Technik: BMW-Sechszylinder

? Herr Mattes, Herr Hege, wann reifte der Plan für den Sechszylinder?

! Hege: Mit Überlegungen zu einem "Supertourer", wie wir es genannt haben, haben wir Ende des Jahres 2003 begonnen, wobei hier der Sechszylinder eines von vielen Konzepten war, die wir uns überlegt hatten. Wir haben damals auch über Motoren mit deutlich über zwei Litern Hubraum nachgedacht. Es gab auch Ansätze, den existierenden Vierzylindermotor aufzuladen, um mehr Drehmoment und mehr Souveränität zu erzeugen. Das schien dann aber nicht der richtige Weg zu sein. Doch auch dem Sechszylinderkonzept gegenüber gab es am Anfang Ressentiments. Zu groß, zu schwer. Wir haben dann eben ein Konzept entwickelt, bei dem wir in erster Linie auf die Baubreite geschaut haben. Baubreite ist beim Sechszylinder in dieser Einbaulage gleich Schräglagenfreiheit. Und dann ist da natürlich noch das Gewicht.

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Technik: BMW-Sechszylinder Interview mit den Entwicklern des Sechszylinders

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? Aber da war die Entscheidung für den Sechszylinder schon gefallen?

! Hege: Nein, erst, als wir das soweit im Kasten hatten. Als wir gesagt haben, so könnte das ausschauen, das könnte rauskommen, das wäre okay.

? Bis dahin lief dieses Konzept parallel neben anderen Konzepten?

! Mattes: Ich denke, wenn man so eine Entscheidung trifft, erstellt man zunächst einmal grundsätzliche Anforderungen, was Motor und Fahrzeug können sollen. Dann gibt es normalerweise mehrere Alternativen, die prüft man im Rahmen von Packageuntersuchungen hinsichtlich der Funktionseigenschaften ab, so dass man schließlich zur Auswahl des Konzepts kommt.

? Und dann sprach doch so vieles für den Sechszylinder?

! Hege: Richtig, ja, und zwar unter dem Aspekt, dass wir ein sehr souveränes Fahrzeug, einen sehr souveränen Antrieb haben wollten. Aber eben auch einen Supertourer, der nicht nahtlos an die K 1200 LT anknüpfen sollte, die ja in ihren Anlagen schon in Richtung Honda Gold Wing ging. Unser Motorrad sollte mehr können und sportlicher orientiert sein.

Bilski

Der aufgeschnittene BMW-Sechszylinder.

! Mattes: Natürlich hat es eine Rolle gespielt, dass der Reihensechszylinder bei BMW im Autobereich Tradition hat. Doch auch wegen der Funktionseigenschaften wie Laufruhe, Massenausgleich, Massenkräfte ist das der ideale Antrieb.

? Und das überwiegt die konstruktiven Nachteile wie Gewicht und Abmessungen, die ja im Motorrad besonders zu Buche schlagen?

! Mattes: Ja, denn schlussendlich, wenn man dann die Motoren und Fahrzeuge fährt, ist der Reihensechser noch einmal ein Riesensprung, besonders beim Thema Laufruhe. Ein Vierzylinder mit Ausgleichswelle erreicht nicht das Vibrationsniveau und die Laufruhe vom Sechszylinder. Es war sicher nicht ein einzelnes Argument, sondern die Summe der Sechszylinder-Eigenschaften kombiniert mit der angestrebten Kompaktheit - das war genau der Schlüssel.

? Und der höhere Kraftstoffverbrauch hat Sie nicht geschreckt?

! Mattes: Uns war immer klar, dass der Kraftstoffverbrauch positiv überraschen muss. Wir haben also einen speziellen Fokus darauf gelegt, dass er mit den Vierzylinderaggregaten absolut mithalten kann, obgleich der Sechszylinder von Haus aus durch mehr Lagerstellen und mehr Reibung erst mal einen Startnachteil hat.

? Jetzt haben wir vom Sechszylinder und alternativ vom aufgeladenen Vierzylinder gesprochen. Was stand denn noch zur Debatte?

