DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

68
FH Joanneum 6. April 2016 WOLFGANG MATTES, BMW GROUP. DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

Transcript of DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

Page 1: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

FH Joanneum

6. April 2016

WOLFGANG MATTES, BMW GROUP.

DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

Page 2: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

Baukasten

Ottomotorenfamilie

i8 Motorisierung

Efficient Dynamics und Elektrifizierung

Ausblick

DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

INHALT.

Page 3: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

HERAUSFORDERUNGEN.

Uneingeschränktes

Bedürfnis nach individueller

Mobilität

Weltweit weitere

Verschärfung der

EmissionsgrenzwerteWeltweit zunehmende

Anspannung bezüglich

CO2 Ausstoß

Neue und weltweit

unterschiedliche

Testzyklen

Weltweit unterschiedliche

Energieträger

(Benzin, Diesel, Erdgas,

Wasserstoff, Alkohol)

Zunehmend härterer

Wettbewerb in allen

Fahrzeugsegmenten

Zunehmende

Urbanisierung

Ausgeprägte

Diversifizierung von

Fahrzeugvarianten

Weltweit

unterschiedliche

Kraftstoffqualitäten

Zunehmend volatiles

wirtschaftliches

Umfeld

Page 4: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

60

80

100

120

140

160

180

200

220

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

CO

2-l

imit

for

light

-dut

yve

hicl

es [

g C

O2/k

m]

mid-term long-term

NEDC, FTP, etc.

Transition

WLTP, RDE

Target

2015

Target

2020

(estimated)

Target

2025

(estimated)

Source: IEA, ICCT

WELTWEITE GESETZLICHE CO2-/VERBRAUCHS- UND EMISSIONS-ANFORDERUNGEN.

Page 5: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

REAL DRIVING EMISSIONS (RDE) ZUM NACHWEIS DER EMISSIONSGRENZ-WERTE IM NORMALEN FAHRBETRIEB AUF DER STRASSE.

Herausforderungen: - Enorme Varianz der Randbedingungen Messungen sind nicht reproduzier- und vergleichbar.

- Geringe Zeit zwischen Definition Gesetz und Inkrafttreten.

2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021

RDE Stufe 1CF*=2,1

RDE Stufe 2CF=1,0 + 0,5**

MonitoringKeine Grenzwerte

01/16 09/17 09/19 01/20 01/21

Gesetzgebungsprozess EU

Alle Typen

Neue Typen

Paket 1: Prinzipielle Verankerung RDE

Paket 2: Testrandbedingungen und Regulierung NOx

Paket 3: Regulierung Kaltstart und PHEV, sowie Transferfunktion

Paket 4: In-Use-Conformity

*) CF: Conformity Factor; Grenzwert RDE = EU6c Grenzwert * CF **) Aufschlag aufgrund Messunsicherheit der mobilen Messtechnik

Page 6: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

REVOLUTION

EVOLUTION

Internal combustion engine

Hybrids

E-Mobility

Technological change

We have to improve our existing technologies

and invest heavily in new technologies

to remain future proof.

EINFÜHRUNG NEUER TECHNOLOGIEN.

Page 7: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

VOLUME SHARE DEVELOPMENT OF DIFFERENT POWERTRAIN CONCEPTS.

Sources: United Nations, Global Insight,

Credit Suisse, BMW-Calculations.

2050

0

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400

1.600

1.800

2.000

2000 2010 2020 2030 2040

Mio

. Uni

ts -

wor

ldw

ide

ICE HEV PHEV BEV

PROGNOSIS

Continuous growth of electric concepts.

Trend towards Downsizing of ICEs.

Further increase of concepts including combustion engines until 2030+.

ICE: Downsizing

Page 8: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

THE NEW BMW EFFICIENT DYNAMICS ENGINE FAMILY.OBJECTIVES.

New Engine

Familiy

Technologies Vehicles

Page 9: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

Page 9

NEW EFFICIENT DYNAMICS ENGINE FAMILY.TARGETS.

