Mehr Details zum N55-Motor sowie zur Achtgang-Automatik

News | 15.07.2009 von 20

Bereits vor einiger Zeit haben wir erstmals detalliert über den neuen SingleTurbo-Reihensechszylinder N55 berichtet, der im BMW 535i GT F07 seine Premiere feiern wird. Das …

Bereits vor einiger Zeit haben wir erstmals detalliert über den neuen SingleTurbo-Reihensechszylinder N55 berichtet, der im BMW 535i GT F07 seine Premiere feiern wird.

Das 306 PS leistende Triebwerk wird vermutlich auch die Biturbo-Motoren in BMW 135i, BMW 335i, BMW Z4 sDrive35i und BMW 740i ersetzen. Allerdings ist damit erst zur nächsten Generation von 1er und 3er beziehungsweise zu den Facelifts von Z4 und 7er zu rechnen.

Anhand des BMW 5er GT können wir nun noch einmal detailliert darlegen, welche Vorteile der neue Motor gegenüber seinem Biturbo-Vorgänger sowie einem ähnlich starken V8-Motor bietet. Daran trägt auch die neue Achtgang-Automatik einen Anteil, der an dieser Stelle nicht verschwiegen werden soll.

P90045902

Wie man an der folgenden Übersicht gut sehen kann, lassen sich dank moderner Technologien erhebliche Mengen Kraftstoff einsparen. Gegenüber einem herkömmlichen V8-Motor beträgt die Gesamtersparnis 29%.

Diese Gewinne gehen teilweise auf kleine Schritte zurück. Allein die Valvetronic würde den Spritverbrauch des V8-Motors um 10% reduzieren, die Direkteinspritzung High Precision Injection bringt weitere acht Prozent.

Der Verbrauchs-Vorteil des Reihensechszylinders mit zwei Turboladern gegenüber einem derart gebauten V8 beträgt lediglich 3%. Weitere acht Prozent kommen aber nun durch die neueste Ausbaustufe des Motors, eben den N55, hinzu, bei der nur noch ein Turbolader arbeitet und auch ansonsten einige Dinge umgestellt wurden, wie ihr hier nachlesen könnt.

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Vergleicht man die Leistungskurven von N54 (Biturbo) und N55 (SingleTurbo), stellt man fest, dass der neue Motor sogar noch etwas bessere Daten liefert. Das maximale Drehmoment liegt bereits etwas früher an, außerdem fallen Leistung und Drehmoment bei höheren Drehzahlen erst etwas später ab. Es trifft also genau das Gegenteil der naheliegenden Vermutung zu, dass der SingleTurbo gegenüber dem Biturbo Nachteile haben würde.

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Wie anhand der folgenden Grafik erkennbar ist, konnte dank der TwinPower-Technologie auch das Ansprechverhalten gegenüber der Biturbo-Version verbessert werden. Somit übertrifft der neue N55 seinen Vorgänger in allen relevanten Disziplinen – Leistungsabgabe, Verbrauch und Ansprechverhalten. Das Mehrgewicht von 3 Kilogramm sollte daher zu verschmerzen sein.

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Die einzigartige Kombination von Direkteinspritzung, Turbo-Aufladung und Valvetronic zahlt sich also aus. Sowohl in Bezug auf die Leistung als auch mit Blick auf die Effizienz ist der N55 der beste Motor seines Segments.

Kommen wir nun wie versprochen zur neuen Achtgang-Automatik, die von BMW in Zusammenarbeit mit ZF entwickelt wurde. Auch diese ist ein Meisterwerk der Technik, das sich durch spezielle Eigenschaften auszeichnet. Die acht Vorwärtsgänge sowie der Rückwärtsgang werden mit vier einfachen Radsätzen und fünf Schaltelementen dargestellt.

Die erstmals in einem Achtgang-Getriebe umgesetzte Anordnung der Elemente sorgt dafür, dass die Reibverluste innerhalb des Getriebes ein sensationell niedriges Niveau erreichen. Der lang ausgelegte achte Gang sorgt für ein niedriges Drehzahlniveau im höchsten Gang, wodurch sich der Verbrauch in der Praxis weiter reduziert.