! Hege: Nach oben hin sind von der Zylinderzahl natürlich keine Grenzen gesetzt. Jedenfalls, wenn man einfach mal vor sich hin spinnen darf. Dann können Sie sich zwischen sechs und zwölf Zylindern alles Mögliche ausdenken.

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So sieht sie aus, die neue K 1600, die es in der sportlicheren GT- und in der GTL-Variante (im Bild) geben wird. Beiden gemeinsam: Der Reihensechszylinder.

? Ein Zwölfzylinder?

! Mattes: Es gibt zwei Motoren, die schwingungstechnisch sehr gut sind. Das ist der Reihensechser und der V12 (lacht). Alles dazwischen ist ein Kompromiss.

! Hege: Wenn Sie so wollen, haben wir ja tatsächlich Downsizing betrieben, wenn auch nicht zylindermäßig. Die ursprünglichen Ansätze für so einen Supertourer lagen bei größeren Motoren. Zwei Liter Hubraum und so etwas. So gesehen, ist der Sechszylinder zierlich.

? Ein 1600er-Reihensechser in einem Motorrad? Das kann man auch mächtig nennen.

! Hege: Darum durften die Nachteile ja nicht durchschlagen.

? Zumindest beim Gewicht ist das ja nicht so richtig gelungen. Der Sechszylinder wiegt mit 102 Kilogramm zirka 25 Kilogramm mehr als der Vierzylinder der K 1300 GT!

! Hege: Das stimmt, aber da muss man schon fair vergleichen. Wir haben ein deutlich größeres Drehmoment, was ein neues und schwereres Getriebe erforderlich macht. Dasselbe gilt für die Kupplung, überhaupt die Kraftübertragung.

? Was heißt das in Kilogramm?

! Hege: Gut die Hälfte des Mehrgewichts müssten wir bei gleichem Drehmoment auch beim Vierzylinder drauf packen. So zwischen zehn und 15 Kilogramm. Das Thema Leichtbau haben wir trotzdem ziemlich gestresst. Die Kurbelwelle wiegt nur 12,9 Kilogramm, obwohl wir möglichst viel Trägheitsmoment eingebaut haben, was wiederum dem ruhigen Motorlauf zugutekommt. Zum Vergleich: Die Vierzylinderwelle wiegt schon elf Kilogramm.

! Mattes: Die Nockenwelle ist auch eine Innovation im Motorradbau. Das ist eine gebaute Nockenwelle mit einer Wandstärke von drei Millimetern. Ein Stahlrohr, auf das die Nocken formschlüssig aufgepresst werden. Und dadurch natürlich sehr leicht. Wie auch die Motordeckel übrigens. Der Zylinderkopfdeckel, der Kupplungsdeckel - alles Magnesium. Dazu Kunststoff, wo es geht. Was das Gewicht betrifft, ist dieser Motor für dieses Drehmomentniveau technisch optimiert.

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Wolfgang Mattes: Der 45-jährige Diplom-Ingenieur ist seit 1991 bei BMW und war dort bis 2009 in der PKW-Motorenentwicklung tätig. Seither ist er Leiter Antriebsentwicklung bei BMW Motorrad.

? Es gab nie die Überlegung, sich bis zu einem gewissen Grad in der BMW-Autoabteilung zu bedienen?

! Hege: Doch, natürlich. Die ersten Überlegungen, wie wir die Kurbelwelle auslegen, da haben wir uns mit den Auto-Kollegen kurzgeschlossen.

? Aber Sie haben nicht im Teile-Regal gewildert?

! Mattes: Das ist oft der Ansatz, aber es gibt ein paar grundlegende Unterschiede von Motorrad- und PKW-Antrieben. Ein paar Beispiele: Beim Motorrad ist das Getriebe integriert. Beim PKW-Motor nehmen wir immer ein angeflanschtes Getriebe. Das bringen Sie im Motorrad gar nicht unter. Dann sind im Motorrad alle Antriebe für die Nebenaggregate, wie zum Beispiel Wasserpumpe oder Lichtmaschine, riemenlos. Nicht zuletzt, weil der Motorradmotor offen liegt, was auch dem Thema Oberflächenbeschichtungen und Wertigkeit eine zentrale Rolle zuweist. Wenn Sie unter diesen Maßgaben einen PKW-Motor nehmen und umkonstruieren, dann wird es am Ende schließlich doch ein eigener Motor.

