Heft 3/4 - Verein österreichischer Gießereifachleute

HEFT 3/4 GIESSEREI-RUNDSCHAU 60 (2013)Bild 1: Entwicklung der Leistungsdichtevon BMW Dieselmotoren[5].BMW 6-Zylinder Dieselmotoren typisch niedriger Kraftstoffverbauchund niedriges Leistungsgewicht.Aufladung, Einspritztechnik und die triebwerksseitigeDarstellbarkeit hoher Zylinderdrücke sind Schlüsseltechnologienzur Leistungssteigerung. Der neue BMW Twin-Power Turbo-Dieselantrieb basiert auf den Hauptabmessungender bisherigen 3.0 l 6-Zylinder Reihendieselmotoren[5]. Kernstück des neuen Motors ist ein 2-stufigesAufladesystem, bestehend aus drei Abgasturboladern.Erstmals wird ein Common Rail-Einspritzsystem mit2.200 bar Systemdruck eingesetzt. Das Triebwerk wurdefür einen maximalen Zylinderdruck von 200 bar ausgelegt;innovatives Merkmal ist ein Aluminium-Zylinderkurbelgehäusemit Zugankerverschraubung. Das Kühlsystembeinhaltet eine indirekte zweistufige Ladeluftkühlung[6].Der neue BMW 6-Zylinder TwinPower Turbo-Dieselmotorerreicht eine Nennleistung von 280 kW und einmaximales Drehmoment von 740 Nm. Mit einer spezifischenLeistung von 93,6 kW/l Hubraum nimmt er dieSpitzenposition unter Seriendieselmotoren ein. Durchumfangreiche Reibleistungsmaßnahmen wird trotz höhererZünddruckauslegung das Reibleistungsniveau bisherigerBMW 6-Zylinder Dieselantriebe erreicht. Der BMWX5 M50d erreicht in nur 5,4 s die 100 km/h-Marke undliegt mit einem Normverbrauch von 7,5 l/100km um mindestens18 % unter den Wettbewerbern. Der BMWM550d xDrive ist mit einer Beschleunigung 0 – 100 km/hin 4,7 s und einem Normverbrauch von 6,3 l/100 km inseiner Kategorie konkurrenzlos. In der BMW 5er-Baureihewird der neue Dieselantrieb ausschließlich mit der AbgasstufeEU6 angeboten, die Abgasanlage ist serienmäßigmit einem NOx-Speicherkatalysator ausgerüstet.2.1 Herausforderungen Bauteilfestigkeitdurch AufladungHohe Fahrdynamik verbunden mit niedrigem Kraftstoffverbrauchwar immer schon eine Domäne der BMW Dieselfahrzeuge.Mit diesen Eigenschaften stellen die Dieselantriebewichtige Bausteine der BMW Strategie Efficient-Dynamics dar. Neben einer Vielzahl direkter motorischerVerbrauchsmaßnahmen kommt dabei dem „Upgrading“der Zylinderleistung je Hubraum eine zentrale Bedeutungzu (siehe Bild 1). Dadurch können Fahrleistungen großvolumigerMotoren erreicht werden; gleichzeitig wird derVerbrauchs- und Gewichtsvorteil kleinvolumiger Motorenbewahrt. Mit der Einführung des ersten 2-stufig aufgeladenen6-Zylinder PKW-Seriendieselmotors durch BMWin 2004 wurde diesbezüglich ein neues Kapitel aufgeschlagen[1]. BMW hat diesen Weg in den Folgejahrenkonsequent fortgesetzt. In 2011 lief mit dem 640d bereitsdie vierte Generation der zweistufig aufgeladenen BMW6-Zylinder Dieselmotoren an [5].Mit steigenden Ladedrücken verschieben sich die Optimader Leistungsdichte zu höheren Zylinderdrücken.Gleichzeitig nimmt die Sensitivität der Leistungsdichteauf den maximalen Zylinderdruck deutlich zu (Bild 2).Bild 2: Hauptparameter zur Leistungssteigerung [5].79