Registeraufladung pusht Sechser zum Powerdiesel

VDI nachrichten, München, 22.10.04 – Der neue BMW 3,0-l-Zylinderdiesel mit Registeraufladung leistet 200 kW und bietet ein Drehmoment von 560 Nm. Dennoch werde es den 4,0-l-Achtzylinder (190 kW 600Nm) auch weiterhin geben, erklärte Klaus Borgmann, Chef der Antriebsentwicklung von BMW, im VDI nachrichten-Gespräch über Trends im Motorenbau.

VDI nachrichten: Ihr neuer Sechszylinder-Diesel leistet mächtige 200 kW. Wird es noch den BMW V8-Diesel geben?
Borgmann: Ja, es wird ihn weiterhin geben. Wir verfolgen das Thema effiziente Dynamik, das heißt stärker, sparsamer, leichter. Das hat aber Grenzen, weil Imagefaktoren dazukommen. Für den 7er ist ein V8 das bessere Konzept. Wir schließen aber nicht aus, dass der Sechszylinder im 535d nicht auch in anderen Fahrzeuge einsetzt wird.
VDI nachrichten: Wird der künftige V8 dann ebenfalls eine Registeraufladung erhalten?
Borgmann: Beim Achtzylinder kann ich mir das heute nicht vorstellen. Man müsste die Registeraufladegruppe doppeln und am V-Motor außen anbringen. Mit seinem 90 Grad Winkel baut der V8 relativ breit. Es wäre sehr, sehr schwierig, das unterzubringen. Die Stufenaufladung schöpft mehr als die Hälfte ihres Leistungsgewinns aus Wirkungsgradsteigerungen, sie belastet das Grundtriebwerk nicht einmal mehr. Das liegt daran, dass der Wirkungsgrad der Aufladung besser wird, wenn zwei Lader mit starrer Geometrie sich die Aufgabe teilen. Auch haben wir deutlich weniger Abgasgegendruck um den Ladedruck zu erzeugen.
VDI nachrichten: Wäre die Registeraufladung auch etwas für kleineren Motoren?
Borgmann: Das kann ich mir sicher sehr gut vorstellen. Es wäre technisch viel einfacher als beim V8. Aber das passt im Augenblick nicht in unser Portfolio. Ein Vierzylinder mit der Technologie würde andere Diesel-Sechszylinder von unten kannibalisieren.
VDI nachrichten: Sie nutzen diese Technik zur Leistungssteigerung, nicht um vorhandene Leistungsbereiche mit einem sparsameren Motor abzudecken. Die 535d Limousine emittiert durchschnittlich 211 g CO2/km. Wie wollen Sie die Branchen-Zielvorgabe von 140 g CO2/km bis 2008 erreichen?
Borgmann: Der Sechszylinder mit Stufenaufladung ist kein Modell, das wir in großen Stückzahlen verkaufen werden, also keine CO2-Bringer. Wir wollen diese Technik nicht einsetzen, um Verbrauch zu reduzieren, sondern um mit moderaten Gewicht- und Verbraucherhöhungen die Leistung deutlich steigern zu können und in solchen Fahrzeugen dann zu schwere, kopflastige Motoren zu vermeiden. Die CO2-Verpflichtung geht ganz klar über kleinere Vierzylinder. Man könnte die Technik zwar zum Downsizen einsetzen und sehr kleine Hubräume gestalten, doch das wäre eine relativ kostenintensive Sache. Es gibt andere Maßnahmen um den Verbrauch zu senken.
VDI nachrichten: An welche denken Sie?
Borgmann: Die Zielsetzungen sind sehr taff. Und es gibt nicht eine einzelne Maßnahme dafür. So versuchen wir den Verbrauch der bestehenden Motoren noch weiter zu verbessern. Beim Diesel durch die Weiterentwicklung der Einspritzsysteme, über Temperaturmanagement, verkürzte Warmläufe und so weiter. Bei den Ottomotoren setzen wir, wie angekündigt, auf die magere Direkteinspritzung. Mit dem BMW-Brennverfahren haben wir ein strahlgeführtes Verfahren entwickelt, das gegenüber der Valvetronic (vollvariable Ventilsteuerung bei BMW Red.) deutliche Verbrauchsvorteile weiter erschließt …
VDI nachrichten: … bei welchen Motoren?
Borgmann: Für unseren neuen Sechszylinder Ottomotor. Und wir schließen nicht aus, dass das BMW-Brennverfahren auch in Vierzylinder-Ottomotoren kommt. Nicht zuletzt haben wir uns mit den Energieströmen im Auto sehr intensiv beschäftigt und wollen diese anders nutzen. Wir nennen das Energiemanagement. Gut vorstellbar ist, dass eine Batterie nicht auf 100 % Ladezustand fährt, sondern nur auf 80 %, beim Bremsen ein Generator die Batterie auffüllt und sie anschließend Verbraucher versorgt, bis der Ausgangszustand erreicht ist. Damit nähert man sich der Bremsenergie-Rückgewinnung, wie eine Reihe von Maßnahmen in den nächsten vier Jahren zeigen wird.
VDI nachrichten: Die Branchenzusage von 140 g CO2-Ausstoß je Kilometer und Fahrzeug dürfte bis 2008 dennoch nicht leicht einzuhalten sein. Auch fiele jeder weitere Schritt dahin voraussichtlich kleiner aus.
Borgmann: Man muss ganz klar sagen, dass das sehr schwer zu erreichen ist. Und jeder Schritt wird nicht kleiner, aber deutlich teurer – einfache, kostengünstige Maßnahmen werden knapp.