SYNERGIES

CONTAINMENT

VARIANT FLEXIBILITY

VEHICLE INTEGRATION

COSTS

COMMON VEHICLE

SCALE EFFECTS

INTERFACE

SCALE EFFECTS

STRATEGY LEADERSHIP

PRODUCTION FLEXIBILITYQUALITY IMPROVEMENT

Page 10: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

THE NEW BMW EFFICIENT DYNAMICS ENGINE FAMILY.OBJECTIVES.

- Specific power output up to 115 kW/dm3.

- High low-end torque at speeds just above

idle speed.

- Low fuel consumption during customer

operation and in certification drive cycles.

- Compliance with the strictest exhaust

emission limits worldwide.

- Maximal production flexibility

(gasoline/ diesel, 3-/ 4-/ 6-cylinder) across a

number of production facilities.

- Simple and rapid construction of derivatives.

- Uniform vehicle interfaces for all variants.

Page 11: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

New engine family with

TwinPower Turbo Technology

• 3 Cylinder Engine

• 4 Cylinder Engine

• 6 Cylinder Engine

Combustion Chamber:

• Optimal size 500 ccm

• Central injector

• Minimized friction

Different aspects for Gasoline/Diesel:

• Cylinder head elements

• Combustion process

Approximate range of torque and

power per cylinder:

• Gasoline: 60-100 Nm, 30-60 kW

• Diesel: 75-100 Nm, 20-40 kW

BMW EFFICIENT DYNAMICS.DIE NEUE BMW MOTORENFAMILIE.

Page 12: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

EINBAULAGE UND EINBAUWINKEL IDENTISCH

FAHRZEUGSCHNITTSTELLEN IDENTISCH

3-ZYLINDER-BENZINMOTOR 3-ZYLINDER-DIESELMOTOR

DIE NEUE BMW MOTORENFAMILIE. GEMEINSAME SCHNITTSTELLEN DER MOTOREN IM FAHRZEUG.

Page 13: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

Varianten-Management:

• 3-/4-/6-Zylinder

• quer / längs

• Leistungsstufen (uL, mL, oL, TOP)

• FWD / RWD / AWD

• Verbrenner / PHEV

• ECE / US (Emissionsstufen)

• Heissland, Nordland, Ländervarianten,…

• race track

• Schlechtkraftstoff

• …modularer Baukasten

NEUE MOTORENFAMILIE.VARIANTENMANAGEMENT.

Page 14: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

THE NEW BMW EFFICIENT DYNAMICS ENGINE FAMILY.HIGH PORTION OF COMMON PARTS.

INLINE

CONCEPT IDENTICAL PARTS

DIESEL

3-CYLINDER 4-CYLINDER 6-CYLINDER

GASOLINE

> 60 %

> 60 %

Different parts gasoline - diesel

Common and synergy parts gasoline - diesel3

0 -

40

%

Page 15: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

INLINE

CONCEPT IDENTICAL PARTS

DIESEL

3-CYLINDER 4-CYLINDER 6-CYLINDER

GASOLINE

> 60 %

30

-4

0 %

> 60 %

The new BMW Efficient Dynamics Engine Family.

transversal

longitudinal

3-Cylinder 4-Cylinder 6-CYLINDER

LONGITUDINAL

Page 16: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

BMW 6-CYLINDER TRADITION.

FIRST BMW SIX -CYLINDER 1933

Engine displacement :1,2L

Power: 22 kW

BMW B303 1933

Power: 22kW

Weight: 850 kg

Page 17: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

The new BMW Efficient Dynamics Engine Family.Map power & torque.

40

90

140

190

240

290

100 200 300 400 500 600

P [kW]

Md [Nm]

3-cylinder Low

3-cylinder Base

Predecessor 4-cylinder

3-cylinderTOP

Predecessor 6-cylinder

NEW 6-CYLINDER

NEW 4-CYLINDER.