Gegenüber der aktuellen Generation der Sechsgang-Automatik konnten die Reaktions- und Schaltzeiten noch einmal verbessert werden, außerdem sind die Drehzahlsprünge beim Gangwechsel naturgemäß kleiner, was den Komfort weiter erhöht und für eine gleichmäßigere Beschleunigung sorgt.

Sogar an den Fall eines spontanen Leistungsbedarfs während der Fahrt im höchsten Gang wurde gedacht und beispielsweise der Gangwechsel vom achten in den zweiten Gang ist besonders schnell möglich, um sofort alle Leistungsreserven abrufen zu können. Dadurch können die bezüglich des Verbrauchs attraktiven hohen Gänge auch in der Praxis oft genutzt werden.

Der sechste Gang des Getriebes ist als Direktgang ausgelegt, was einem Verzahnungswirkungsgrad von 100% entspricht. Auch in allen anderen Gängen liegt dieser Wirkungsgrad oberhalb von 98%. Der Wandlerschlupf ist zu Gunsten des Komforts auf niedrigste Drehzahlen beschränkt, in höheren Drehzahlen ist der optimale Wirkungsgrad angestrebt.

Sie bringt dem Kunden eine bessere Beschleunigung, mehr Komfort und zusätzlich auch noch weniger Verbrauch, ohne dafür mehr Bauraum oder mehr Gewicht als bisher in Ansprach zu nehmen.

Mit Hilfe von Software-Simulationen wurden tausende mögliche Radsatz- und Kupplungsanordnungen durchgerechnet, um das Optimum aus den vorhandenen Möglichkeiten ausschöpfen zu können.

Das Getriebe ist außerdem besonders zukunftssicher ausgelegt, denn es kann ohne Änderungen auch in Allrad-Fahrzeugen mit xDrive sowie in Hybrid-Fahrzeugen verwendet werden. Auch die Start/Stopp-Technik aus dem Efficient Dynamics-Paket kann mit dem neuen Getriebe kombiniert werden.

Wie die folgende Grafik zeigt, konnte auch der Spritverbrauch durch das neue Getriebe noch einmal gesenkt werden. Das Sechsgang-Getriebe der ersten Generation von ZF verbrauchte bereits 5% weniger als sein Vorgänger. Mit Einführung der zweiten Generation konnten hier weitere 3% gewonnen werden.

Die neue Achtgangautomatik sorgt nun für weitere 6% Sprit-Ersparnis. Insgesamt kommen wir also gegenüber herkömmlichen Sechsgang-Automaten auf eine Ersparnis von 14%, die allein auf die Getriebeeinheit zurückzuführen ist.

8hp-vs-6hp

Die folgenden Grafiken machen verständlich, wie die einzelnen Komponenten zur Reduzierung des Spritverbrauchs beitragen. Dabei sind gut die vielen kleinen Schritte erkennbar, die in der Summe einen beachtlichen Minderverbrauch verursachen.

Wir sehen jeweils das Drehmomentdiagramm verschiedener Motoren, zunächst beginnen wir wieder mit einem theoretischen BMW 5er GT mit einem V8-Saugmotor, dieser stellt die blaue Kurve dar. Mit diesem Motor, verbunden mit einem Sechsgang-Getriebe, ergäbe sich ein Normverbrauch von 11,6 Liter / 100km.

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Alternativ könnte man natürlich einen Sechszylinder-Saugmotor verbauen, der allerdings deutlich weniger Leistung bietet. Die geringere Leistungsreserve von 33% würde zu einem um 9% niedrigeren Verbrauch führen, was insgesamt eine eher unbefriedigende Alternative darstellt.

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Die deutlich attraktivere Lösung stellt der Biturbo-Sechszylinder N54 dar. Dieser bietet gegenüber dem V8-Sauger mehr Leistung und einen um 11% niedrigeren Verbrauch. Aber auch damit muss man sich noch nicht zufriedengeben.

