|
|
Technik | Motor
|
Allgemeines
Das Hochleistungstriebwerk des CSL basiert auf dem
343 PS starken S54-Motor des M3. Letzterer gewann mehrmals
den renommierten "Engine of the Year Award"
(Website)
und gilt als Meisterstück des modernen Motorenbaus.
Der hochdrehende Reihensechszylinder galt allgemein
als ausgereizt. Eine erneute Hubraumerweiterung war
aufgrund von bereits minimalsten Wandstärken und
des langen Hubs (Kolbengeschwindigkeit 24 m/s !) nicht
mehr denkbar.
Die einzig Möglichkeit für die Ingenieure
der M GmbH, den Motor auf klassische Weise zu tunen,
bestand im Kern darin, den Ansaugbereich durch eine
sogenannte Airbox zu optimieren und die Motorensteuerung
auf Alpha/N umzustellen.
|
(1)
CFK-Luftstammler/"Airbox"
Die unbestritten auffälligste Komponente des Motorentunings
stellt sicherlich die Airbox aus Sichtcarbon (CFK) dar.
Die Verwendung einer solchen Anlage ist bei Serienautos
kaum zu finden und beschert dem geneigten Betrachter und
Fan von hochgezüchteten Rennmotoren beschert ein
breites Grinsen im Gesicht.
Doch was ist der Sinn einer solch überdimensionalen
Luftsammlerbox ? Es ist ein bekanntes Faktum, dass durch
suboptimale Luftzufuhr praktisch jeder Saugmotor eines
Grossserienautos im oberen Drehzahlbereich nicht genügend
mit Frischluft versorgt wird und somit an Spitzenleistung
einbüsst.
Dieser "Luftmangel" rührt daher, dass der
Luft-Ansaugkanal zum Motor keinen genügend grossen
Querschnitt aufweist. Nun könnte man natürlich
einfach diesen Querschnitt erhöhen, wenn da nicht
der Luftmassenmesser (Mass Air Flow Sensor kurz MAF) wäre.
Dieses direkt im Ansaugkanal montierte Bauteil misst permanent
die den Kanal durchströmende Luft und meldet diesen
Wert an die Motorensteuerung. Zusammen mit weiteren Parametern
wie Ansaugtemperatur, atmosphärischem Druck etc.
errechnet die Elektronik ein optimales Benzin/Luft-Gemisch.
Durch die Montage direkt im Ansaugkanal behindert der
Luftmassenmesser die durchströmende Luft erheblich
und führt zudem zu kleinen Verwirbelungen. Desweiteren
ist es aus technischen Gründen nicht möglich,
Luftmassen-Messer für Ansaugkanäle in beliebiger
Grösse zu bauen.
All diese Probleme werden beim CSL durch den Einsatz einer
Airbox ohne Luftmassenmesser umgangen. Die Frischluft
kann durch die spezielle Ansaugöffnung in der Frontschürze
(s. Karosserie) ungehindert zum grossen Luftsammler strömen,
in welchen auch die sechs Ansaugtrompeten ragen. Der Nachteil
dieser Lösung ist jedoch, dass der Motorenelektronik
nun wichtige Parameter zur Steuerung der Einspritzung
fehlen, da ja kein Luftmassenmesser mehr verbaut ist.
Für solche Anwendungsfälle kommt eine Regel-Elektronik
mit dem Namen Alpha/N zum Einsatz, dazu mehr im nächsten
Abschnitt.
Eine Besonderheit der CSL Airbox besteht in der grossen
Klappe, welche am Eingang zum Luftsammler montiert ist
(siehe 3. Bild rechts). Diese Klappe ist bis ~6000 U/min
(bis ~3000 bei Sport-Taste an) geschlossen und öffnet
sich dannach unmittelbar zu 100%. Während die Klappe
geschlossen ist, strömt die Ansaugluft durch einen
kleinen Kanal, welcher hinter der Klappe von rechts-unten
in die Airbox mündet, zum Luftsammler. Bei geschlossener
Klappe werden Lärmemissionen (Ansauggeräusche)
erheblich reduziert. Nur durch diese "Tarnmassnahme"
konnte der CSL die strengen europäschen Zulassungsbedingungen
erfüllen.
Neugierig auf den Sound ? Hier
gibt es ein 2.9MB grosses MP3 mit CSL-Airbox-Sound !
|
CSL-Motor,
Im Vordergrund CFK Airbox
 CFK
Airbox im ausgebauten Zustand
Klappe
am Eingang zur CFK Airbox |
(2)
Alpha/N Motorensteuerung
Da beim professionellen Einsatz einer Airbox der Luftmassenmesser
entfällt, muss die Motorensteuerung von einem konventionellen
Regelsystem auf Alpha/N umgestellt werden.
Das System Alpha/N setzt auf die Parameter Drosselklappen-Öffnungswinkel
(Alpha) und Motordrehzahl (N) um daraus die Einspritzmenge
zu bestimmen. Im Originalzustand wird dafür zwar
auch die Drehzahl (n) hergenommen, nicht aber die Drosselklappenstellung
(sondern der Luftmassenmessers).