? Der dann unter dem Strich auch richtig kostet. Waren die Kosten des Sechszylinders ein Problem?

! Hege: Eins ist ganz klar: Sechs Kolben kosten mehr als vier. Wir haben versucht, das zu kompensieren. Mit neuen Lieferanten zum Beispiel, die auch mit dem PKW-Bereich zusammenarbeiten.

? Gab es trotzdem einen Punkt, an dem das Projekt aus finanziellen Überlegungen zu scheitern drohte?

! Mattes: Wenn Sie eine Entwicklung starten, ist zu Anfang immer alles rot. Sie haben weder die Kosten beieinander noch die Funktionseigenschaften. Das gibt es gar nicht, dass man etwas Neues entwickelt und von Anfang an alle Ziele erreicht. Genau das ist dann die Entwicklungsarbeit, die Transpiration der Umsetzung, wie ich das nenne.

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Heinz Hege: Seit 1978 ist der 58-jährige bei BMW Motorrad. Ab 1986 leitete er die Motorenkonstruktion, von 2003 bis 2006 die Abteilung Fahrzeugkonzepte. Dann übernahm er die Entwicklung des Sechszylinders.

? In welchem zeitlichen Rahmen muss man sich diese Entwicklungsarbeit vorstellen?

! Hege: Anfang 2006 ist die Entscheidung gefallen, dass wir das Sechszylinderkonzept Richtung Serie entwickeln wollen. Die Detailkonstruktion - zum Beispiel, wie denn die Kurbelwelle genau aussehen soll - ging dann im August los. Dann dauert es noch einmal rund ein halbes Jahr, bevor die Prototypenteile besorgt und die ersten Motoren gebaut wurden. Dann kamen die Funktionsuntersuchungen und die begannen mit ganz zentralen Themen. Das erste, was funktionieren muss, ist zum Beispiel der Ölkreislauf.

? Das heißt, ab diesem Zeitpunkt läuft so ein Motor auf dem Prüfstand?

! Mattes: Ja, das ist natürlich sehr spannend.

? Wann war das bei diesem Motor?

! Hege: Anfang Oktober 2007.

! Mattes: Dann tastet man sich so langsam vor und fährt auch mit den ersten Prototypenmotoren die ersten Dauerläufe, um eventuelle Schwachstellen zu erkennen. Im Anschluss wird in zwei bis drei Schleifen - Baustufen nennen wir das - der aktuelle technische Stand dargestellt. Wenn man dann einen gewissen Reifegrad erreicht hat, tritt man mit den Lieferanten in Kontakt und stimmt die fertigungstechnischen Belange ab.

? Wie viel Zeit ist bis zu diesem Zeitpunkt vergangen?

! Mattes: Zirka ein halbes Jahr für die Grundsatzüberlegungen, ein halbes Jahr für die Detailkonstruktionen, ein halbes Jahr für die Teilebeschaffung, ein gutes Jahr für die Erprobung und Entwicklung. Und dann beginnt die Industrialisierungsphase, in der man mit Lieferanten spricht, die Werksprozesse ertüchtigt und die abschließenden Erprobungen mit Serienteilen macht. Das braucht in der Regel noch einmal eineinhalb Jahre.

? Sah denn das Motorkonzept von vornherein eine einzige Drosselklappe vor, oder lief auch eine konventionelle Motorradanordnung mit sechs Drosselklappen im Versuch?

! Hege: Nein, ganz am Anfang hatten wir mal zwei Drosselklappenstutzen. Sechs waren nie ein Thema. Wenn Sie sechs Drosselklappenstutzen anschließen wollen, brauchen Sie eine riesige Baubreite. Das geht bei diesem Fahrzeugkonzept, bei dem der Rahmen quasi den Motor umschließt, nicht. Sie werden in diesem Bereich viel zu breit. Das merken Sie, wenn Sie einmal auf einem der alten Sechszylinder wie der Kawasaki Z 1300 gesessen haben.

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Reine Spekulation? Diese "concept 6" genannte Studie mit dem 1600er sorgte 2009 auf der Mailänder Messe für Aufsehen.

