Der neue BMW-Boxer Neuer Zweizylinder von BMW

Kunstvolle Fotos eines neuen Motors sind die eine Sache. Der direkte Blick in dessen tiefstes Inneres, das Befühlen und Betasten von Teilen eine ganz andere, intensivere. MOTORRAD hatte die Gelegenheit, den neuen BMW-Boxer auf diese Weise kennenzulernen.

Foto: Hersteller

Es sind - in wechselnder Besetzung - die Konstrukteure selbst, die der kleinen Delegation von MOTORRAD ihr jüngstes Werk, den wassergekühlten Boxer der neuen R 1200 GS vorstellen. Geduldig folgen sie den Assoziationssprüngen der Redakteure, erklären Detail für Detail und wirken sehr entspannt.

Häufig gebrauchen sie den Begriff „Iterationsschleife“. Er bezeichnet einen Prozess, welcher so oft durchgeführt wird, wie eine bestimmte Bedingung gegeben oder bis eine Schlussbedingung erfüllt ist. Die BMW-Ingenieure verwenden dieses Stück wissenschaftliche Metasprache scherzhaft. Um anzudeuten, wie oft die meisten Teile ihrer Schöpfung getestet, analysiert, diskutiert, modifiziert wurden, dann aufs Neue getestet, analysiert - und immer so fort. Und was das an Zeit, Geld und Nerven gekostet haben mag. Das ist bei jeder Neuentwicklung so, doch hier besteht - um im Jargon zu bleiben – ein erhöhter Bedarf an Iterationsschleifen.

Denn die GS ist seit Jahren die meist-verkaufte, ergo wichtigste BMW, und der Motor der Neuen bleibt zwar ein Zweizylinder-Boxer, bricht aber sonst mit so ziemlich jedem traditionellen Konstruktionsprinzip, das sich durch 89 Jahre des Boxer-Bauens zog: Durchströmung des Zylinderkopfes von hinten nach vorn, Luftkühlung, Trockenkupplung, separates Getriebe - alles passé. Wer so viele alte Zöpfe abschneidet, muss mit aller Sorgfalt sicherstellen, dass etwas Besseres nachwächst.

Nun lassen sich die Qualitäten einer Neuentwicklung vor den ersten ausführlichen Testfahrten nicht seriös beurteilen, doch immer wenn sich zwei wünschenswerte, aber einander widersprechende Merkmale stärker ausprägen, ist dies ein Indiz dafür, dass etwas gut gelungen ist. Als Beispiel dafür fallen vor allem die Zylinderköpfe auf, die beim Boxer zwar außen liegen, aus technischer Sicht aber das Zentrum eines Motors bilden. Hier wird Leistung erzeugt, hier entscheidet sich, wie viel vom kostbaren Benzin dafür benötigt wird.

Der neue Boxer verdichtet sein Gemisch im Verhältnis 12,5:1, der Vorgänger 12:1. Trotz der höheren Verdichtung kommt er mit Super 95, mit nur einer zentralen Zündkerze und ohne zylinderselektive Klopfregelung aus, während sein Vorgänger 98-oktaniges Benzin verlangte, das er im Teillastbereich nur mithilfe einer Doppelzündung sauber genug verbrennen konnte. Und um vor zerstörerischem Hochgeschwindigkeitsklingeln sicher zu sein, brauchte der alte Boxer noch die besagte Klopfregelung. Nicht zu vergessen, der neue leistet 15 PS mehr.

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Foto: Bilski

Die wichtigste Rolle bei dieser geballten Menge von Vorteilen spielt die geänderte Durchströmung des Brennraums von oben nach unten. Sie ermöglicht nicht nur eine für Boxer-Piloten ungewohnte Fußfreiheit, sondern auch strömungsgünstigere Fallstrom-Einlasskanäle und eine sinnvolle Platzierung der Einspritzdüsen. „Die Düsen können jetzt direkt auf die Einlassventile spritzen, früher trafen sie die Kanalwand. Von da aus lief der Sprit dann so allmählich Richtung Brennraum“, schildert Baureihenleiter Josef Miritsch den erratischen Anteil bei der Gemischbildung des bisherigen Motors.

