50 JAHRE BMW TURBO-PASSION.

BMW Turbo-Power im Motorsport ist eine Erfolgsgeschichte – seit 50 Jahren. 1969 sicherte sich BMW mit Dieter Quester im BMW 2002 TI den Titel in der Tourenwagen-Europameisterschaft und leistete Pionierarbeit. Für den nötigen Vortrieb sorgte damals der erste BMW Turbo im Rennsport mit der Typenbezeichnung M121.

Nach vielen weiteren BMW Turbo-Motoren feiert ein halbes Jahrhundert später beim DTM-Saisonauftakt in Hockenheim Anfang Mai der komplett neu entwickelte BMW P48 Motor im BMW M4 DTM nach Class-1-Reglement seine Premiere.

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JiVS BMW M4 DTM und Schaeffler BMW M4 DTM
BMW Turbo M121

Die Zeiten haben sich geändert, die herausragenden Eigenschaften des Motors sind geblieben. So haben die beiden Hochleistungsaggregate trotz der 50 Jahre, die zwischen ihnen liegen, einige Gemeinsamkeiten: Beides sind Vierzylinder-Reihenmotoren mit zwei Litern Hubraum und einem Turbolader. Sowohl beim BMW M121 als auch beim P48 müssen die empfindlichen Bauteile des Motors mit einem Hitzeschild vor der Abwärme des Turboladers geschützt werden. Eine mechanische Einspritzpumpe ist jeweils für die Versorgung des Motors mit Kraftstoff verantwortlich.
 

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MEHR ALS DOPPELT SO VIEL LEISTUNG BEI DEUTLICH NIEDRIGEREM VERBRAUCH UND SIGNIFIKANT ERHÖHTER LAUFZEIT.

Kaum mehr miteinander zu vergleichen sind jedoch die jeweiligen Werte für den Druck, mit dem die Verbrennungsluft dem Motor zugeführt wird: Mit 0,98 bar Überdruck erreichten die Turbo-Rennmotoren der ersten Generation ca. 280 PS bei 6.500 U/min. Das Abgasgebläse war zwar theoretisch in der Lage, einen Ladedruck von 1,76 bar zu entwickeln, doch der Druck im Zylinder wäre so gewaltig gewesen, dass sich der Zylinderkopf angehoben hätte. Heute sind bei mehr als 600 PS Ladedrücke von bis zu 2,5 bar Überdruck möglich. Kurbelgehäuse und Zylinderkopf wurden in einem speziellen Sandgussverfahren in der BMW Gießerei in Landshut hergestellt.
Bauteile wie Zündverteiler, Lüfter, Nasssumpf-Ölwanne oder ein Überdruckventil sind mittlerweile aus dem Motor verschwunden. Ein direktes Ladeluftrohr, das ohne Kühlung die verdichtete Luft zum Motor führt, gibt es nicht mehr. Stattdessen verfügt der P48 über ein ausgeklügeltes Trockensumpf-System. Das zur Schmierung im Motor benötigte Öl wird ohne Ölpanschverluste sofort wieder abgesaugt. Bestandteil dieses Systems ist auch der Öltank, der direkt am Motor befestigt ist. Eine effiziente Ladeluftkühlung erlaubt ebenfalls die Steigerung von Leistung und Wirkungsgrad.

 

Nebenaggregate wie Starter und Generator sind nicht mehr am Motor, sondern am hinten liegenden Transaxle-Getriebe montiert. Am Luftsammler hat kohlefaserverstärkter Kunststoff die alte Schweiß-Guss-Konstruktion aus Aluminium ersetzt. Zudem wird die Drosselklappe elektrisch und nicht mehr über ein mechanisches Gasgestänge bewegt. Statt offener Zündkabel sind die elektrischen Leitungen beim P48 in einer ebenfalls aus Karbon gefertigten Kabelkanalhaube geschützt geführt.

 

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ENTDECKEN SIE DEN NEUEN BMW P48 ZWEILITER-TURBOMOTOR.

BMW P48 Turbomotor
Kraftstoffpumpe

KRAFTSTOFFPUMPE.

Hier ist richtig Druck drauf: Mit 350 bar wird der Kraftstoff direkt in die Brennräume des neuen Turbomotors eingespritzt.

Luftsammler

LUFTSAMMLER.

Die Funktion des Luftsammlers besteht darin, die vom Turbolader verdichtete Ansaugluft zusammenzuführen, möglichst gleichmäßig auf die einzelnen Zylinder zu verteilen und für deren optimale Füllung zu sorgen.

Wasserpumpe

WASSERPUMPE.

