Der Boxermotor von BMW Motorrad: Aufbau und Funktion

Seit Beginn der Motorradproduktion im Jahr 1923 hat BMW ein Konzept nie aus den Augen verloren: den Boxer. Er stand schon immer für pure Emotion und für Motorradfahren in seiner ursprünglichsten Form.

Eine neue Generation Boxermotoren

Eine neue Generation Boxermotoren braucht eine neue Technologie: die BMW ShiftCam. Mit dem umfassend weiterentwickelten Boxermotor erreicht das traditionelle Konstruktionsprinzip ein neues Level an Leistung und Drehmoment.

BMW ShiftCam Technologie

Erstmals kommt die BMW ShiftCam Technologie bei einem BMW Motorrad Serienmotor zum Einsatz - eine Technik zur Variierung der Ventilsteuerzeiten und des Ventilhubs auf der Einlassseite. Über eine axiale Verschiebung der Einlassnockenwelle werden die Einlassventile last- und drehzahlabhängig entweder von der Teillast- oder der Volllastnocke betätigt.

Während die Teillastnocke im Hinblick auf Verbrauchsoptimierung und Laufkultur entwickelt wurde, ist die Volllastnocke leistungsoptimiert ausgelegt. Über die unterschiedliche Gestaltung der Nockengeometrie erfolgt auch eine Variierung des Einlassventilhubs. Während die Volllastnocke den maximalen Ventilhub bereitstellt, steht über die Teillastnocke ein reduzierter Ventilhub zur Verfügung.

Bei der Teillastnocke unterscheiden sich die Einlassnocken für linkes und rechtes Einlassventil in Hub und Winkellage. Diese Phasenverschiebung bewirkt ein zeitversetztes und unterschiedlich weites Öffnen der beiden Einlassventile.

Optimierte Ölversorgung und digitale Motorsteuerung

Wer Leistung und Drehmoment steigert, muss auch die Ölversorgung optimieren. Die beiden Kolben verfügen über eine Kolbenbodenkühlung mittels Spritzöl, und das Schmiersystem wurde mit einer variablen Ölansaugung ausgestattet. Ebenfalls neu ist die digitale Motorsteuerung BMS-O. Ihre Hauptmerkmale sind vollsequentielle Einspritzung, kompaktes Layout und geringes Gewicht.

Die Gemischaufbereitung wird von einer elektronischen Kraftstoffeinspritzung über Drosselklappenstutzen mit 52 mm Durchlassweite übernommen. Wie bei den bisherigen Boxermotoren sorgt auch beim neuen Triebwerk eine mit Kurbelwellendrehzahl laufende Ausgleichswelle für die Eliminierung unerwünschter Vibrationen.

Die Ausgleichswelle ist als hohle Zwischenwelle ausgeführt, innerhalb derer gleichzeitig die Kupplungswelle läuft. Damit läuft auch der neue Antrieb über den gesamten Drehzahlbereich komfortabel und schwingungsarm.

Der "Big Boxer"

Bereits der erste Blick macht klar: der „Big Boxer“ greift auf die Essenz berühmter BMW Motorrad Klassiker zurück. Dabei unterstreicht die imposante Erscheinung, dass es noch nie einen BMW Boxermotor mit so viel Hubraum gegeben hat. Auch in technischer Hinsicht knüpft der „Big Boxer“ an die traditionellen Boxermotoren an.

Leistung und Drehmoment des Big Boxer

Die Motorleistung beträgt 67 kW (91 PS) bei 4 750 min-1. Dabei begeistert er mit 1802 ccm und einem maximalen Drehmoment von 158 Nm bei bereits 3000 min-1 sowie mehr als 150 Nm von 2000 bis 4000 min-1.

Der „Big Boxer“ ist luft-/ölgekühlt. Sein Motorgehäuse aus Aluminium ist vertikal geteilt. Die aus Vergütungsstahl geschmiedete Kurbelwelle hat - zur Vermeidung unerwünschter Biegeschwingungen - ein zusätzliches Hauptlager in der Mitte. Die beiden Pleuel aus Vergütungsstahl mit I-Schaft sind wie die Kurbelwelle gleitgelagert.