? Schaut man sich, wenn man 2003 anfängt, eine so alte Konstruktion überhaupt an?

! Hege: Also ich hab es getan.

? Stichwort concept 6-Studie: Dieser Motor wird ja auch in einem Naked Bike reüssieren?

! Mattes: Das ist jetzt eine Spekulation Ihrerseits.

? Okay, nächste Frage: Hat dieser Motor bohrungsmäßig noch Luft nach oben? Bei einer Wandstärke von nur fünf Millimetern zwischen den Bohrungen?

! Mattes: Wenn man einen neuen Motor macht, dann überlegt man schon, welche Potentiale man ihm mitgibt. Man wird sich nicht beim ersten Motor, den man bringt, schon auf die Kante legen. Da sind noch Reserven, auch wenn die nicht unendlich sind.

? Aber momentan sollten Sie mit diesem Motor ja auch im Vergleich zur starken Konkurrenz gut aufgestellt sein, oder?

! Mattes: Natürlich, ganz besonders beim Durchzug. Da liegen wir deutlich besser als die Mitbewerber. Mit diesem Fahrzeug können Sie mit 900/min problemlos im sechsten Gang aus jeder Kehre fahren. Das ist schon faszinierend, das bekommt man mit keinem anderen Antrieb hin.

? Dann hätten Sie sich das Sechsganggetriebe ja sparen können?

! Hege: Im Grunde schon. Allerdings hat man so die Möglichkeit, den sechsten Gang ein bisschen länger zu übersetzen, und das Einsatzspektrum des Motorrads wird noch breiter.

? Hätte zu diesem Fahrzeugkonzept nicht auch die Automatik gut gepasst?

! Mattes: Grundsätzlich hat die Automatisierung sicher Zukunft. Ich muss aber ehrlicherweise sagen: Für dieses Projekt haben wir uns nicht zu viel auf einmal vorgenommen. Natürlich haben wir das Thema Automatisierung am Radar. Wir werden da BMW-spezifische Lösungen bringen.

? Letzte Frage: Werden der 1300er Vierzylinder und der 1600er Sechszylinder längerfristig nebeneinander her laufen!

! Mattes: Die K 1300 GT wird in 2011 durch die K 1600 GT ersetzt, während die 1300 R und die 1300 S weiterlaufen.

Herr Mattes, Herr Hege, vielen Dank für das Gespräch.

Das Gespräch mit Wolfgang Mattes und Heinz Hege führte MOTORRAD-Redakteur Stefan Kaschel.

Die Sechszylinder-Leistung

BMW

Die Skizze des BMW-Sechszylinders.

Immer, wenn es um Sechszylinder im Motorrad geht, ist die Baubreite das zentrale Thema. Das ist auch bei der jüngsten BMW-Entwicklung nicht anders. Dabei gilt das Streben nach kompakten Abmessungen nicht nur dem Kurbelgehäuse.

72 - das ist beim neuen BMW-Sechszylinder die Zahl, um die sich nicht alles, aber doch fast alles dreht. 72 Millimeter beträgt die Bohrung der sechs Zylinder. Dazu addieren sich fünf jeweils fünf Millimeter breite Stege zwischen den Zylindern, außerdem der Steuerkettenschacht und die beiden äußeren Zylinderwände. Macht in der Summe, gemessen vom linken Motordeckel bis zur rechten Zylinderkopfverschraubung (den äußeren Messpunkten), exakt 555 Millimeter. Ein guter halber Meter. Das ist nicht viel für einen Reihensechszylinder. Zum Vergleich: Der Vierzylinder der BMW K 1300 GT baut trotz weniger Hubraum mit 499 Millimetern nur gut fünf Zentimeter schmaler.

Apropos Hubraum: Bei immerhin 67,5 Millimetern Hub ergeben sich 1649 Kubikzentimeter, der Sechszylinder ist hinsichtlich des Bohrung-Hub-Verhältnisses eindeutig auf Drehmoment statt auf Leistung ausgelegt.

Darauf deutet auch die im Motorradbereich ungewöhnliche Lösung von nur einem Drosselklappenstutzen mit bescheidenen 52 Millimetern Durchmesser hin, ebenso die ellenlangen Ansaugwege.

