreizylinder wird als „Einstiegsmotorisierung bis maximal 150 kW“ dienen, unter anderem in künftigen Modellen der Marke Mini, im frontgetriebenen Nachfolger der 1er-Reihe und in größeren Modellen verbaut. Ab 2014 verwendet BMW den kleinen Motor erstmals im künftigen Hybridmodell i8 . Die Münchner können den Dreizylinder nach eigenem Bekunden im Längs- oder Quereinbau, für Front- und Heckantrieb oder für Hybridantriebe einsetzen. Nicht zuletzt macht die technische Lösung BMW flexibel, weil an einem Band Diesel- und Benzinmotoren mit unterschiedlicher Zylinderzahl produziert werden können.
Zu den geplanten größeren Motoren aus dem gleichen Baukasten soll künftig ein Vierzylinder mit 2,0 l Hubraum gehören sowie ein Sechszylinder mit 3,0 l Hubraum. INGO REUSS
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