Voraussetzung für die günstigere Konfiguration der neuen Zylinderköpfe ist die Wasserkühlung. Sie bewahrt die beiden durch die geänderte Anordnung im Windschatten liegenden hinteren Auslassventile vor dem Hitzetod.

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Foto: Hersteller

Die Integration von Kupplung, Getriebe und Lichtmaschine in das Gehäuse erforderte ein ganz neues Arrangement von Wellen und Baugruppen. Die Kurbelwelle treibt vorn die Wasserpumpe und hinten die Lichtmaschine an sowie über ein Zahnradpaar den Korb der Anti-Hopping-Kupplung. Dessen Welle, die ja gegenläufig zur Kurbelwelle dreht, dient auch als Ausgleichswelle, Antrieb der Ölpumpe und Antrieb der rechten Nockenwellenkette. Die linke wird direkt von der Kurbelwelle angetrieben. Der Innenrotor der Kupplung sitzt auf einer Welle, die wiederum in der hohlen Ausgleichswelle rotiert und durch den ganzen Motor reicht. Ganz hinten treibt ein Zahnrad die Getriebeeingangswelle an. Das klingt genauso verschachtelt, wie es sich darbietet, schafft aber eine viel kleinere, vor allem kürzere Antriebseinheit, als sie die bisherigen R-Modelle hatten. Mächtig wirkt sie nur durch die herausragenden Zylinder.

Eines hat die BMW-Delegation nicht verraten: wie viele Teile bei der Neukonstruktion eingespart wurden. Hier und da gibt es Hinweise darauf, dass ein guter Teil des konstruktiven Aufwands dafür verwendet wurde, die Produktionskosten zu senken, etwa beim äußerst komplexen Gussverfahren für das Gehäuse, das mit möglichst vielen gegossenen statt nachträglich gebohrten Ölkanälen aus der Form kommen soll. Dar-über kann man ruhig sprechen. Wichtig ist nur, dass Hersteller und Kunden die Vorteile einer Neukonstruktion gleichermaßen genießen können. Dann wird die GS-Erfolgsformel weiterhin aufgehen.

Der Motor im Detail

Foto: Bilski

Auch beim neuen Boxer werden die Ventile über Schlepphebel(1) betätigt. Weil diese die seitlichen Kräfte beim Auflaufen der Nocken aufnehmen, ermöglichen sie Nockenprofile für sehr hohe Ventilbeschleunigungen. Die Hebel werden von der S 1000 RR übernommen. Weil der Boxer nur etwas mehr als halb so hoch dreht, entfällt jedoch das Ausfräsen der Flanken, das beim Supersportler acht Gramm pro Hebel spart. Gegenüber dem Vorgänger wuchsen die Ventildurchmesser um einen Millimeter.

Foto: Bilski

Über einen Fliehkraftregler (2) wird beim Start je ein Auslassventil ausgehoben; die Kompression der 585er-Einzelhubräume wäre sonst für den E-Starter schwer zu überwinden.

Foto: Bilski

Zwischen den Nockenwellenzahnrädern (3) und dem extrem leichten Kettenrad (4) der Nockenwellenkette ist noch viel Platz. Vielleicht für eine spätere variable Nockenwellensteuerung? Fürs Erste spart die Untersetzung über das große Kettenrad und die Weiterleitung der Drehbewegung über Zahnräder Platz.

Foto: Bilski

Die Vorderseite des neuen Boxers ohne den Gehäusedeckel, der BMW-intern „Heldenbrust“ genannt wird. Direkt auf dem Kurbelwellenstumpf sitzt die Wasserpumpe (1), darunter der Korb der Anti-Hopping-Kupplung (2), dessen Zahnrad auch die Ölpumpe (3) antreibt.