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Die von BMW umgesetzte Lösung ist der BMW N55 in Kombination mit dem Achtgang-Automatikgetriebe von ZF. Dadurch erhält der Fahrer noch mehr Leistung als beim SingleTurbo-Motor in Verbindung mit einem nochmals gesenkten Verbrauch. Die Zahlen gegenüber dem Achtgang-Saugmotor mit Sechsgang-Automatik sind beeindruckend, denn einer Mehrleistung von immerhin 5% steht ein Verbrauchsvorteil von 23% gegenüber.

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Zur Erklärung: Die Angaben bezüglich der Mehrleistung beziehen sich auf das bei 80 km/h im höchsten Gang, also entweder dem sechsten oder dem achten, zur Verfügung stehende Drehmoment.

Der N55 ist zunächst nur im BMW 5er GT verfügbar, wird die Biturbo-Variante N54 aber demnächst auch in den anderen Baureihen ersetzen.

Das Achtgang-Getriebe von ZF wird aktuell im BMW 760i, dem BMW 5er GT sowie dem Rolls Royce Ghost angeboten. Auch hier ist davon auszugehen, dass alle künftigen Modelle der Oberklasse mit dem neuen Getriebe kombiniert werden können. Explizit seien hier die künftige Generation des BMW 5er F10/F11 sowie der kommende BMW 6er F12/F13 genannt.

(Quelle: BMW Pressemitteilung)

  • mat3000

    Klasse Zusammenfassung – wie eigentlich immer!

    Die Verlinkung zur Pressemitteilung ist nur verkehrt.

  • Domi

    Sehr schöner Artikel!

  • eleto

    Wieder einmal ein schöner Technikartikel, weiter so!

  • Marcel

    Später wird man in einem dicken 5er weniger verbrauchen als in einem 3er, da der 5er die neuste Technik wie Motor und Getriebe an Bord hat, der 3er aber nicht.

  • andreas krieger

    ist es nur bei mir so , oder steht bei euch auch:

    Invalid Argument

    The Facebook Connect cross-domain receiver URL (http://cdn.bimmertoday.de/wp-content/plugins/fbconnect/xd_receiver.htm) must have the application’s Connect URL

    über jeden artikel, der an erster stelle kommt?.

  • Benny

    Danke für die positiven Kommentare.
    Es ist die richtige Pressemitteilung verlinkt, die Infos finden sich hauptsächlich in der dortigen Powerpoint-Präsentation sowie in der ausführlichen pdf.

    @andreas: Ist mir auch schon aufgefallen, ich kümmer mich drum.

  • peter

    Es ist immer wieder schön, wie die in der letzten PR noch bejubelten Produkte bei einem Nachfolgeprodukt heruntergespielt werden. Plötzlich verbraucht ein optimierter V8 gegenüber dem alten R6 Turbo nicht mehr viel mehr :).
    Am besten finde ich folgendes Bild und mich wundert es fast, daß es für die PR Meldung freigegen wurde:
    http://cdn.bimmertoday.de/wp-content/uploads/response-n54-n55.jpg
    Von wenig Last auf Vollast dauert es 2,5 Sekunden bis beim Turbomotor das max. Moment zur Verfügung steht! Ich war schon immer skeptisch, wenn in der Presse von quasi nicht mehr vorhandenem Turboloch die Rede war. Hier zeigt sich schwarz auf weiß, warum ich Turbomotoren nicht mag.

  • mat3000

    Die Präsentation von BMW ist ja wirklich sehr sehr reichhaltig!
    Danke für den Tipp!

    Ich hoffe dass heute Abend der onlinetvrecorder klappt
    um den 5erGT aufzunehmen.

  • Benny

    @peter: Das würde ich nicht ganz so sehen. Was nach 2,5s anliegt, ist das maximale Drehmoment von 400 Newtonmeter. Man kann kaum sagen, dass alles vorher ein “Turboloch” ist. Ein BMW 320i wäre dann jederzeit im “Turboloch”, denn so ein Drehmoment erreicht der ja nie. Bei keinem Motor hat man sofort das maximale Drehmoment anliegen, wenn man nicht grade im optimalen Drehzahl-Punkt fährt. Bereits nach weniger als 0,25s liegen 200 Nm an, also kann man da kaum von einem 2,5-sekündigen Turboloch sprechen. Das Turboloch zeichnet sich ja eher dadurch aus, dass mehr oder weniger garnix kommt, beim N55 und N54 kommt zwar nicht sofort das Maximum, aber doch deutlich mehr als garnix, oder?