Zeichnung: Archiv

Die Diagramme verschiedener Sechszylinder.

Und auch die vier Ventile pro Zylinder fallen mit 29 Millimetern für die Einlassventile und 24,8 Millimetern für die Auslassventile eher zierlich aus. Ganz konventionell hingegen der Ventiltrieb per Steuerkette und Tassenstößel.

Dass der Sechszylinder hohe Drehzahlen nicht benötigt, zeigt das Diagramm rechts. Die von BMW propagierte Kurve zeigt im Vergleich zu den anderen Drehmomentriesen eindeutig, wo der Sechszylinderhammer hängt. Sattes Drehmoment im unteren und mittleren Drehzahlbereich, ordentlich Leistung oben - diese Angaben machen Lust auf mehr. Der steile Drehmomentanstieg ab zirka 4000/min (in den beiden Fahrmodi "Road" und "Dynamik", während er im "Rain-Modus" glatter verläuft) resultiert laut Motorenentwickler Heinz Hege aus einer Art Aufladeeffekt im mittleren Drehzahlbereich, bedingt durch die langen Saugrohre.

Die kompakte Bauweise des Getriebes ist hingegen der Ergonomie geschuldet. Die beiden Getriebe-Hauptwellen wanderten nach oben und nach links, die Kupplung rückte nach innen, eine dritte Getriebewelle darunter treibt den Kardanantrieb an, die Kupplung Wasser- und Ölpumpe sowie Generator und Starterfreilauf.


Technische Daten:
Wassergekühlter Sechszylinder-Viertakt-Reihenmotor, zwei obenliegende, kettengetriebene Nockenwellen, vier Ventile pro Zylinder, Tassenstößel, Trockensumpfschmierung mit integriertem Öltank, eine Drosselklappe, Ø 52 Millimeter

Bilski

Christoph Dimter: Der 60-jährige Vielfahrer entwickelte bei Porsche Getriebe, fährt Kawasaki GTR 1400 und wird MOTORRAD demnächst beim Top-Test der K 1600 begleiten.

MOTORRAD fragte nicht nur die Macher, sondern auch einen potenziellen Kunden: Was erwartet er bei dem neuen Sechszylinder von Motor und Getriebe?

Für mich ist die neue K 1600 GT nach neun hubraumstarken Motorrädern (zuletzt Kawa GTR 1400) die logische Fortführung auf der Suche nach dem optimalen Kompromiss aus Komfort und Sportlichkeit. Besonders von dem neuen Sechszylinder erwarte ich mir einiges, wenn nicht sogar alles.

Im Einzelnen: Der Motor muss ein Drehmomentriese sein, wobei der maximale Wert unbedeutend ist. Viel wichtiger ist eine Drehmomtenwoge bei niedrigsten Drehzahlen. Der zweite Punkt ist die höchste Laufkultur und Vibrationsfreiheit über den gesamten Drehzahlbereich. Angesichts des perfekten Massenausgleichs eines Reihensechszylinders sollte das kein Problem darstellen.

Als drittes erwarte ich einen berauschenden Reihenmotor-Sechszylindersound, und zwar in allen Lebenslagen. Schließlich fährt bei einem so außergewöhnlichen Motorradmotor-Konzept auch das Ohr mit.

Viertens sollte auch das Ansprech-verhalten des Sechszylinders, der seine Leistung ja quasi aus dem Ärmel schüttelt, auf höchstem Niveau liegen. Ebenso wie das Start- und Leerlaufverhalten übrigens. Fünftens sollte die Leerlaufdrehzahl so niedrig liegen, dass der Einlegeschlag des ersten Gangs praktisch nicht mehr zu spüren ist.

Sechstens erwarte ich eine perfekte Motorapplikation für alle Fahrzustände wie Kaltlauf, Schiebebetrieb, Momentstoßreduzierung nach dem Schalten und, und, und. Und nicht zuletzt einen akzeptablen Kraftstoffverbrauch und hohe Zuverlässigkeit. Wenn all das gelänge (und die Voraussetzungen sind bestens) hätte BMW einen neuen (alten) Kunden.