Die Aufgabe der Wasserpumpe ist es, die Kühlflüssigkeit durch den Motor zu schicken, und die für den Wärmeaustausch benötigte Zirkulation sicherzustellen. Damit trägt sie innerhalb des Kühlsystems dazu bei, dass die optimale Betriebstemperatur schnell erreicht, zuverlässig gehalten und ein Überhitzen vermieden wird.

Öltank

ÖLTANK.

Der BMW P48 hat ein ausgeklügeltes Trockensumpfsystem. Das zur Schmierung im Motor notwendige Öl wird sofort wieder abgesaugt, so dass keine Ölpanschverluste entstehen. Bestandteil diese Systems ist auch der Öltank, der unmittelbar am Motor befestigt ist.

Turbolader

TURBOLADER.

Der Turbolader, umgangssprachlich schlicht Turbo genannt, steigert die Motorleistung und die Effizienz des BMW P48. Er nutzt einen Teil der Energie der Motorabgase zum Antrieb einer Turbine, die einen Verdichter antreibt, der die Menge der dem Motor zugeführten Luft stark erhöht. Damit wird auch mehr für die Verbrennung notwendiger Sauerstoff in die Zylinder befördert als beim nicht aufgeladenen Saugmotor. Die Leistung steigt, aber auch die Effizienz, da die Kolben die Luft nicht mehr selbst ansaugen müssen.

Drosselkappe

DROSSELKAPPE.

Die Drosselklappe reguliert die Luftzufuhr des Motors.

Ölfilter

ÖLFILTER.

Die Qualität der eingesetzten Ölfilter spielt eine wichtige Rolle, um Schäden durch Schmutzpartikel oder Materialabrieb im Öl zu vermeiden. Für die dauerhaft zuverlässige Funktion ist ein absolut sauberes Öl unabdingbar. Deshalb werden Ölfilter eingesetzt: Diese sollen das Motoröl kontinuierlich reinigen, bevor es an die kritischen Stellen wie Lager und Ventiltrieb gelangt.

  • 1. KRAFTSTOFFPUMPE.
    Kraftstoffpumpe

    Hier ist richtig Druck drauf: Mit 350 bar wird der Kraftstoff direkt in die Brennräume des neuen Turbomotors eingespritzt.

  • 2. LUFTSAMMLER.
    Luftsammler

    Die Funktion des Luftsammlers besteht darin, die vom Turbolader verdichtete Ansaugluft zusammenzuführen, möglichst gleichmäßig auf die einzelnen Zylinder zu verteilen und für deren optimale Füllung zu sorgen.

  • 3. WASSERPUMPE.
    Wasserpumpe

    Die Aufgabe der Wasserpumpe ist es, die Kühlflüssigkeit durch den Motor zu schicken, und die für den Wärmeaustausch benötigte Zirkulation sicherzustellen. Damit trägt sie innerhalb des Kühlsystems dazu bei, dass die optimale Betriebstemperatur schnell erreicht, zuverlässig gehalten und ein Überhitzen vermieden wird.

  • 4. ÖLTANK.
    Öltank

    Der BMW P48 hat ein ausgeklügeltes Trockensumpfsystem. Das zur Schmierung im Motor notwendige Öl wird sofort wieder abgesaugt, so dass keine Ölpanschverluste entstehen. Bestandteil diese Systems ist auch der Öltank, der unmittelbar am Motor befestigt ist.

  • 5. TURBOLADER.
    Turbolader

    Der Turbolader, umgangssprachlich schlicht Turbo genannt, steigert die Motorleistung und die Effizienz des BMW P48. Er nutzt einen Teil der Energie der Motorabgase zum Antrieb einer Turbine, die einen Verdichter antreibt, der die Menge der dem Motor zugeführten Luft stark erhöht. Damit wird auch mehr für die Verbrennung notwendiger Sauerstoff in die Zylinder befördert als beim nicht aufgeladenen Saugmotor. Die Leistung steigt, aber auch die Effizienz, da die Kolben die Luft nicht mehr selbst ansaugen müssen.

  • 6. DROSSELKAPPE.
    Drosselkappe

    Die Drosselklappe reguliert die Luftzufuhr des Motors.

  • 7. ÖLFILTER.
    Ölfilter

    Die Qualität der eingesetzten Ölfilter spielt eine wichtige Rolle, um Schäden durch Schmutzpartikel oder Materialabrieb im Öl zu vermeiden. Für die dauerhaft zuverlässige Funktion ist ein absolut sauberes Öl unabdingbar. Deshalb werden Ölfilter eingesetzt: Diese sollen das Motoröl kontinuierlich reinigen, bevor es an die kritischen Stellen wie Lager und Ventiltrieb gelangt.

EINER DER EFFIZIENTESTEN BMW RENNMOTOREN ALLER ZEITEN.