Foto: Bilski

Die Kupplung rutscht bei zu starkem Bremsmoment des Motors durch, beim Beschleunigen werden die Scheiben aber stärker aufeinandergepresst, deshalb kommt sie mit drei Federn aus (4) und verlangt nur geringe Handkräfte. Sie funktioniert also ähnlich wie die APTC-Kupplung der Ducati Monster, wird aber von der japanischen Rennsportteilefirma FCC geliefert. Der Innenrotor der Kupplung (5) sitzt auf der feinen Verzahnung der langen Welle, welche auf dem übernächsten Bild zu sehen ist. Aus dieser Perspektive wird deutlich, dass die Zylinder mit ihrer jeweiligen Gehäusehälfte ein Gussteil (6) bilden. Das spart Gewicht und Bearbeitungsschritte wie das Fräsen von Dichtflächen oder das Bohren von Sacklöchern und das Gewindeschneiden für die Stehbolzen.

Foto: Bilski

Der Motor von der Rückseite: Zu erkennen ist die Lichtmaschine (1) und rechts unter ihr die hohle Multifunktionswelle (2), auf der vorn der Kupplungkorb sitzt, die Ausgleichsgewichte trägt und die rechte Nockenwellenkette (3) antreibt. Weiter rechts und außerhalb des Gehäuses sitzt die Öffnung für die Anlasserwelle (4). Die Teile, welche die Ketten nach außen halten, sind lediglich Montagehilfen (5).

Foto: Bilski

Das Getriebe (6) mit schrägverzahnten Rädern ist als Kassettengetriebe ausgeführt, das im Deckel vormontiert und dann ins Gehäuse gesteckt wird. Anders als beim Vorgänger besteht die Schaltwelle aus Stahlguss, ist aber trotzdem sehr leicht. Auffallend ist die lange Welle (7), die in der hohlen Welle rotiert und die Drehbewegung von der Kupplung vorn zum Getriebe transferiert. Sie trägt eine federbelastete Knarre als Ruckdämpfer.

Foto: Bilski

Der neue, an die größeren Ventile (Einlass 40, Auslass 34 mm) angepasste Kolben wiegt inklusive Bolzen und Ringe 485 Gramm - nicht viel bei 101 Millimetern Bohrung. Er trägt eine Einlaufschicht (1) von etwa einem Hundertstel Millimeter Dicke. Nach dem Einlaufen läuft der Kolben mit vier bis sieben Hundertstel Spiel. Seine Laufbahn (2) besteht aus einer Eisen-Kohlenstoff-Legierung, die von einer drehenden Lanze im flüssigen Zustand auf das Alu des Rohlings „aufgeschleudert“ wird und dort einschmilzt.

Foto: Bilski

Nach langer BMW-Tradition ist der Pleuelfuß gebrochen (3), die Bruchstruktur sorgt beim Verschrauben für Passgenauigkeit. Der überaus komplexe Aufbau des Kurbelgehäuses mit vielen gegossenen, nicht gebohrten Ölkanälen (4) forderte alle Kompetenz der BMW-eigenen Gießerei in Landshut.

Foto: Archiv

Der Kühlkreislauf im Überblick

Durch die geänderte Durchströmung des Zylinderkopfes kamen die beiden hinteren Einlassventile im Windschatten des Zylinderkopfes und damit in einem mörderischen Hitzenest zu liegen. Deshalb läuft das gekühlte Wasser zuerst zu diesen beiden Ventilen, umspült dann die vorderen Auslassventile, den Brennraum und den oberen Bereich der Zylinderlaufbahn. Von einem echten Wassermantel zu sprechen, wäre allerdings übertrieben; eher handelt es sich um eine knappe Wasserweste. Das meinen die BMW-Ingenieure, wenn sie von Präzisionskühlung sprechen: Wasser wird ganz gezielt dort eingesetzt, wo es am heißesten ist. Luft- und Ölkühlung bleiben aber wesentlich beteiligt an der Kühlleistung. Deshalb besitzt die Ölpumpe auch zwei Rotoren; der eine baut den nötigen Druck auf, um zunächst Haupt- und Pleuellager zu schmieren, der andere pumpt das Öl nur zur Schmierung der Kupplung und zur Kühlung durch den Motor. Dazu dienen zwei Kühlschlangen, quasi integrierte Wärmetauscher, im vorderen Bereich der Zylinderköpfe.

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