Page 18: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

THE NEW BMW EFFICIENT DYNAMICS ENGINE FAMILY.3- AND 4-CYLINDER TWIN POWER TURBO GASOLINE ENGINE.

Cylinder 3 4

Deplacement [l] 1.2 1.5 2.0

Power

@ speed

75

4250

100

4500

170

5800

141

4700

Torque

@ speed

180

1400

220

1250

320

3700

280

1250

CO2 [g/km] 108* 105* 49** 133*

Emission Level EU6 EU6 EU6 EU6

* Mini ** BMW i8

Page 19: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

Page 19

BMW EFFICIENT DYNAMICS.BMW TWIN POWER TURBO GASOLINE.

GASOLINE

VALVETRONIC HIGH PRECISION INJECTION SINGLE TURBO

TWIN-SCROLL TURBO

TWIN TURBO

VARIABILITY DIRECT INJECTION TURBOCHARGING

TWIN POWER TURBO

Page 20: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

THE NEW BMW EFFICIENT DYNAMICS ENGINE FAMILY.CRANKCASE CONSTRUCTION.

- Deep skirt crankcase design.

- Standardized interfaces on all crankcases of the 3-cyl. / 4-cyl. gasoline / diesel engines.

- Chain cover located on the flywheel end.

- AlSi7Cu3 with subsequent T6 heat treatment.

- Cylinder liner coating by means of wire arc spraying.

- Integrated balance shaft.

Page 21: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

THE NEW BMW EFFICIENT DYNAMICS ENGINE FAMILY.CRANKSHAFT DRIVE.

- Crankshafts made of forged C38+N.

- Inductively hardened bearing points.

- Dual-substance aluminum main bearings.

- Three-layer polymer coated connection rod bearing.

- Casted aluminum pistons.

- Forged balance shafts mounted on ball bearings.

Page 22: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

THE NEW BMW EFFICIENT DYNAMICS ENGINE FAMILY.CYLINDERHEAD.

- Construction in the same way for transverse and longitudinal application.

- 3-cyl. up to 100kW with lost foam cast cylinder head.

- 4-cyl. and 170kW 3-cyl. gravity die casted with AlSi7MgCu0.5.

- Identical chain drive position for 3-cylinder and 4-cylinder engines.

Page 23: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

Reduction Heigth 52 mmPredecessor New Design

VALVETRONIC.

Enhanced 4th generation of BMW VALVETRONIC.

Significant reduction in the installation height by transposing the intake camshaft with the eccentric shaft.

Familiar industry modules are used for standard components as hydraulic valve play compensation

and roller cam followers.

Hydraulic phase shifters at intake and exhaust shaft.

Page 24: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

BMW TWIN POWER TURBO OTTOMOTOREN.FUNKTIONSPRINZIP VALVETRONIC.

Masking

Orientation of inlet

mass flow for optimal

swirl and tumble.

Increasing the mass flow

through inlet valve 1 for

swirl generation.

Fully variable valve lift and

timing to reduce pumping

losses and residual gas

concentration.

Gas exchange Phasing

Inlet 1 Inlet 2

Full loadIdle

Val

velif

t

Cyl

inde

r p

ress

ure

[bar

]

Volume [l]

Lower part-load;

catalyst heating

Upper part-load;

full-load

Inlet valve 2

Inlet valve 1

Valve lift-difference

Page 25: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

BMW EFFICIENT DYNAMICS.REIBUNGSREDUZIERUNG - VALVETRONIC.

VALVETRONIC

MIT DIESER TECHNOLOGIE WERDEN ZUM EINEN DIE

DROSSELVERLUSTE BEIM LADUNGSWECHSEL ERHEBLICH

REDUZIERT, ZUM ANDEREN ABER AUCH EINE DEUTLICHE

REIBUNGSMINDERUNG BEI TEILLAST ERZIELT.