Die Kolben sind aus Aluminium gegossen, die Lauffläche der Leichtmetallzylinder ist mit einer NiCaSil-Beschichtung versehen. Eine Nasssumpfschmierung garantiert die Versorgung mit Schmier- und Kühlöl.

Ventiltrieb und Kraftstoffversorgung

Der „Big Boxer“ verfügt über vier Ventile für eine bestmögliche Drehmomentdarstellung sowie optimaler Verbrauchs- und Emissionswerte. Doppelzündung, eine moderne Brennraumarchitektur sowie Saugrohreinspritzung und das Motormanagement BMS-O tragen dazu bei.

Inspiration für den Ventiltrieb lieferte eine legendäre Motorenkonstruktion von BMW Motrrad: der Zweizylinder-Boxermotor der R 5/R 51 von 1936 - 1941 beziehungsweise der R 51/2 von 1950 - 1951. Im Gegensatz zu den anderen ohv-Konstruktionen von BMW Motorrad verfügt der „Big Boxer“ - wie das historische Vorbild - über zwei mittels Hülsenkette von der Kurbelwelle angetriebene Nockenwellen für einen steiferen Ventiltrieb mit verbesserter Steuerpräzision und höherer Drehzahlfestigkeit.

Ebenfalls ganz BMW Motorrad Boxerbauweise: Die beiden Stößelstangen betätigen für die Ein- und Auslassseite je eine, auf der Oberseite der Zylinder in einem abgedichteten Stößelrohr geführte Stößelstange. Die Betätigung der beiden Ein- und Auslassventile im Zylinderkopf erfolgt jeweils paarweise über Gabelkipphebel.

Der Ventilspielausgleich erfolgt dabei nicht über Hydroelemente, sondern über je eine Einstellschraube mit Kontermutter pro Ventil. Auf diese Weise gelingt die Justierung des Ventilspiels (0,2 - 0,3 mm) damit auch beim „Big Boxer“ in sehr kurzer Zeit.

Kupplung, Getriebe und Antrieb

Eine Einscheiben-Trockenkupplung überträgt das vom Motor erzeugte Drehmoment zum Getriebe: typisch für die allermeisten unserer Boxermotoren. Neu ist hingegen die Anti-Hopping-Funktion, die ein Stempeln des Hinterrades bei hartem Herunterschalten verhindert.

Das klauengeschaltete Sechsganggetriebe befindet sich in einem zweiteiligen Gehäuse aus Aluminium. Konstruiert ist es als Vierwellengetriebe mit schrägverzahnten Gangradpaaren. Als Sonderausstattung ist ein Rückwärtsgang erhältlich.

Wie bei allen BMW Motorrädern mit Boxermotor erfolgt die Drehmomentübertragung vom Getriebe zum Hinterrad über einen Gelenkwellen- beziehungsweise Kardanantrieb mit Kreuzgelenk. Für den Längenausgleich sorgt getriebeseitig ein Tripoidgelenk. Beim „Big Boxer“ sind - wie bis einschließlich des Modelljahres 1955 bei BMW Motorrad üblich­ - Gelenkwelle und Kreuzgelenk im Sinne faszinierender klassischer Motorradtechnik glanzvernickelt.

BMW R 1300 GS Motor-Technik

Als wichtigstes BMW-Modell bekam die große GS den neuen Boxer-Motor als Erste. Seit 4. November 2023 liefert BMW die R 1300 GS aus. Weitere neue R-Modelle werden als 1300er folgen, nach der mittlerweile obligatorischen Adventure-Variante der Standard-GS auch die R 1300 RT, die R 1300 R und die R 1300 RS. Gründe genug, um ganz genau in die neue Antriebsplattform von BMW hineinzuschauen.

