Außerdem vorausschauendes Getriebe und Neues zu den Elektroantrieben

Kolben stampfen, Kurbelwellen rotieren wie rasend, alles blitzt und glänzt. Und dann baut ein Roboter mit hellblau leuchtenden Augen aus virtuellen Motorbauteilen fix eine Ein-Zylinder-Einheit zusammen. Vier davon zusammengefügt, und fertig ist der Vierzylinder. Noch zwei Zylinder dran – voilà, der neue BMW-Sechszylinder. Schließlich säbelt der Halbleitermann den Motor mit einem Laser in der Mitte durch und erschafft so einen Dreizylinder. Mit dieser Animation zeigt uns BMW, wie einfach der Motorenbaukasten in Zukunft aussehen soll.

Kommunalität im Motorenbau
Bemerkenswert auch: Die Münchner wollen künftig keine Sauger mehr bauen – eventuell mit ganz wenigen Ausnahmen im Basisbereich. Alle Motoren sollen einen Turbo bekommen, variabel sein und über eine Direkteinspritzung verfügen. Ansonsten heißt das Stichwort ,Kommunalität": Man achtet auf möglichst viele Gleichteile: zwischen Benziner und Diesel, aber auch zwischen den Drei-, Vier- und Sechszylindern. 40 Prozent Gleichteile soll es zwischen Otto- und Dieselmotoren geben, 60 Prozent bei den Aggregaten mit unterschiedlicher Zylinderzahl.

Basis: 500-ccm-Ein-Zylinder-Einheit
Basis von allem ist eine Ein-Zylinder-Einheit mit 500 ccm Hubraum. Daraus lassen sich dann – wie vom Roboter vorexerziert – Drei-, Vier- und Sechszylinder machen. Und der Achtzylinder? Der soll auch profitieren, ist aber nicht Bestandteil des Baukastens. Variable Produktion und Skaleneffekte Wenn man Benziner und Diesel berücksichtigt, kommt man mit Drei-, Vier- und Sechszylinder auf sechs Aggregate. Hinzu kämen noch Hochleistungs- und Hybridvarianten, jeweils mit möglichst geringfügigen Änderungen. All das soll die Produktion besonders variabel machen und es bringt Skaleneffekte. So könnte beispielsweise die gleiche Vanos-Einheit bei deutlich mehr Motoren zum Einsatz kommen. Und auch die ,Medienanbindung" kann standardisiert werden, also zum Beispiel Spritleitungen und die Verbindung zwischen Kühler und Motor.

In drei bis vier Jahren geht's los
Geplant sind Ottomotoren mit 30 bis 50 Kilowatt (kW) pro Zylinder. Das wären etwa 120 bis 400 PS, was die Leistungspalette vom 116i bis zum 750i abdecken würde. Bei den Dieseln kann man sich 20 bis 40 kW pro Zylinder vorstellen, was etwa 80 bis 330 PS entspricht. Die ersten Modelle mit den neuen Motoren sollen zwar erst in drei bis vier Jahren auf den Markt kommen. Aber die grundlegende Technik ist schon bei den nun eingeführten neuen Motoren zu sehen: dem Zweiliter-Turbobenziner im X1 xDrive28i und dem Dreiliter-Diesel im 530d xDrive und im X3 3.0d.

Der Verbrauch sinkt – und die Laufruhe?
Mit dem ersten Vierzylinder-Turbobenziner von BMW wurde im X1 ein Sechszylinder abgelöst. Dabei sinkt der Verbrauch gleich um 1,5 Liter auf 100 Kilometer. Und die viel gerühmte Laufruhe des Reihensechszylinders? Die will man auch mit dem Vierzylinder annähernd erreichen. Daher hat der X1 xDrive28i ein Zweimassenschwungrad mit Fliehkraftpendel, wie es bereits im 320d EfficientDynamics Edition die Motorvibrationen spürbar verringert. Das zweite neue Aggregat, ein Sechszylinder-Diesel mit drei Liter Hubraum, bietet gegenüber dem Motor, wie er im 530d eingesetzt wird, einige Neuerungen. So hat er einen kleineren Turbo für besseres Ansprechverhalten, eine andere Luftzufuhr mit kürzeren Rohren, einen Riementrieb mit weniger Reibung und eine um anderthalb Kilo leichtere Kurbelwelle. Bei Letzterer verzichtet BMW auf vier von bisher acht Ausgleichsmassen – offenbar ist die Laufruhe auch so gesichert.

