Aktuelle und zukünftige Motoren: Übersicht

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BMW M Reihensechszylinder S58 (2019): Technik

Neues Herz für M3 und Co

Die BMW M GmbH spendiert X3 M und X4 M einen neuen Reihensechszylinder. Das Aggregat wird auch den kommenden M3 und M4 befeuern. Alle Technik-Details!
Wachablösung bei der M GmbH: Nach knapp fünf Jahren Bauzeit hat der bisherige Reihensechszylinder S55 seinen Dienst getan und darf in den Ruhestand. Damit macht er das Feld frei für den neuen und bislang stärksten Reihensechser aus München. Der S58 basiert grundlegend auf dem normalen Sechszylinder B58. Allerdings wurde er von BMWs Sportabteilung so modifiziert, dass er schon als eigenständiger Motor durchgeht. Eingeführt wird der S58 mit mit 480 bzw. 510 PS in X3 M und X4 M, später wird er aber auch in M3 und M4 zum Einsatz kommen.

Grundaufbau: Biturbo mit bis zu 510 PS

Der neue Reihensechser auf dem Prüfstand: Aktuell leistet er maximal 510 PS, später werden es mehr sein.

Das zeigt sich schon bei den Eckdaten. Der Sportmotor hat gegenüber dem Standardmodell einen um fast fünf Millimeter verkürzten Hub (90,0 mm), dafür eine zwei Millimeter größere Bohrung (84,0 mm). Dabei verdichtet das M-Modell mit einem Verhältnis von 9,3:1 nicht so stark wie das Ausgangsmodell mit 11:1. Der Dreiliter-Motor wird über zwei klassische Turbolader doppelt aufgeladen. Dabei versorgt je ein Lader drei Zylinder. Ein weiterer entwickelter Verdichter und eine indirekte, vom Niedertemperatur-Wasserkreislauf versorgte Ladeluftkühlung sollen die Leistungsausbeute der Turbos erhöhen. Zur Markteinführung leistet der Motor bereits in der kleinsten Ausbaustufe 480 PS, die Competition-Variante 510 PS. Die geschmiedete Kurbelwelle überträgt bislang ein maximales Drehmoment von 600 Nm. Das zeigt, dass der Motor bereits jetzt für weitaus höhere PS-Zahlen ausgelegt sein muss.

BMW M-Neuheiten bis 2020

Motorblock: verwindungssteif dank Closed-Deck-Bauweise

Neben reichlich Handarbeit werden die Motoren aber auch mit maschineller Hilfe gefertigt.

BMW setzt auch bei seiner Neuentwicklung auf die im S55 bewährte Closed-Deck-Bauweise. Hier dienen Bohrungen und Hohlräume der Kühl- und Schmiermittelversorgung. Dadurch ist der Motor weniger anfällig für Verwindungen, auch die Laufbuchsen des Kolbens verziehen sich weniger. Das Gegenstück dazu ist die Open-Deck-Bauweise: Hier wird die Laufbuchse von einem Kühlmittelkanal komplett umschlossen, was das System aber auch torsionsanfälliger macht. Um die Reibung im Motor möglichst gering zu halten, versieht BMW auch die Laufbuchsen des S58 mit einer Eisenbeschichtung. Aufgetragen wird die dünne Schicht wie bei allen BMW-Motoren mittels Lichtbogendrahtspritz-Verfahren. Die geschmiedete Kurbelwelle soll mit ihrem geringen Gewicht und den reduzierten rotierenden Massen die Drehfreudigkeit des Motors zusätzlich begünstigen.

Zylinderkopf: 3D-Druck ermöglicht komplizierte Formen

Mittels eines 3D-Druck-Sandkerns wird ein komplizierter Zylinderkopf gegossen.

Die Kühlung des Zylinderkopfs stellt oft eine besondere Hürde für Ingenieure da. Dabei ist ein gutes Temperatur-Management essenziell, um Schäden vorzubeugen. Der B58-Ausgangsmotor setzt hier auf ein Split-Cooling-System, das verschiedene Bereiche des Kopfes aus zwei unterschiedlich heißen Kühlkreisläufen mit Kühlmittel versorgt. Der M-Motor nutzt hier eine Zylinderkopfgeometrie, die mithilfe von 3D-Druck entsteht. Hier wird allerdings nicht der Zylinderkopf selbst gedruckt, sondern der Sandkern für den anschließenden Guss. Dabei wird Quarzsand mithilfe eines Bindemittels Schicht für Schicht miteinander "verklebt". Heraus kommt ein komplexer Gießkern, der auch anspruchsvolle Formen abbilden kann.
Die Ventilbetätigung erfolgt BMW-typisch über die variable Ventilsteuerung "Valvetronic" und die Nockenwellenverstellung "Doppel-Vanos". Auch der Einspritzdruck der Einspritzdüsen wurde massiv gesteigert. Der neue Motor setzt auf die Injektoren des B58, die mit einem Druck von 350 Bar den Kraftstoff in den Brennraum befördern.

Neue BMW (2019, 2020, 2021, 2022, 2023 und 2024)

BMW 1er IllustrationBMW 1er Illustration

Ölversorgung und Kühlmanagement

Auch wenn der Motor auf dem B58 aufbaut, ist er eigenständig: Der Hub wurde kleiner, die Bohrung größer.

Bei Hochleistungsmotoren muss auch die Ölversorgung zu jeder Zeit gewährleistet sein. Vor allem in schnellen Kurven drückt die Querbeschleunigung das Schmiermittel bei Motoren mit Nasssumpfschmierung gerne an die Wand der Ölwanne. Dann saugt die Ölpumpe Luft und versorgt den Motor nicht mehr ausreichend mit Öl. Viele Hersteller setzen daher auf eine Trockensumpfschmierung, bei sich das Öl in einem eigenen Behälter befindet. BMW bleibt bei einem nassen Sumpf, gestaltet aber die Ölwanne anders: Sie verfügt über zwei getrennte Kammern und einem integrierten Saugkanal. Eine große Kammer beinhaltet den Hauptteil des Öls, eine kleine Kammer dient als Puffer bei ambitionierter Fahrweise. Die kennfeldgeregelte Ölpumpe – sie reagiert individuell auf den Ölbedarf des Motors – nutzt eine zusätzliche Saugstufe, um bei Bedarf Schmierstoff aus der kleineren Kammer zu ziehen. Damit soll eine deutlich komplexere Trockensumpfschmierung hinfällig werden.

Aktuelle und zukünftige Motoren: Übersicht

Neben der Ölversorgung spielt auch die Kühlung des Motors eine wichtige Rolle. Da sportliche Motoren auch thermisch mehr beansprucht werden als gewöhnliche Aggregate, kommen zusätzliche Kühler zum Einsatz. Neben dem Hauptkühler verbaut BMW deshalb noch zwei seitlich angebrachte Zusatzkühler. Das Motor- und Getriebeöl durchläuft jeweils einen gesonderten Kühler.

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