Neuerungen und Evolution

Zunächst stellen wir fest, was bleibt: 2 gegenüberliegende Zylinder und gleichmäßige Zündabstände, nach dem Viertakt-Prinzip abwechselnd links und rechts. Beide Zylinder quer zur Fahrtrichtung optimal im kühlenden Fahrtwind und die Kurbelwelle längs in Fahrtrichtung, kombiniert mit Wellenantrieb zum Hinterrad. Dieses Prinzip behält BMW seit über 100 Jahren - seit 1923 - bei.

Seit 2013 ist der BMW-Boxer zusätzlich wassergekühlt, an den thermisch besonders belasteten Stellen. Bei diesem großen Evolutionsschritt nach 90 Jahren drehte BMW zudem Einlass und Auslass um 90 Grad und stellte von der Einscheiben-Trockenkupplung auf eine Mehrscheiben-Ölbadkupplung im gemeinsamen Ölkreislauf für Motor und Getriebe um.

2018 kam die variable Ventilsteuerung namens Shift Cam hinzu, bei der drehzahl- und lastabhängig 2 verschiedene Einlassnockenprofile umgeschaltet werden, für Teillast und Volllast. Das löste den klassischen Zielkonflikt zwischen Durchzug und Spitzenleistung auf - mehr von allem und obendrein weniger Spritverbrauch.

Technische Details des 1300er Boxers

Zum Jahrgang 2024 wuchs mit dem nächsten Evolutionsschritt der Hubraum weiter, von zuletzt 1.254 auf genau 1.300 Kubik. Die runde Zahl ergibt sich mit jeweils 106,5 Millimeter großen Zylinderbohrungen und Kolben sowie mit 73 Millimeter Kolbenhub. Gegenüber dem 1250er wächst die Bohrung um 4 Millimeter, der Hub wird 3 Millimeter kürzer. So dreht der weiterhin luft-wassergekühlte Zweizylinder bis 9.000/min.

Seine Spitzenleistung von 145,5 PS (107 kW) erreicht er bereits bei 7.750/min, das maximale Drehmoment von 149 Nm bei 6.500/min. Laut BMW soll das Drehmoment im gesamten Drehzahlbereich spürbar stärker sein, besonders im praxisrelevanten Bereich zwischen 3.600/min und 7.800/min, wo angeblich stets mehr als 130 Nm zur Verfügung stehen.

Hierfür vergrößerten die BMW-Techniker die Ventildurchmesser, die jeweils 2 Einlassventile pro Zylinder wachsen von 40 auf 44 Millimeter, die jeweils 2 Auslassventile von 34 auf 35,6 Millimeter. Zudem erhöhten sie nochmals die Verdichtung, von 12,5:1 auf 13,3:1. Übernommen wurde das inzwischen bewährte Shift Cam mit 2 drehzahl- und lastabhängig umgeschalteten Einlassnockenprofilen für Teillast und Volllast.

Die Verbrennungseffizienz nimmt weiter zu, der Spritverbrauch soll weiter optimiert worden sein. Nach Werksangaben bleibt er trotz gestiegener Performance gleich wie beim 1250er-Boxer. Trotz allem Feintuning und vergrößerter Bohrung soll dafür jeweils eine zentrale Zündkerze genügen, kombiniert mit Klopfsensoren.

Außerdem platziert BMW die Nockenwellenantriebe nun für jede Seite einzeln am Zylinder. Beim linken Zylinder, der in Fahrtrichtung nach wie vor wenige Zentimeter vor dem rechten Zylinder liegt, hubzapfenbedingt, läuft die Steuerkette für den dohc-Kopf hinter dem Zylinder, beim gegenüberliegenden rechten Zylinder davor. Das gleicht die Asymmetrie in der Draufsicht aus.

Wie gehabt, umströmt Kühlflüssigkeit gezielt die Zylinderköpfe und partiell die Zylinder, während weiterhin zusätzlich der Fahrtwind zur Kühlung genutzt wird - denn dafür ist der Boxer schließlich prädestiniert.