  • andreas krieger

    welche technischen neuheiten können wir sonst noch beim 5er erwarten?

    die 8 gang automatik wird es sicherlich nicht für die 4zyl modelle (20d,23d) geben, oder?

  • Benny

    Das würde ich nicht völlig ausschließen wollen. Da die Achtgang-Automatik nicht größer oder schwerer als die alte Sechsgang-Automatik ist, könnte es sie auch bei den kleineren Motoren geben, eben so weit runter, wie es bisher auch Automaten gab.
    Da es 6% Verbrauchsvorteil bringt, könnte es durchaus auch für kleine Motoren attraktiv sein. Ob es sich finanziell lohnt, steht auf einem anderen Blatt, weshalb es natürlich auch sein kann, dass die HP8 nur für die Top-Motoren kommt. Aber sicher würde ich da noch nicht sein.
    Ansonsten wird es auch im 5er all die Spielereien aus dem 7er geben, also Verkehrszeichenerkennung, NightVision 2.0, Spurverlassenswarnung, HUD etc. pp.

    Etwas wirklich völlig neues wäre mir nicht bekannt, aber damit kann BMW auch mal überraschend an die Öffentlichkeit gehen. Es ist ja nicht so, dass man irgendeinen Rückstand hätte. Ein HUD bekam man schon im E60, bei der Konkurrenz in der Klasse kriegt man garnix dergleichen. Eventuell hält BMW auch irgendetwas zurück, um noch eine Trumpfkarte in der Hinterhand zu haben. Bekannt wäre mir das aber nicht.

  • peter

    200Nm sind aber nur die Hälfte von 400Nm. Klar muß man beachten welches max. Moment bei gegebener Drehzahl möglich ist. Der hier betrachtete 3l Motor hätte als Saugmotor ~ 300Nm, die verglichen mit den 2,5s quasi sofort zur Verfügung stehen.

    Moderne “Komfort”saugmotoren sind leider im Ansprechen auch etwas gedämpft. Das Diagramm für einen M3 wurde ich gerne als Vergleich sehen :).

  • Marco83

    Toller Artikel!

    Überhaupt tolle Seite!

    Es gibt hier im Netz eigentlich überhaupt nichts verlgleichbares an “Privatseiten”, wenn es um die neusten Infos rund um BMW geht!

    Ich gehe stark davon aus, dass der Motor, wenn er im neuen 1er bzw. 3er in 2011 / 2012 kommt bereits wieder eine Leistungskur erfahren hat…

  • quickjohn

    Interessante PM zum neuen N55 – zeigt m.E. auch deutlich dass BMW (Gott sei dank) nach wie vor ein stark ingenieur getriebenes Unternehmen ist.
    Hervorstechend sind die kurzen Entwicklungsschritte:
    – V8 mit Valvetronic/Vanos
    – R6 mit Valvetronic/Vanos + Alu-Magnesiumblock
    – R6 mit DI/Vanos + BiTurbo + Alu-Block
    – V8 mit DI/Vanos + TwinTurbo
    – R6 mit DI/Valvetronic/Vanos + TwinPowerTurbo
    – V12 mit DIund?????
    also 6 Entwicklungszyklen in 4 Jahren – andere Hersteller schaffen davon im gleichen Zeitraum nur Einen.
    Und bei den Dieseln sieht es ähnlich aus.
    Klar dass ein solches Entwicklungstempo zusammen mit den kurzen Laufzeiten Betriebsergebnis kostet. Schade nur dass BM darüber viel zu wenig redet.
    Die PM mag dazu ja ein Anfang sein – nur werden das die Meisten (gilt selbst für viele Journalisten) inhaltlich nicht begreifen. Also deshalb folgende Info an die BMW-PR: Botschaft noch simpler gestalten und verstärkt kommunizieren (Audi macht sowas – mit weniger techn. Tiefgang – kommunikativ besser).

  • markus

    Mich würde interessieren wie sich die 8Gang Automatik im Vergleich zum 7Gang DKG schlägt…
    Auch vom fahren her *g*

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