Vorausschauende Getriebesteuerung
Aber auch beim Getriebe gibt es BMW-Innovationen. Noch in der Entwicklung steckt eine vorausschauende Steuerung für das Achtgang-Automatikgetriebe. Das System soll auf Navigationsdaten zugreifen, damit die Automatik immer den richtigen Gang einlegt. Beispiel Doppelkurve: Normalerweise verringert der Fahrer vor der ersten Biegung die Geschwindigkeit, das Getriebe schaltet vom achten in den fünften Gang herunter. Danach geht der Fahrer wieder aufs Gas, die Automatik schaltet herauf und muss gleich danach wieder herunterschalten. Besser wäre es, zwischen den Kurven im niedrigen Gang zu bleiben.

Kein erhöhtes Dauerdrehzalniveau mehr
Durch das Navi ist bekannt, dass es sich um eine Doppelkurve handelt, also kann man das Getriebe entsprechend regeln. Im Sportmodus könnte man so auf das permanent erhöhte Drehzahlniveau verzichten, das heute noch nötig ist, um das Auto auf einen plötzlichen Leistungsabruf vorzubereiten. So könnte eine vorausschauende Regelung Sprit sparen.

Reibwerte miteinrechnen
Eine weitere Verbesserung ist durch das Vorausahnen von Grenzsituationen möglich. Fährt man beispielsweise heute auf geschlossener Schneedecke mit zu viel Gas in eine Kurve, regelt das ESP die Motorleistung zuerst schnell herunter und fährt sie dann wieder auf das gerade noch verträgliche Maß herauf. Große Regelausschläge und damit Ineffizienz sind die Folge. Durch die diversen ESP-Sensoren lässt sich Glätte aber erkennen. In diesem Fall kann die Elektronik von vornherein weniger Power zur Verfügung stellen, was durch Motor- und Getriebesteuerung erreicht werden kann. BMW arbeitet auch an Funktionen, die zum Beispiel das Radar, die Ultraschall-Sensoren und eine eventuell vorhandene Kamera nutzen.

E-Mobile: BMW will alles selbst machen
Verbesserungen bei konventionell angetriebenen Autos sind gut und schön, aber die Elektrifizierung schreitet voran. So hat BMW mit dem i3 und dem i8 Autos mit Elektro- beziehungsweise Hybridantrieb angekündigt. Die Schlüsselkomponenten dafür sind der Akku, der Elektromotor und die Leistungselektronik. Hierzu macht BMW die bemerkenswerte Aussage: Alles außer den Akku-Zellen wird bei BMW selbst entwickelt und gebaut – Zulieferer bleiben außen vor. Die Zellen, also die kleinsten Elemente des Akkus, kommen vom Lithium-Ionen-Spezialisten SBLiAutomotive. Alles andere übernimmt BMW, unter anderem auch die Programmierung für die Steuerung der Lade- und Entladevorgänge sowie der Sicherheitsüberwachung.

Individualisierungsbedarf
Der Grund dafür wird an einem konkreten Beispiel deutlich: Das Erprobungs-Elektroauto ActiveE ist im Prinzip ein 1er, bei dem Teile des konventionellen Antriebs durch Akkus ersetzt wurden. Dadurch ziehen sich Batterien von ganz hinten – wo sonst der Kraftstofftank ist – bis zur Front. So sind die Leitungen im ActiveE viel länger als etwa im i3, der speziell für den Elektroantrieb konstruiert wurde. Da die einzelnen Module ,miteinander reden müssen", hat sich die Programmierung zu unterscheiden. Diese modellspezifische Anpassung wird von den Zulieferern aber nicht geleistet, so BMW. Auch die für das Zusammenwirken von Batterie und Elektromotor zuständige Leistungselektronik wird von BMW für jedes Fahrzeug nach Maß entwickelt. Anders als bei den Otto- und Dieselmotoren, wo Standardisierung angesagt ist, setzt BMW also bei den Elektro- und Hybridantrieben auf eine fahrzeugindividuelle Auslegung.

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