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

600 800 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000

Rei

bm

omen

t [

Nm

]

Motordrehzahl n [1/min]

2,0mm 3,0mm

Max. Ventilhub

0,3mm6,0mm 8,8mm

Page 26: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

BMW EFFICIENT DYNAMICS.REIBUNGSREDUZIERUNG - KFR ÖLPUMPE.

ÖLDRUCK KENNFELD-GEREGELT

DIESE TECHNOLOGIE ERMÖGLICHT DIE OPTIMALE ANPASSUNG

DES ÖLDRUCKS AN DIE TATSÄCHLICHEN MOTOR-

ANFORDERUNGEN UND FÜHRT ZU EINER

VERBRAUCHSREDUZIERUNG BIS ZU 1,8%

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 200 400 600 800 1000

Ant

rieb

slei

stun

g d

er Ö

lpum

pe

(W)

NEDC-Zyklus (s)

ohne Kennfeldregelung

mit Kennfeldregelung

Page 27: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

CHAIN DRIVE.

Chain Drive at the power output side.

Same layout for diesel and gasoline engines.

Common component for 3-cyl. and 4-cyl.

engines.

Common component for transversal and

longitudinal application.

Low engine friction due to straight guide rails

and minimal linkage at the tensioning rails.

Page 28: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

THE NEW BMW EFFICIENT DYNAMICS ENGINE FAMILY.AUXILIARY COMPONENTS.

oil filter and

oil water heat exchanger

mechanical

waterpump

high pressure

fuel pump

map controlled oilpump

with integrated vacuum pump

Page 29: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

THE NEW BMW EFFICIENT DYNAMICS ENGINE FAMILY.CHARGING SYSTEM.

- Worldwide first water-cooled full-aluminum exhaust

turbocharger.

- flanged onto the cylinder head by means of a

clamping/sliding bar.

- Electric actuated wastegate.

- Twin Scroll Turbine with integrated exhaust

manifold.

- flanged onto the cylinder head by means of a

clamping/sliding bar.

- Electric actuated wastegate.

4-cylinder3-cyliner , 75 kW / 100 kW

Page 30: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

THE NEW BMW 3-CYLINDER GASOLINE ENGINE.FULL LOAD.

Response @ 1500

rpm

4 cyl. predecessor

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8

Time [s]

Tor

que

[%]

0

50

100

1000 2000 3000 4000 5000 6000

Engine Speed [rpm]

Tor

que

[Nm

]

0

20

40

60

80

100

120

0

50

100

150

200

250

300

Pow

er [k

W]

3 cyl. TwinPower Turbo

Page 31: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

THE NEW BMW EFFICIENT DYNAMICS ENGINE FAMILY.3-CYLINDER WATER COOLED CHARGING SYSTEM.

water access to the water-cooled hot-

end

water access to the cylinder head

closed deck architecture

cooling jacket hot-end

crank-case water jacket is used as distributor

bank for the head supply

Page 32: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

THE NEW BMW EFFICIENT DYNAMICS ENGINE FAMILY.WARMING UP OIL CIRCUIT.

0 200 400 600 800 1000 1200

Oil

te

mp

era

ture

Time [s]

uncooled hot-end

water-cooled hot-end

speed NEDZ

Page 33: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

INTAKE MANIFOLD WITH INTEGRATED AIRCOOLER.

Throttle valve as common part for all longitudinal engines

Integrated Aircooler (mounted from the rear side of the manifold)

No internal seal neccessary

Page 34: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

BELT DRIVE.

Identical Layout and parts for

all longitudinal engines

Configured for lower initial

tension

Page 35: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

HEAT MANAGEMENT FOR LONGITUDINAL ENGINES.

Electrical actuated ball valve

Mounted on engine outlet

Shorter reaction times

Page 36: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

Central injector position.

Spark plug and injector transversely

positioned.

Spark plug on exhaust side.

Friction optimized piston shaft coating.

CFD optimized charge motion.

BMW TWIN POWER TURBO OTTOMOTOREN.BRENNRAUM.

Page 37: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

THE NEW BMW EFFICIENT DYNAMICS ENGINE FAMILY.COMBUSTION CHAMBER.