Leider werden in der Praxis (z.B. bei Umrüstungen
von Tunern) gerne weniger Parameter als vom Werk aus zur
Berechnung der Einspritzmenge Herangezogen. Das führt
dazu, dass der Motor im unteren und mittleren Drehzahlbereich
überfettet läuft und damit zuviel verbraucht.
Nicht so beim CSL. Hier werden analog der konventionellen
Motorensteuerung Ansaugtemperatur, atmosphärischer
Druck etc. gemessen und verwertet.
Weiterhin ist auch die relativ ungenaue Winkelmessung
der Drosselklappen ein Problem. Bei Lasten über 50%
Gaspedalstellung spielt die Ungenauigkeit eine untergeordnete
Rolle, bei geringen Lasten jedoch ist die Ungenauigkeit
von entscheidender Bedeutung und führt zu einem erhöhten
Kraftstoff-Verbrauch. Umso erstaunlicher ist es, dass
die M GmbH es geschafft hat, dem CSL einen Normverbrauch
von 11.9L/100km (EU gesamt) bei Erfüllung der Euro3
Abgasnorm anzuerziehen. Desweiteren leidet der CSL auch
nicht an üblichen "Alpha/N-Krankheiten"
wie unruhigem Leerlauf oder reduziertem Drehmoment im
unteren und mittleren Drehzahlbereich.
CFK-Airbox und Alpha/N-Implementation stellen in dieser
perfekten Abstimmung eine technische Spitzenleistung dar
und sind bei einem Serien-PKW bisher einzigartig. |
CFK
Airbox mit 6 Ansaugtrompeten
CSL DME auf Alpha/N Basis |
(3)
Verlängerte Ventilöffnungszeiten
(4) Veränderte
Geometrie der Auslassventile
Als weitere Tuning-Massnahme verfügt das CSL-Triebwerk
über verlängerte Ventilöffnungszeiten,
auch "schärfere Nockenwelle" genannt. Dadurch
ergibt sich zum einen ein höherer Füllungsgrad
und zum anderen eine grössere Überschneidungszeit
von Ein- und Auslassventilen. Dies verstärkt den
bei höheren Drehzahlen gewünschten "Spüleffekt".
Durch eine veränderte Geometrie der Auslassventile
- in Verbindung mit trichterförmigen Rohreintritten
im Nachschalldämpfer - konnten die Ingenieure zudem
die Auslassströmung signifikant verbessern.
Solche "schärferen Nockenwellen" führen
im Allgemeinen zu einer schlechteren Laufkultur, einer
höheren Geräuschentwicklung sowie einem Mehrverbrauch
an Benzin. Zudem verschlechtert sich die Leistung im unteren
Drehzahlband. Nicht so beim CSL, durch eine perfekte,
aufwändige Abstimmung wurden auch diese Nachteile
erfolgreich auf ein Minimum reduziert. |
Einlassventile |
(5)
BMC™ Spezialluftfilter
Innerhalb der CFK-Airbox, direkt vor den 6 Ansaugtrichtern,
befindet sich ein riesiger Spezialluftfilter des renommierten
Herstellers BMC™.
Der Filter besteht aus einem Aluminiumnetz, behandelt
mit einer Epoxidlösung. Dadurch ist er resistent
gegen Benzindämpfe und Oxidation, die auf Grund der
Luftfeuchtigkeit auftreten würde. Das filtrierende
Material besteht aus spezieller Baumwolle, getränkt
in einem Öl mit niedriger Klebrigkeit, um höchste
Durchlässigkeit der Luft zu garantieren.
|
ölbasierender
BMC™ Spezialluftfilter
|
|
(6) Verbesserte Ansaugluftführung
Für eine optimale Versorgung des Motors mit Frischluft
verfügt die Frontschürze auf der linken Seite
über eine spezielle Luftansaugöffnung. Hinter
der Öffnung führt ein Schlauch die Luft direkt
zum Eingangsstutzen der Airbox.
Aus Gründen der Aerodynamik verfügt der CSL
nur über eine dieser Ansaugöffnungen auf der
linken Seite. Leider entfallen durch dieses Konzept
die beim M3 neben den Nebelscheinwerfern angebrachten
Lufteinlässe, welche optional (bei Entfernung der
entsprechenden Klappe zwischen Lufteinlass und Radkasten)
der zusätzlichen Kühlung der Bremsen dienen.
|
Luftansaugöffnung in der
Frontschürze
|
|
Technische Daten Motor
| Hubraum |
3246 cm3 |
| Ventile |
4 |
| Hub |
87 mm |
| Bohrung |
91 mm |
| Nochenwellen |
2 |
| Verdichtung |
11.5 : 1 |
| Leistung |
360 PS (265 kW) bei 7900 U/min |
| Drehmoment |
370 Nm bei 4900 U/min |
| Max. Drehzahl |
8000 U/min |
Leistungsdiagramm
 |
DISCLAIMER: Diese Seite steht in keinerlei Verbindung zur
BMW AG, BMW M GmbH oder deren Tochterfirmen. Alle Dokumente,
Bilder und Videos sind geistiges Eigentum Ihres jeweiligen
Besitzers oder Herausgebers.
|
|
|
|
|
News
15. März 2005:
M3CSL.NET geht online !
|
|
;)
;)
;)
;)