Für seine neue Generation von Vier- und Sechszylinder Benzinmotoren mit indirekter Ladeluftkühlung setzt die BMW Group auf Saugrohre mit vollintegriertem Kühler von MANN+HUMMEL.

Die indirekte Ladeluftkühlung bietet eine Reihe von Vorteilen. Im Vergleich zur direkten Ladeluftkühlung arbeitet sie konstanter und effektiver und spart bis zu drei Prozent CO2. Zudem sorgt das Prinzip durch ein reduziertes Ladeluftvolumen und damit einen schnelleren Ladedruckaufbau für ein besseres Ansprechverhalten des Fahrzeugs. Die MANN+HUMMEL Lösung nutzt diese Vorteile voll aus. Die indirekte Ladeluftkühlung ist im Saugrohr integriert und geht noch einen Schritt weiter. Gegenüber den bisher gängigen Einschraublösungen ist der Kühler komplett von den Saugrohrschalen umschlossen, wodurch das Gesamtsystem durch hohe Festigkeit überzeugt und ohne Dichtflächen nach außen auskommt.

MANN+HUMMEL Saugrohr für den 2,0-Liter Vierzylinder Turbo-Benzinmotor der BMW Group

MANN+HUMMEL Saugrohr für den 3,0-Liter Reihensechszylinder Turbo-Benzinmotor der BMW Group

Hohe Anforderungen

Für seine Vier- und Sechszylinder Benzinmotoren suchte die BMW Group eine Lösung, die der hohen Beanspruchung des Gesamtsystems in punkto Ladedruck und Temperaturdifferenz im Bauteil gewachsen ist. Eine Herausforderung für die Entwickler bei MANN+HUMMEL, die diese mithilfe modernster Simulationstechnik, Erfahrung und Know-how meisterten. Den Anforderungen an chemische Beständigkeit und geringe Leckagewerte trugen die Entwickler mit einer speziellen Bypassdichtung zwischen Kühler und Saugrohrschalen Rechnung. Die doppellippige Dichtung aus Ethylen-Acrylat-Elastomer (AEM) kann hohe Toleranzen kompensieren und ist gleichzeitig sehr formstabil. Kühler und Saugrohr sind mittels Formschluss fest und sicher miteinander verbunden.

Mit einer Temperaturdifferenz von weniger als drei Kelvin über vier beziehungsweise sechs Zylinder sorgt das System zudem für eine hervorragende Temperaturgleichverteilung. Bemerkenswert auch deshalb, weil das Gesamtsystem zwischen Lufteintritt und -austritt besonders hohe Temperaturunterschiede von bis zu 150 Kelvin aushalten muss. Absolute Ladedrücke von bis zu drei Bar sowie die durch den Kühler benötigten großen Flächen der Kunststoffschalen führen zu einer hohen Beanspruchung des Saugrohrs. Mithilfe von Simulationen, internem Musterbau und intensiver Erprobung legten die Spezialisten von MANN+HUMMEL die Bauteile optimal aus. Eine spezielle Bombierung sowie eine gezielte Verrippung sichern höchste Stabilität bei gleichzeitiger Gewichtsoptimierung. Im Fokus stand auch die optimale Strömungsführung. Die gleichmäßige Befüllung der Zylinder wird durch ein mittels Computational Fluid Dynamics (CFD) optimiertes Plenum sichergestellt, was auch zu geringeren Druckverlusten führt. Das Fügen der Komponenten mittels Heißgasschweißen ermöglicht schmalere und festere Schweißnähte. Die Vorteile der MANN+HUMMEL Gesamtlösung plus deren passgenaue Optimierung haben die BMW Group überzeugt. Der Fahrzeugbauer setzt die neue Lösung für die Turbo-Benzinmotoren in Fahrzeugen mit Längseinbau der Motoren ein.

Vorteile auf einen Blick

  • Minimale Anzahl an Komponenten
  • Keine Kühlerdichtfläche nach außen
  • Hohe Steifigkeit des Systems
  • Sehr gute Temperaturgleichverteilung