Previous engine

compression ratio 10.0

spark position 6.0 mm

small piston bowl

bore 84mm

New engine

compression ratio 11.0

spark position 4.7 mm

wide piston bowl

bore 82 mm

Page 38: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

Predecessor Engine

Eroded fuel holes.

New Engine

Static flow reduced vs. predecessor.

Wide spray and wide piston bowl.

Laser-drilled fuel holes with individual hole layout.

THE NEW BMW EFFICIENT DYNAMICS ENGINE FAMILY.INJECTION TECHNOLOGY.

Page 39: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

BMW TWIN POWER TURBO OTTOMOTOREN.MEHRLOCHINJEKTOR IN ZENTRALER EINBAULAGE.

lasergebohrte Spritzlöcher

verbesserte Zerstäubung

erhöhter Lufteintrag ins Spray

reduzierte EindringtiefeReduced penetration

0 mm

10 mm

20 mm

30 mm

40 mm

50 mm

60 mm

70 mm

80 mm

0 mm

10 mm

20 mm

30 mm

40 mm

50 mm

60 mm

70 mm

80 mm

Lase

r

drill

ing

Sta

ndar

d

ED

M

Laser drilling, opt.Standard

lochindividuelles Spray

individuelles Design für jedes Spritzloch

verbesserte Gemischhomogenisierung

reduzierte Wandbenetzung Lase

r

drill

ing

Sta

ndar

d

ED

M

Laser drillingStandard

Kraftstoffanschluß Dichtring

elektrischer Anschluß Injektorspitze mit Spritzlöchern

Quelle: Bosch

Page 40: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

BMW TWIN POWER TURBO OTTOMOTOREN.KLEINSTMENGENFUNKTIONALITÄT.

Quelle: Bosch

Controlled Valve Operation (CVO).

Page 41: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

EMISSIONS: COMBUSTION SYSTEM OPTIMIZATION FOR REDUCED HC-EMISSIONS.

KEY FEATURES FOR ENHANCED

MIXTURE HOMOGENIZATION

Improved atomization through

injector design.

Optimized fuel distribution by

improved spray design.

Large stroke/bore ratio for high level

of charge motion for enhanced

mixture distribution.

Turbulence generation towards TDC

for robust ignition and high burning

velocities.

PR

EV

IOU

S E

NG

INE

NE

W E

NG

INE

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4

Re

lati

ve F

req

ue

ncy

[%

]

Air Ratio l [-]

new engine

previous engine

Page 42: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

BMW TWIN POWER TURBO OTTOMOTOREN.OPTIMIERUNGSMAßNAHMEN AM HOTEND.

optimierte Wastegate - Kanäle

weit öffnendes Wastegate

optimierte Katalysator - Anströmung

turbinennahe Katalysator - Position

4-Zylindermotor 6-Zylindermotor

8-Zylindermotor

Page 43: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

0

30

60

90

120

150

180

210

0

60

120

180

240

300

360

420

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

Po

we

r [k

W]

Torq

ue

[N

m]

Engine speed [rpm]

4-cyl. 141kW

THE NEW BMW EFFICIENT DYNAMICS ENGINE FAMILY.FULL LOAD.

0

30

60

90

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150

180

0

60

120

180

240

300

360

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

Po

we

r [k

W]

Engine speed [rpm]

Torq

ue

[N

m]

3-cyl. 170kW

3-cyl. 100kW

Page 44: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

THE NEW BMW INLINE 6 CYLINDER ENGINE.FULL LOAD CURVE.

