Gemeinsam mit dem BMW M4 GTS präsentiert die M GmbH auch die bisher schärfste Variante des Biturbo-Sechszylinders S55. Der 3,0 Liter große Reihensechszylinder wurde für den Einsatz im BMW M4 GTS um eine Wassereinspritzung ergänzt, die bisher nur im BMW M4 Safety Car für die MotoGP zum Einsatz kam. Dank Wassereinspritzung konnte die Leistung des S55 auf 500 PS gesteigert werden, das maximale Drehmoment wurde von 550 auf 600 Newtonmeter angehoben.
Möglich wird die um 16 Prozent gesteigerte Leistung und das um 10 Prozent erhöhte Drehmoment durch die Einspritzung eines feinen Wasser-Nebels in den Sammler des Saugmoduls. Die durch das Verdampfen des Wassers deutlich abgekühlte Ansaugluft verschiebt die thermisch bedingten Leistungsgrenzen des Triebwerks nach oben und reduziert dank niedrigerer Temperaturen im Brennraum die Klopfneigung, was wiederum einen höheren Ladedruck erlaubt.
Das in unserer Galerie eingefügte Leistungs- und Drehmoment-Diagramm macht deutlich, dass der neue S55 mit Wassereinspritzung im gesamten Drehzahlband noch mehr Kraft als der Motor des Serien-M4 bietet. Im Alltag profitieren die Fahrer eines BMW M4 GTS außerdem davon, dass die Nachteile einer höheren Außentemperatur durch eine stärkere Wassereinspritzung kompensiert werden können. Während andere Motoren bei hohen Temperaturen spürbar an Leistung verlieren, sind dem speziellen S55 des M4 GTS derartige Probleme fremd.
Die Ansaugluft lässt sich durch die Wassereinspritzung um rund 25 Grad Celsius abkühlen, zusätzlich zur an dieser Stelle bereits erfolgten Abkühlung durch klassische Ladeluftkühler. Die kühlere Luft besitzt eine höhere Dichte und sorgt für mehr Sauerstoff im Brennraum, außerdem kann der Zündzeitpunkt des insgesamt kühleren Gemischs nach vorn verlegt und so der Wirkungsgrad des Motors bei hoher Last verbessert werden. Die niedrigeren Temperaturen im Brennraum sorgen außerdem für eine geringere Belastung wichtiger Bauteile, angefangen von den Kolben über die Auslassventile und Katalysatoren bis hin zu den Turboladern, die von einer niedrigeren Abgastemperatur profitieren.
Das von drei Einspritzventilen – eines für jeweils zwei Zylinder – in den Luftsammler verbrachte Wasser stammt aus einem zusätzlichen Wassertank, der genau wie die dazugehörige Wasserpumpe unterhalb des Kofferraums platziert ist. Gesteuert wird die zusätzliche Technik durch eine entsprechend erweiterte Motorelektronik. Das Wasser wird aus dem fünf Liter großen Tank mit rund 10 Bar zu den Injektoren gefördert, die Mengen variieren dabei in Abhängigkeit von Last, Drehzahl und Temperatur.
Wer den BMW M4 GTS artgerecht auf der Rennstrecke betreibt und einen entsprechend maximierten Vollast-Anteil hat, muss den 5-Liter-Wassertank bei jedem regulären Tankstopp auffüllen. Laut M GmbH ist der Wasserverbrauch im Alltag deutlich geringer, selbst bei schneller Autobahn-Fahrt – der M4 GTS erreicht 305 km/h Höchstgeschwindigkeit, bevor die Elektronik weiteren Vortrieb unterbindet – soll es ausreichend sein, wenn bei jedem fünften Tankstopp für Benzin auch Wasser nachgefüllt wird.
Der BMW S55 mit Wassereinspritzung führt permanent eine aufwendige Selbstdiagnose durch, um Störungen aller Art zu vermeiden. Wenn der Wassertank leer ist, werden Ladedruck und Zündzeitpunkt entsprechend zurückgenommen, der Motor kann abgesehen davon auch völlig ohne Wasser betrieben werden. Seine vollen 500 PS kann das Triebwerk dann zwar nicht mehr bieten, die Performance soll aber auf dem Niveau des 431 PS starken Ausgangsmotors ohne Wassereinspritzung liegen.
Wenn der Motor abgeschaltet wird, wird das Wasser aus dem Leitungssystem zurück in den Tank befördert, ein Vereisen von Komponenten im Winter ist damit ausgeschlossen. Der frostsicher ausgeführte Wassertank verfügt über ein Heizelement, das auch bei niedrigen Temperaturen innerhalb kurzer Zeit für genügend flüssiges Wasser sorgt. Wie BMW das Thema Wassereinspritzung schon jetzt weiterentwickelt, kann in unserem Interview mit Werner Mährle, Leiter Entwicklung Ottomotoren, nachgelesen werden.