Ausgleich und Getriebe

Eine separate Ausgleichswelle hat der 1300er-Boxer offenbar nicht mehr, stattdessen sind ausgleichende Gewichte an der Kurbelwelle und am Stromgenerator (Lichtmaschine) platziert. Mit insgesamt einer Welle weniger im Antriebsstrang ändert sich, dem Vernehmen nach, die Rotationsrichtung der Kurbelwelle.

Beim Getriebe der BMW R 1300 GS änderte sich die Einbauposition: Die 6-Gang-Schaltbox liegt jetzt unter und nicht mehr hinter dem Motor. Das reduziert die Baulänge des Boxers und senkt das Gewicht. Laut BMW ist der 1300er-Boxer 3,9 Kilogramm leichter als der 1250er, am kompletten Antriebsstrang konnten sogar angeblich insgesamt 6,5 Kilogramm eingespart werden.

Automated Shift Assistant (ASA)

Im Frühjahr 2024 stellte BMW überraschend den Automated Shift Assistant (ASA) für den 1300er-Boxer vor. Dabei handelt es sich um eine Automatik für Kupplung und Schaltung des vorhandenen 6-Gang-Getriebes. Ein Handhebel für die Kupplung ist hier nicht mehr vorhanden, da nicht mehr nötig. Anfahren und Anhalten funktionieren automatisch, im vollautomatischen Modus "D" auch die Gangwechsel. Im Modus "M" darf weiterhin der Fußschalthebel genutzt werden, wie mit dem bisherigen Schaltassistent (Pro) gewohnt.

Mit angeblich 2,1 Kilogramm Zusatzgewicht fällt das ASA-System deutlich leichter aus als die noch aufwendigeren Doppelkupplungsgetriebe (DCT), etwa von Honda.

Die BMW R 90 S

Die BMW R 90 S ist eine Motorradikone der 1970er-Jahre. Als sie 1973 auf den Markt kam, war sie eines der schnellsten Serienmotorräder ihrer Zeit. Mit dem FRANZIS-Motorbausatz erleben Sie die Technik des legendären Zweirads hautnah!

Der FRANZIS-Motorbausatz

Bauen Sie ein transparentes Funktionsmodell des Aggregats und erleben Sie absolute Technikfaszination! Das transparente Funktionsmodell als Bausatz ist ein absolutes Highlight für alle Technik- und Motorradfans. Mit den rund 200 Kunststoffbauteilen stecken und schrauben Sie innerhalb von rund drei bis vier Stunden Ihren eigenen Motorrad-Boxermotor zusammen. Es ist kein Kleben notwendig - ein angenehmes Modellbauerlebnis ist garantiert!

Das Funktionsmodell ist beweglich: So arbeiten Kurbelwelle, Zylinder und Kolben im realgetreuen Zusammenspiel wie beim großen Vorbild. Die Zündfunken in den Zylindern werden durch LEDs simuliert. Dank der transparenten Bauweise können Sie den Aufbau, die Funktionsweise und die Mechanik des Zweizylinder-Motors im Maßstab 1:2 zunächst beim Zusammenbau, dann von außen während der Bewegung nachvollziehen. Highlight ist das detaillierte und schaltbare 5-Gang-Getriebe.

Zusätzlich ist im Funktionsmodell ein Soundmodul mit einer Soundaufnahme des originalen Motors integriert. Auf Knopfdruck können Sie so die detailgetreue Nachbildung des Motorrad-Boxermotors zum Leben erwecken.

Technische Daten im Überblick

Merkmal Wert
Breite ca. 160 mm
Höhe ca. 355 mm
Tiefe ca. 465 mm

Hinweis: Zusätzlich erforderlich: 3 x 1,5-V-Batterien (Typ AA). Für Kinder unter 14 Jahren nicht geeignet!

Verwandte Beiträge:

Kommentar schreiben

Kommentare: 0