M54 Motor verstehen?

Ronny G.

macht Rennlizenz
Mitglied seit
20 März 2017
Standort
Leipzig
Wagen
BMW Z4 e85 roadster 3,0i
Mein M52B20 im E36 hatte eine bessere Laufruhe als mein M52B22......aber das liegt am größeren Hubraum.2 Liter sind optimal hinsichtlich dem Masseausgleich zweiter Ordnung.

Der M47 ist noch der 136PS Diesel,oder?Der war wirklich n Diesel für sich,den hatte ein Bekannter von mir und er hat ihn sehr ungern verkauft.Hat ihn auch lange gefahren ohne irgendwelche Probleme zu haben.

Ja das ist mir auch seit jeher so bekannt das die kleineren Motoren oft noch Sahniger laufen bei den BMW R6, aber gerade die ersten damals als m20, m50 ect. eben auch kleine Luftpumpen waren wo es noch keine Disa, Vanos gab....

Es ist nicht der erste M47, sondern schon der TU mit 150PS, eigentlich BMW´s erster Direkteinspritzer Diesel glaube ich damals. Ja ein so unauffälliges Arbeitstier, er tackert halt sein Diesel-Liedchen vor sich hin mit jetzt bereits 309tkm, ohne merklichen Ölverbrauch, lässt sich mit seinen 330NM sehr bärig bewegen sobald Ladedruck anliegt und braucht grob in allen Lebenslagen die hälfte an Treibstoff vom M54 im Z4, ja tatsächlich, dieselt halt :D ... Stadt 6,0l, Autobahn um die 5,0l Diesel. So einen Motor möchte man trotzdem nicht im Z4 haben .... weiß garnicht, ich glaube beim SLK gab es damals tatsächlich einen Diesel, fürchterliche Vorstellung.

wow, kann man das irgendwo nachlesen?

Ich habe es mal hoch geladen, habe es mal irgendwo in den Unweiten des Netzes gefunden.... eigentlich recht interessant, gerade auch die Änderungen zum M52

Der M54 ist auch ein Sahnemotor, das ist Fakt. Ich fahre ja nicht umsonst mehrere davon. :D

...und das der kleine der mit der besten Laufkultur ist, war auch schon beim M20 und auch beim M50 so.
Der Ventiltrieb beim M20 war etwas lauter und sehr typisch, ja. Waren ja auch noch keine Hydros und mit etwas großzügiger eingestelltem Spiel lief er besser.

Der M20B25 (auch noch der M50B25) hatte natürlich eine viel spitzere Charakteristik. Das macht sie aber auch aus.
Der gleichmäßigere Drehmomentverlauf kam dann mit dem M52B28 und steigerte sich beim M54B30. Da zeigen Vanos, Disa (und Hubraum) Wirkung. So drehfreudig wie die kleinen, sind die großen aber nicht.
Wenn man beide immer wieder im Wechsel fährt (gut mein B25 ist nicht Serie), merkt man deutlich wie viel "träger" (bitte sehr relativ sehen ;)) der B30 dreht. Muß er auch nicht. Er lebt vom Drehmoment und ist dadurch "locker aus dem Handgelenk" trotzdem schneller. Daher lässt sich der große (wie auch schon beim M20 und M50) sparsamer bewegen.
Den Z habe ich bei der Abholung (BAB, bei sehr aprilhaftem Wetter, quer durch Deutschland von Oberhausen nach Frankfurt Oder immer um Richtgeschwindigkeit und Deckel zu) mit knapp 7,9 Liter (real, nicht BC) gefahren.
Den M20B25 (60PS weniger) damals so 8,5 (Normalbenzin) unter solchen Bedingungen....den 60 Liter Tank in gut 200km leer fahren ging aber auch.:whistle:
Dieser Fortschritt war noch "echt" und nicht massiv zu lasten der Laufleistungen. Klar ist beim M54 schon mehr Geraffel was zwischen drinne gemacht werden muß aber grundsätzlich sind bei beiden weit über 300000km kein Thema.
Da haben wir wirklich die gleichen Feststellungen vom M20 zum M54
Ja weil der M54B30 ab 3000 Touren nicht so "explodiert" in seiner Kraftentfaltung wirkt er behäbiger, finde ich auch, aber dafür ist er wie ein kleiner Bär und hat schon mächtig nutzbaren Druck unter 2000 touren.
 