0

50

100

150

200

250

300

200

250

300

350

400

450

500

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

engine speed [rpm]

po

wer

[kW

]

torq

ue[N

m]

240kW@ 5500 rpm450kW@ 1380 rpm

current engine

predecessor

Page 45: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

ACOUSTIC.IMPROVEMENT OF OVERALL SOUND IN COMPARISONTO PREDECESSOR

Airborne noise at left enginge side

Sou

nd p

ress

ure

leve

l[dB

]

engine speed [1/min]

Page 46: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

EU6Emissions Level

105CO2 emissions NEDZ

[g/km] -17 %127

7,9Acceleration 0-100 km/h (s) -1,2 sec

9,1

160Torque (Nm) + 38 %

220

90

100+11 %Power (kW)

Predecessor MINI Cooper

MINI Cooper Model Year 2014

THE NEW BMW EFFICIENT DYNAMICS ENGINE FAMILY.CONSUMPTION AND DRIVING PERFORMANCE MINI.

Page 47: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

EU6

Emissions Level EU5

133CO2 emissions NEDZ [g/km]*

-20 %165

6,1

Acc. 0-100 km/h (s)* -0.6 sec6,7

260Torque (Nm) + 23 %

320

155

170+10 %Power (kW)

Predecessor MINI John Cooper Works

MINI John Cooper Works 2015

THE NEW BMW EFFICIENT DYNAMICS ENGINE FAMILY.CONSUMPTION AND DRIVING PERFORMANCE MINI.

* with automatic transmission

Page 48: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

EU6

Emissions Level EU6

152CO2 emissions NEDZ [g/km]*

-10 %169

5,1

Acc. 0-100 km/h (s)* -0.1 sec5,2

400Torque (Nm) + 13 %

450

225

240+7 %Power (kW)

Predecessor BMW 335i MJ 2015

BMW 340i MJ 2016

THE NEW BMW EFFICIENT DYNAMICS ENGINE FAMILY.CONSUMPTION AND DRIVING PERFORMANCE BMW.

* with automatic transmission

Page 49: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

Page 49

THE POWERTRAIN OF THE BMW I8.

BMW i-SUSTAINABILITY DRIVES THE LIFECYCLE.

New electric drivetrain

Production concept of the future

New vehicle conceptsNew materials and recycling

Pioneering design New customer focusNew processes Employees

Integrated approach of BMW i – BORN ELECTRIC.

Page 50: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

THE POWERTRAIN OF THE BMW i8.

LIFE DRIVE - ARCHITECTURE.

Body surfaces

Drive modul

Electric motor with power electronics

Internal combustionengine with transmission

Lithium-ion battery Fuel tank

Life-modul with carbon fibre-reinforcedplastic passenger compartment.

Page 51: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

Seite 51

THE POWERTRAIN OF THE BMW i8.

POWERTRAIN SYSTEM OVERVIEW.

6-SPEED

AUTOMATIC

TRANSMISSION

HV SGR

2 GEAR E-

TRANSMISSION

POWER

ELECTRONICS

E-MOTOR

HIGH VOLTAGE

BATTERY

REME

1.5 LITRE TWINPOWER

TURBO ENGINE

Page 52: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

3-CYLINDER SOUND CHARACTER.DOMINANT FREQUENCY OF EXHAUST SYSTEM.

3-cylinder with potential to support typical 6-cylinder timbres.

Support for sporty character.

engine speed [rpm]3.000

Frequency[Hz]

6-cylinder

4-cylinder Rest

RestRest

3-cylinder

3.Order

2.Order

3.Order

1,5.

Order

1.000

Page 53: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

NEW PETROL / DIESEL ENGINE FAMILY.

INLINE

CONCEPT IDENTICAL PARTS

DIESEL

3-CYLINDER 4-CYLINDER

GASOLINE

> 60 %

30

-4

0 %

> 60 %

Common and

synergy

parts gasoline - diesel

Different

parts

gasoline – diesel

gravity cast cylinder

head

Nimonic outlet valves

closed deck design

deep-skirt architecture

different main bearing

machining

different

machining

6-CYLINDER

i8-variations

Page 54: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

NEW PARTS.

AIR INTAKE WITH

INTEGRATED

WATERCOOLED

INTERCOOLER

CRANKDRIVEBELT DRIVE

HIGH VOLTAGE

STARTER-ALTERNATOR

TURBOCHARGER

WITH ELECTRIC

WASTEGATE

Page 55: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

BELT DRIVE.

