Auf dem Genfer Salon 2012 feiern in wenigen Tagen die ersten vier Modelle der neuen Produktlinie BMW M Performance Automobile – BMW X5 M50d, X6 M50d sowie M550d xDrive (Limousine und Touring) – ihre Weltpremiere und unter ihren Motorhauben arbeitet der erste Selbstzünder aus München, der das Logo der Garchinger M GmbH auf der Motorabdeckung tragen darf.
Die groben technischen Eckdaten des neuen Motors sind bereits seit längerem bekannt, besonders viele Details zur Technik wurden aber bisher nicht verraten. Das Triebwerk basiert auf dem bekannten 3,0 Liter großen Reihensechszylinder (N57D30), verfügt aber über gleich drei Turbolader und bietet daher maximal 381 PS und 740 Newtonmeter Drehmoment.
Mit einer Literleistung von 93,6 kW / 127,3 PS pro Liter Hubraum erreicht die stärkste N57-Variante einen neuen Bestwert für serienmäßige Dieselmotoren. Um dieses Ziel zu erreichen, war nicht “nur” die Installation eines dritten Turboladers notwendig, auch der Grundmotor wurde umfassend modifiziert: Ein neues Kurbelgehäuse und ein sogenanntes Zugankerkonzept für die Verschraubung des Zylinderkopfs waren notwendig, auch weil der maximale Verbrennungsdruck mit 200 bar deutlich höher liegt als bei der bisher stärksten N57-Variante (maximal 185 bar).
Bei Kurbelgehäuse und Zylinderkopf kommt ein besonders aufwendiges Verdichtungsverfahren zum Einsatz: Beim HIPen werden die Aluminiumgussteile so stark erhitzt, dass die bei der Herstellung entstandenen Gussporen unter hohem Druck verschweißt werden. Resultat des Verfahrens ist eine nochmals gesteigerte Festigkeit der fertigen Bauteile. Auch Kurbelwelle und Pleuel mussten angepasst werden und bestehen aus höherfesten Werkstoffen als bei allen anderen N57-Varianten. Bei den Kolben wurde unter anderem die Kompressionshöhe angehoben und auch bei den Zylinderstegen waren Modifikationen zur Sicherstellung der thermischen Stabilität notwendig.
Die Common-Rail-Direkteinspritzung arbeitet im Triturbo-Diesel mit maximalen Einspritzdrücken von 2.200 bar, pro Arbeitstakt erfolgen dabei nicht weniger als acht Einspritzungen: Mit Hilfe von drei Vor-, einer Haupt- und vier Nacheinspritzungen wird eine perfekte Verteilung des Kraftstoffs im Brennraum realisiert, was eine besonders effiziente und saubere Verbrennung ermöglicht.
Kommen wir nun zu den Einsatzgebieten und der technischen Konfiguration der drei Turbolader: Zunächst ist festzustellen, dass es sich um zwei kleinere und einen größeren Lader handelt, die je nach Leistungsbedarf zum Einsatz kommen. Bereits bei niedrigsten Drehzahlen kommt ein sehr kleiner Lader mit variabler Turbinengeometrie zum Einsatz, der extrem schnell anspricht und den Eindruck eines “Turbolochs” beinahe vollständig unterdrücken kann.
Bei Drehzahlen von etwa 1.500 U/min bietet der Motor bereits ein Drehmoment von 650 Newtonmeter, nun tritt auch der große Turbolader in Aktion. Dieser kann deutlich mehr Volumen umsetzen und ist für das frühe Erreichen des maximalen Drehmoments von 740 Newtonmeter zwischen 2.000 und 3.000 Umdrehungen pro Minute verantwortlich.
Zum Erreichen der Maximalleistung von 280 kW / 381 PS, die bei 4.400 U/min anliegt, wird ab einer Motordrehzahl von etwa 2.700 U/min ein noch stärkerer Abgasstrom benötigt. An dieser Stelle tritt der zweite kleine Lader in Aktion, der dank seiner Größe und seiner variablen Turbinengeometrie äußerst schnell anspricht und dem großen Lader noch mehr Abgase zuführt, wodurch dieser seine volle Kraft entfalten kann. Maximal erreicht das neue Triebwerk Drehzahlen von 5.400 Umdrehungen pro Minute.
Um dem Hochleistungstriebwerk auch einen standesgemäßen Sound zu verpassen, setzt BMW auf eine künstliche Unterstützung der Motorakustik im Innenraum mit Hilfe der Audioanlage. Hierbei werden unter anderem die Motordrehzahl und die gefahrene Geschwindigkeit berücksichtigt, um den Insassen eine angenehme Reihensechszylinder-Akustik bieten zu können.
Einen Eindruck von der Technik des neuen Triturbo-Diesel-Triebwerks von BMW liefert das folgende Video (Deutsch ab 1:55), vom Sound des Motors unter Last kann man sich derzeit am besten im vor einigen Tagen thematisierten Tachovideo der sport auto (0-250 km/h) überzeugen.