VDI nachrichten: Führt das nicht zum Hybridantrieb?
Borgmann: Denkbar ist das Thema Hybrid und doch sehr schwierig zu fassen. Für uns ist das kein separater Antrieb, sondern eine Zusatzoption. Die Elektrifizierung des Antriebsstranges ist eine interessante Maßnahme, aber nur eine Form des Energiemanagements. Man kann sich in Zukunft zum Beispiel vorstellen, dass viele Verbraucher im Fahrzeug pneumatisch funktionieren. Doch muss es sich für den Kunden immer wieder rechnen lassen. Vor einem Schritt, wie ihn die Kollegen von Toyota mit dem Prius gemacht haben, sind eine Reihe anderer Maßnahmen zu prüfen, die deutlich attraktiver sind was das Aufwand/Nutzen-Verhältnis angeht. Diese großen Hybride betrachte ich für die Marke BMW als sehr kritisch, weil sie zu einem Fahrerlebnis führen, das nicht BMW-typisch ist.
VDI nachrichten: Es ist auffallend, dass BMW und Opel praktisch zeitgleich auf die Registeraufladung setzen. Gibt es dafür eine Erklärung?
Borgmann: Ich habe dafür keine.
VDI nachrichten: Können Sie sich auch einen aufgeladenen Ottomotor mit Registerturbo bei BMW vorstellen?
Borgmann: Im Prinzip ja, aber das ist sehr weit weg. Ein Dieselmotor fährt mit Ladedrücken knapp unter 3 bar, dementsprechend ist die Leistung auch fast drei Mal so hoch wie bei einem Saugmotor. Die Ottomotoren mit Aufladung brauchen viel weniger Ladedruck, deswegen ist es weiter weg.
VDI nachrichten: Der neue Sechszylinder-Ottomotor hat ein Kurbelgehäuse aus einem Aluminium/Magnesium-Verbund. Rechnet sich das überhaupt?
Borgmann: Es hat sogar ein sehr gutes Kosten/Nutzen-Verhältnis. Da wir das Mindergewicht je Motor mit einem Schlag in allen Autos mit diesem Sechszylinder haben, ist das sehr gut, sowohl was die Gewichtsreduzierung als auch die Kosten angeht.
VDI nachrichten: Lässt sich diese Technologie in andere Hubraum- und Zylinderklassen übertragen?
Borgmann: Wir überlegen sogar, das weiter auszubauen. Wir haben mit dem Sechszylinder begonnen, weil das der Volumenmotor ist. Fast jeder zweite BMW wird in Zukunft mit einen Sechszylinder fahren. Die Gewichtsreduktion macht deshalb hier am meisten Sinn. Wir gießen dieses Kurbelgehäuse selber, aber wir gießen lange nicht alle selber. Da stellt sich dann die Frage, ob wir dieses Verfahren jemand anderem zur Verfügung stellen, oder ob wir noch mehr selber gießen. Das ist aber eher unwahrscheinlich. Ich rechne damit, dass wir das Verfahren irgendwann jemand anderem zur Verfügung stellen werden, aber noch nicht jetzt.
VDI nachrichten: Und für die Dieselmotoren?
Borgmann: Da steht jetzt erst einmal die Umstellung auf Aluminiummotoren im Vordergrund, ohne dass wir Kompromisse in der Leistung eingehen müssen. Insgesamt macht es für mich Sinn, in Zukunft auch beim Diesel über Verbundwerkstoffe nachzudenken.
VDI nachrichten: Das ist nicht billig. Wird der Kunde da mitziehen?
Borgmann: Wir glauben schon. Die Kosten für Fahrzeuge mit Dieselmotoren haben wir sukzessive erhöhen müssen, weil die Technik immer aufwändiger geworden ist. Gleichzeitig hat der Kunde aber mehr Drehmoment und Leistung sowie weniger Verbrauch bekommen und die Dieselanteile sind gestiegen. Für BMW gilt die Aussage, dass der Kunde bereit ist mitzugehen, wenn er einen Gegenwert bekommt und spürt, was für ihn dabei herauskommt.
VDI nachrichten: Sie haben die Einführung der Benzin-Direkteinspritzung angesprochen. Werden diese Motoren weiterhin Valvetronic haben?
Borgmann: Nein. Mit der Valvetronic haben wir weltweit eine Verbrauchsreduzierung erreicht. Es zeigt sich jetzt auch in den USA, wo der Verbrauch interessant wird, dass dies der richtige Schritt war. Direkteinspritzung und Valvetronic nagen aber am gleichen Potenzial – es geht darum, in der Teillast Ladungswechselverluste zu vermeiden. In Europa ist es möglich, mit mageren Brennverfahren noch weiteres Potenzial zu erschließen. In der restlichen Welt ist das nicht möglich …
VDI nachrichten: … also wird es kontinental unterschiedliche Motoren geben?
Borgmann: Das ist leider so. Es liegt an den sehr unterschiedlichen Anforderungen der Märkte. Die amerikanische Umweltgesetzgebung geht deutlich stärker ein auf die Komponenten HC, NOx und CO, in Europa fokussiert sich alles auf das Thema CO2. Das forciert den Technologiesplit.
VDI nachrichten: Wird es dann in den USA Modelle geben, die hier nicht auf dem Markt sind, und umgekehrt?
Borgmann: Ziel wird sein, das Angebot gleich zu halten. So wird es einen BMW 330i auf beiden Märkten geben und er wird die gleiche Leistung haben. Das Modell in Europa wird etwas weniger verbrauchen und das Modell in den USA wird die Gesetzgebung in Kalifornien erfüllen. P. WEIDENHAMMER