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13.02.2015

M4 Safety Car: BMW fährt künftig mit Wasserkraft

Was derzeit nur für ein spezielles Auto gemacht wurde, soll künftig auch in Serienautos von BMW M zu finden sein.

BMW liefert auch in dieser Saison in der Moto GP das „Official Car of MotoGP”. Das ist an sich nicht wirklich überraschend, zumal die Müncher bereits seit 1999 Fahrzeugpartner der Moto GP-Serie sind und der Vertrag erst kürzlich bis 2020 verlängert wurde.

Die BMW M Gmbh setzt heuer aber einen ganz besonderen M4 als Safety Car ein. Das Auto verfügt über Wassereinspritzung, von der sich die bayerischen Ingenieure in Zukunft viel erwarten. Das System soll zum einen die Leistung des Motors nochmals steigern, gleichzeitig aber den Verbrauch senken.

Dabei nutzen die Ingenieure den physikalischen Effekt des Wassers, beim Verdampfen die hierfür erforderliche Energie aus dem Umgebungsmedium zu ziehen. Indem Wasser als feiner Sprühnebel in den Sammler des Saugmoduls eingespritzt wird, sorgt es beim Verdampfen für eine signifikante Abkühlung der Ansaugluft. In der Folge sinkt die Verdichtungsendtemperatur im Brennraum und damit die Klopfneigung, so dass der Turbomotor mit einem höheren Ladedruck und einem früheren Zündzeitpunkt betrieben werden kann. Die geringeren Prozesstemperaturen reduzieren zudem die Entstehung von Schadstoffen, insbesondere die von Stickoxiden (NOX). Im Ergebnis optimiert die Wassereinspritzung den Wirkungsgrad des Motors deutlich. Die Technologie sorgt für ein Leistungs- und Drehmomentplus bei gleichzeitig herausragenden Verbrauchs- und Emissionswerten. Trotz der Leistungssteigerung wird die thermische Belastung von performancerelevanten Bauteilen reduziert – Vorteile, die auch Standfestigkeit und Dauerhaltbarkeit des Turbomotors erhöhen.

Bei der Platzierung der Wasserinjektoren haben sich die Ingenieure der BMW M GmbH für ein Layout mit drei Einspritzventilen im Luftsammler entschieden, die jeweils zwei Zylinder des Reihen-Sechszylinders versorgen. Diese Lösung stellt eine hohe Gleichverteilung sicher und ermöglicht zudem die kompakte Auslegung des Systems. Im Kofferraum des BMW M4 MotoGP Safety Car ist ein Wassertank mit rund fünf Liter Bruttovolumen untergebracht, der Wasserpumpe, Sensoren und Ventile beherbergt. Die Ansteuerung der Pumpe und der kompletten Sensorik und Aktuatorik erfolgt durch die entsprechend erweiterte Motor-Elektronik . In der Praxis befördert die Pumpe das Wasser mit einem Druck von zehn Bar an die Injektoren, wobei die Mengenzuteilung bedarfsgerecht in Abhängigkeit von Last, Drehzahl und Temperatur erfolgt.

Das Potenzial der Technologie steigt übrigens umso mehr, je geringer die Oktanzahl des verwendeten Kraftstoffs ist. Da Benzin mit ROZ 98 weltweit nicht flächendeckend zur Verfügung steht, hilft die Wassereinspritzung, mit Super E10 (ROZ 95) das Maximum in Sachen Leistung und Verbrauch aus einem Motor herauszuholen. Die Leistungssteigerung macht bei Volllast etwa 8% aus und 8% soll auch die Verbrauchsreduktion betragen.

Ein entsprechendes Serienmodell mit dieser Technologie hat die BMW M Gmbh schon in Aussicht gestellt aber noch keinen Zeitrahmen verraten.