DECOUPLED BELT PULLEY

BOW SPRING

TORSIONAL DAMPER

DOUBLE-ARM

BELT

TENSIONER

recuperationstart and boost-function

Page 56: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

THERMIC AND ACOUSTIC CAPSULES.

Page 57: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

POWER AND TORQUE CURVE.

0

30

60

90

120

150

180

0

60

120

180

240

300

360

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

Le

istu

ng

/ P

ow

er [k

W]

Dre

hm

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t /

To

rq

ue

[N

m]

Motordrehzahl / Engine Speed [rpm]

320 Nm @ 3.500

rpm

170 kW @ 5.800

rpm

Page 58: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

THE BMW i8 ARCHITECTURE COMBINES THE DRIVING CHARACTERISTICS OF A SPORTS CAR WITH THE FUEL CONSUMPTION OF A SMALL CAR.

Page 59: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

THE COMBINATION OF E-DRIVE AND COMBUSTION ENGINE ENSURES SUPERIOR RESPONSE BEHAVIOR AND AGILITY.

80

90

100

110

120

0

1

2

3

4

5

6

-1 0 1 2 3 4 5 6 7

Time [s]

Measured at 80-120 km/h in fifth gear

BMW i8

266 kW

Competitor

316 kW

Competitor

294 kW

BMW i8

266 kW

3.8 s 5.5 s 6.3 s

Spe

ed [

km/h

]

i8 tensile

force HA

(VM)

i8 tensile

force VA

(EM)

Tens

ile f

orce

[kN

]

Competitor 316 kW

Page 60: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

Otto Leiter Treffen, EA-3, 27.04.2015 Seite 61

ELEKTRIFIZIERUNG BEI BMW.

Page 61: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

Seite 62

ZUNEHMENDE ELEKTRIFIZIERUNG.FRAGEN.

Macht es noch Sinn den

Verbrennungsmotor weiterzuentwickeln?

Gibt es noch Weiterentwicklungspotenzial

beim klassischen Verbrennungsmotor?

Page 62: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

BMW EFFICIENT DYNAMICS.REIBUNGSREDUZIERUNG - FORMHONEN.

FORMHONEN

MIT DIESER NEUEN TECHNOLOGIE KÖNNEN DIE

VERFORMUNGEN DIE IM MOTORBETRIEB AUFTRETEN

AUSGEGLICHEN WERDEN UND DIE KOLBENRINGE MIT

GERINGERER VORSPANNUNG BETRIEBEN WERDEN, WAS ZU

EINER REIBUNGSREDUZIERUNG FÜHRT.

Serie

Formhonen

Page 63: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

CHEMISCHES BESCHLEUNIGTES GLEITSCHLEIFEN (ISF).PROZESSTECHNIK.

•Flüssiger Compound wird in Gleitschleifanlage dosiert

•Compound erzeugt dunkelgraue Oxidschicht auf

Bauteilen, Oberflächenpassivierung, Prozess stoppt

•Abtragung der Oxidschicht zusammen mit den

Rauheitsspitzen durch keramische Schleifkörper

•Oxidschicht bildet sich kontinuierlich neu und wird

immer wieder abgetragen, während das Material in

den Werkstücktälern und -riefen erhalten bleibt

…weiterer Abtrag…

Reibungsreduzierung Achsgetriebe, 27.11.2013 Seite 64

Page 64: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

Seite 65

GRENZEN DER VERBRAUCHSREDUZIERUNG.

Page 65: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

Seite 66

BATTERIEENTWICKLUNG.

???

Page 66: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

Seite 67

BMW POWER E-DRIVE CONCEPT.

Page 67: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

POWER EDRIVE TECHNOLOGY: POSITIVE RESPONSE.

Page 68: DIE NEUE OTTOMOTORENFAMILIE VON BMW.

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