Zu den Schlüsselthemen rund um den P48 zählt sein ausgesprochen guter Verbrauch. Da der erlaubte Benzinfluss durch das Reglement begrenzt ist, bedeutet jede Kraftstoffeinsparung ein Mehr an Leistung und wurde detailliert verfolgt. Im Vergleich zu seinem auch schon sehr effizienten Vorgänger konnte der Motor so um fast 10 Prozent effizienter werden – im Vergleich zum M121 von 1969 sogar um mehr als 50 Prozent. Dazu trug die von den BMW Serienmotoren bekannte Hochdruck-Direkteinspritzung genauso bei wie eine in vielen Simulationen und Versuchen erprobte Gemisch-Aufbereitung und Verbrennung, die einen Betrieb im sogenannten „Magerbetrieb“ erlaubt.

Eine konsequente Minimierung der Reibungsverluste, wie z.B. durch das erwähnte Ölsystem, und der Einsatz von hochwärmebeständigen Komponenten, die keine Kühlung durch Kraftstoff benötigen, machen den P48 zu einem der effizientesten BMW Rennmotoren aller Zeiten.
 

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Einblick in das BMW Testlabor

BMW TURBO-MOTOREN ALS GARANTEN FÜR MAXIMALE SPORTLICHKEIT.

Dennoch braucht sich auch der Ur-Turbo von 1969 in Sachen Performance in keiner Weise zu verstecken: Da die Entwickler beim BMW 2002 TI den Hubraum nicht vergrößern durften, musste die Leistung anders gesteigert werden. Der Motor saugte sein Gemisch nicht mehr selber an, sondern es wurde ihm eingeblasen. Dazu diente der Abgasturbolader. So wurde der BMW 2002 TI zu einem echten Sportler mit einer Höchstgeschwindigkeit von 240 km/h. 1973 folgte mit dem BMW 2002 turbo dann das erste in Serie hergestellte deutsche Auto mit Abgasturbolader.

 

Nun wird in der DTM das nächste Kapitel der Turbo-Geschichte von BMW im Motorsport aufgeschlagen. Mit dem Class-1-Reglement beginnt vor allem technisch eine neue Ära. Die bisherigen V8-Aggregate werden durch leistungsstärkere Vierzylinder-Turbomotoren abgelöst. Der Sound der neuen Turbos ist großartig, die Leistung überzeugend. Seine brillanteste Eigenschaft ist aber die Effizienz. Der Rumpfmotor der neuen Turbo-Aggregate wiegt mit 85 Kilogramm beinahe nur die Hälfte des Vorgängers. Das Leichtgewicht beeindruckt im Vergleich zu den bisher verwendeten DTM-Motoren mit starken Zahlen: Hälfte des Hubraums, höhere Leistung, niedrigerer Verbrauch.

 

Trotz der signifikanten Leistungssteigerung um ca. 100 PS ist das Aggregat auf Zuverlässigkeit und Langlebigkeit ausgelegt und hält rund 6.000 Kilometer. Pro Fahrzeug dürfen in der Saison 1,5 Motoren eingesetzt werden. Mit dem „Push-to-Pass“-System können 2019 für eine Dauer von fünf Sekunden zusätzliche 5 kg/h Kraftstoff bereitgestellt werden, was eine Leistungserhöhung von etwa 30 PS zur Folge hat.


Der Turbolader des P48 drückt 400 Liter Luft pro Sekunde in den Motor – 3.500 Mal so viel, wie ein Mensch atmet. Die Kolben beschleunigen von null auf 100 km/h in weniger als einer Tausendstelsekunde – 1.200 Mal schneller als eine Mondrakete. Die Wasserpumpe setzt in einer Stunde zirka 18.000 Liter um. Eine Badewanne würde sich so in zirka 20 Sekunden füllen. Für die finale Baugruppe des Motors, der aus etwa 2.000 Einzelteilen besteht, wurden 1.005 Zeichnungen angefertigt. Aneinandergelegt bedecken sie den Boden einer 250 Quadratmeter großen Wohnung.
Mit dem BMW P48 und dem Class-1- Reglement bricht im Tourenwagensport eine neue Ära an. Genauso wie sein Ur-Ahn aus dem Jahr 1969. Der Turbo zündet – heute wie vor 50 Jahren.
 

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  • Fast Facts zum BMW P48 Motor.