bastelbert

macht Rennlizenz
Mitglied seit
31 Dezember 2020
Standort
Frankfurt an der Oder
Wagen
BMW Z4 e85 roadster 3,0i
Ja das ist mir auch seit jeher so bekannt das die kleineren Motoren oft noch Sahniger laufen bei den BMW R6, aber gerade die ersten damals als m20, m50 ect. eben auch kleine Luftpumpen waren wo es noch keine Disa, Vanos gab....
Ja, beim M20B20 ist auf der linken Seite vom Drehzahlmesser mal überhaupt nichts passiert. Das ist mir mein Bruder mit seinem 70PS 2er Golf weg gefahren. :D
Wenn man ihn über 3000U/min hielt, ging er gut zur Sache. Für einen GTI, für normle GSI oder CRX hat es jedenfalls gereicht. 8-) (aber wehe es kam einer mit Kadett 16V oder VTEC CRX) Entsprechend hat er gesoffen, wenn man nicht "wettparken" wollte. War mein erster BMW damals Anfang der 90er. Nach einem guten halben Jahr habe ich den aber dann für meinen ersten 25er in Zahlung gegeben.
 

Hell046

macht Rennlizenz
Mitglied seit
7 Mai 2014
Wagen
BMW Z4 e86 coupé 3,0si
Mein M52B20 im E36 hatte eine bessere Laufruhe als mein M52B22......aber das liegt am größeren Hubraum. 2 Liter sind optimal hinsichtlich dem Masseausgleich zweiter Ordnung.

Greetz

Cap
Was hat denn der Masseausgleich mit dem Hubraum zu tun? Da bin ich auf die Erklärung gespannt.
 

DaFl

Testfahrer
Mitglied seit
10 Oktober 2017
Wagen
BMW Z4 e85 roadster 2,2i
Wenn man es ganz genau nimmt, hat ein R6-Motor ein freies Massenmoment 3. Ordnung um die Kurbelachse.
Die Größe davon hängt unter anderem von Kolbenmasse und Kurbelradius ab, wodurch indirekt ein Bezug zum Hubraum besteht.
Praktisch ist das aber eher unwichtig und in diesem Hubraumbereich zu vernachlässigen.
 

CF01

macht Rennlizenz
Mitglied seit
18 Juli 2016
Standort
Stuttgart
Wagen
BMW Z4 e85 roadster 2,2i
@Hell046
Dann wirst du weiterhin gespannt bleiben müssen.Denn alles,was ich dir erklären kann ist,wie ich zu dieser Aussage gekommen bin.
Ich habe das vor langer Zeit gelesen,von einer Person,die sich wohl auch jetzt noch wesentlich besser mit Motoren auskennt als ich.

Ich habe zudem gerade ne gute Stunde mit Recherche verbracht,um dir eine nachvollziehbare Erklärung zu finden.....leider erfolglos.....
Einzig diese Aussage habe ich gefunden:

Klick

Von ihm habe ich sie,glaube ich,nicht.Ich kenne ihn aber schon lange und er kennt sich immer noch besser mit den BMW-Motoren aus als ich.

So....jetzt kannst du mich ans Kreuz nageln fürs blinde Vertrauen und glauben einer unbelegten Aussage irgendeines Forenusers oder du klärst mich auf,falls ich hier einer Falschinformation aufgesessen bin.

@smartyy86
Ob es da nicht doch noch minimale Unterschiede zwischen Kurz- und Langhubern gibt?


Übrigens beziehe ich mich hier wirklich auf minmialste Vibrationen,die man nur merkt,wenn man seinen Motor wirklich lange Jahre viel gefahren ist.Damit meine ich kein Gewackel wie bei nem unausgeglichenen Vierzylinder oder nem ausgefallenen sechsten Zylinder....und zumindest beim E36 habe ich das schon bemerkt.Natürlich könnt ihr mir Einbildung vorwerfen.....aber ihr wart nicht dabei und ich kann euch keinen 100% detaillierten Bericht inklusive Meßergebnisse liefern.....das ändert aber nix daran,was ich erlebt und erfühlt habe.


Greetz

Cap
 

Ronny G.

macht Rennlizenz
Mitglied seit
20 März 2017
Standort
Leipzig
Wagen
BMW Z4 e85 roadster 3,0i
@smartyy86
Ob es da nicht doch noch minimale Unterschiede zwischen Kurz- und Langhubern gibt?

Ich hatte mal gelesen das ein Kurzhuber, weiß nicht ob der B20 bzw B22 schon dazu gehört aber generell die Eigenschaft gegenüber einem Langhuber, was der B30 auf jedenfall sein sollte, das der Kurzhuber williger und spritziger Ausdreht. Aber insgesamt gibt es wohl aktuell nur noch die Langhuber am Markt weil sich alle auf das 0,5l Maß pro Zylinder wegen Gleichteile entschieden haben und da das Hub/Bohr Verhältnis so ist.
 