    Typ:

    P48, R4-Turbomotor mit Direkteinspritzung

    Hubraum:

    1.999 ccm

    Gewicht:

    85 kg (Basisgewicht laut
    Reglement)

    Bohrung:

    zwischen 86 und 90 mm

    Drehzahl:

    max. 9.500 U/min

    Leistung:

    über 600 PS

    Laufzeit:

    über 6.000 km (pro Saison)

    Kraftstoffmengenbegrenzer:

    reglementbedingt 95 kg/h, während Push-to-Pass-Funktion 100 kg/h

BMW TURBO-LEGENDEN AUS EINEM HALBEN JAHRHUNDERT.

BMW Bank M4 DTM
BMW 320 Turbo
BMW P48 Turbomotor
BMW 2002 turbo
BMW Bank M4 DTM
BMW 320i turbo
BMW 2002 TI
BMW 2002 turbo

BMW Bank M4 DTM

BMW Bank M4 DTM

BMW 320 Turbo

BMW 320i turbo

BMW 2002 TI

BMW P48 Turbomotor

Es ist definitiv der effizienteste DTM-Motor, den BMW je gebaut hat.
Jan Hartmann, Leiter Antriebs-, Elektrik- und Elektronik-Entwicklung, im Interview

Mit der Saison 2019 beginnt in der DTM die neue Class-1-Ära. BMW M Motorsport hat mit dem nach Class-1-Reglement modifizierten BMW M4 DTM das stärkste DTM-Fahrzeug gebaut, das es jemals gab. Herzstück ist der neu entwickelte BMW P48 Zweiliter-Turbomotor. Maßgeblichen Anteil an der Entwicklung des neuen Motors hatte Jan Hartmann, Leiter Antriebs-, Elektrik- und Elektronik-Entwicklung. Im Interview spricht er über die besonderen Herausforderungen, die das Projekt mit sich brachte, erklärt die einzelnen Schritte der Motorenentwicklung, und erläutert, wieso die Entstehung des BMW P48 Turbomotors für ihn etwas Besonderes war.

 

Herr Hartmann, Sie hatten maßgeblichen Anteil an der Entwicklung des neuen BMW P48 Turbo-Motors. Welche besonderen Herausforderungen brachte das Projekt mit sich?
Jan Hartmann
: „Die große Kunst war, den Spagat zwischen den Rahmenbedingungen im Reglement zu schaffen: maximale Power bei gleichzeitig sehr niedrigem, spezifischem Kraftstoffverbrauch. Ich denke, dass uns diese Balance gut gelungen ist. Es ist definitiv der effizienteste DTM-Motor, den BMW je gebaut hat.“

 

Welcher Ansatz liegt bei der Entwicklung eines neuen Motors zugrunde?
Hartmann
: „Konstruktion, Berechnung und Versuch verlaufen immer simultan. Dies geht solange, bis man so weit ist und sagen kann: Die Leistung passt, nun geht es an die Haltbarkeit.“
 

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Wie darf man sich die einzelnen Schritte der Entwicklung vorstellen?
Hartmann
: „Man fängt mit der Leistungs- und Performanceentwicklung an. Und dann muss man das Ganze in Richtung Haltbarkeit gießen und in Sachen Performance Kompromisse eingehen. Danach drehst du die nächste Performance-Runde, ohne die Haltbarkeit zu vernachlässigen. Das Ganze läuft weitgehend parallel.“

 

Das heißt, man tastet sich Stück für Stück an das Maximum heran?
Hartmann
: „Man kann es durchaus mit einem Hochspringer vergleichen: Jeder Hochspringer springt wahrscheinlich 1,80 Meter nachts um drei Uhr nach dem Aufstehen. Das ist für ihn nichts Besonderes, über das er sich freuen würde. Liegt die Latte aber auf 2,29 Meter, und sie wackelt, aber er reißt sie nicht, dann ist das ein erhebendes Gefühl. Und genauso geht es uns in der Motorenentwicklung auch – wir können uns hier wirklich mit Sportlern vergleichen.“

 

Sie bringen eine Menge Erfahrung in der Motorenentwicklung mit. Inwiefern war die Entwicklung des BMW P48 Turbo-Motors dennoch etwas Besonderes? 
Hartmann
: „Grundsätzlich ist jedes Projekt, an dem wir mit einer Neuentwicklung von Beginn an starten können, eine unglaublich spannende Herausforderung – auch wegen der jeweiligen Rahmenbedingungen, unter denen es entsteht. Der P48 für den BMW M4 DTM gehörte definitiv zu den spannendsten Projekten.“

 

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Mehr erfahren über die DTM-Saison 2019

DIE STÄRKSTE DTM ALLER ZEITEN.

Neue Motoren mit Turbo-Power. Neue Rennstrecken. Ein neuer Hersteller. Die DTM-Saison 2019 verspricht, eine der aufregendsten aller Zeiten zu werden. Zusammen mit Bruno Spengler geben wir einen Überblick über die wichtigsten Änderungen.
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