Hell046

macht Rennlizenz
Mitglied seit
7 Mai 2014
Wagen
BMW Z4 e86 coupé 3,0si
@Hell046
Dann wirst du weiterhin gespannt bleiben müssen.Denn alles,was ich dir erklären kann ist,wie ich zu dieser Aussage gekommen bin.
Ich habe das vor langer Zeit gelesen,von einer Person,die sich wohl auch jetzt noch wesentlich besser mit Motoren auskennt als ich.

Greetz

Cap
Also der Massenausgleich erster und zweiter Ordnung ist z.B. von der Zylinderzahl und Anordnung abhängig. Unsere R6 sind da zum Glück perfekt, es gibt in der Theorie keine freien Massenkräfte und Momente.

Ich sehe das aber auch immer als Theorie an, die Realität entspricht dem nicht immer. Da reicht es wenn eine Zündspule hinterher hängt und er nicht im idealen Zeitpunkt bei allen Zylindern gleichmäßig zündet. Das führt zum nächsten Punkt, es kommen noch die gaskrafterregten Schwingungen hinzu. Also die Schwingungen, die durch die Verbrennnung in den einzelnen Zylindern entstehen. Da gibt es sicherlich durchaus Unterschiede bei den Hubräumen. So gesehen, könnte deine Vermutung doch nicht ganz falsch sein 😄
 

Ronny G.

macht Rennlizenz
Mitglied seit
20 März 2017
Standort
Leipzig
Wagen
BMW Z4 e85 roadster 3,0i
Was haben eigentlich diese Laufunruhe Messungen im INPA auf sich? Kann man daran irgendwas Sinnvolles erkennen?
 

CF01

macht Rennlizenz
Mitglied seit
18 Juli 2016
Standort
Stuttgart
Wagen
BMW Z4 e85 roadster 2,2i
@Ronny G.
Das ist ein Grund,warum ich meinem B20 so ein bischen hinterhertrauere.....er war unter 3000 zwar schnarchig,kam dafür obenraus aber richtig gut.Und man mußte kein Heidengeld hinlegen um R6 zu fahren.....außerdem brauch ich keine 250PS.

@Hell046
:D
Ich weiß es halt ned....aber hier hab ich noch einen gefunden,der in meine Richtung tendiert,allerdings auch wieder ohne eine genauere Erklärung:

Klick

Ich bin damit also schonmal nicht ganz allein. ☺️


Greetz

Cap
 

smartyy86

Active Member
Active Member
Mitglied seit
6 Mai 2016
Wagen
BMW Z4 e85 M roadster
Wenn man es ganz genau nimmt, hat ein R6-Motor ein freies Massenmoment 3. Ordnung um die Kurbelachse.
Dann erklär mir mal bitte, wie ein Kippmoment um die Kurbelachse, bei einer Spiegelsymmetrie auftreten kann.
Wenn es ein solches Massemoment gäbe (was es nicht gibt), dann könnte man meinen dass es von Nockentrieb kommen könnte, aber selbst da ist der R6 perfekt.
Ich habe zudem gerade ne gute Stunde mit Recherche verbracht,um dir eine nachvollziehbare Erklärung zu finden.....leider erfolglos.....
Einzig diese Aussage habe ich gefunden:

Klick
Die Erfahrung Zeigt, dass wenn eine Recherche keine Früchte trägt, und bei einem Beitrag im fundierten Motor-Talk forum endet, dass sie keinen Grund hat
So....jetzt kannst du mich ans Kreuz nageln fürs blinde Vertrauen und glauben einer unbelegten Aussage irgendeines Forenusers oder du klärst mich auf,falls ich hier einer Falschinformation aufgesessen bin.

Siehe oben ;)

Ob es da nicht doch noch minimale Unterschiede zwischen Kurz- und Langhubern gibt?
Nope.
Grund dafür ist wirklich simpel, ein Reihen-6er ist der einzige 6-Zylinder der neben dem Boxer-6er intrinsisch perfekt laufruhig ist.
Definition von Laufruhe ist:
  • Alle Kräfte von Bewegungen innerhalb eines Motors summieren sich zu jeder Zeit auf 0
  • Alle Momente von Bewegungen innerhalb eines Motors summieren sich zu jeder Zeit auf 0
  • Es ist zu jedem Zeitpunkt ein Kolben im Arbeitshub
Das ist der Grund warum BMW auch nur R6 baut und keine V6, denn die Bayern sind zu trotzig für den Kompromiss der Abart des V6, und das macht Sie sehr Sympathisch.
Volvo war das längere Zeit auch, die hatten R6 Quer eingebaut im Frontantrieb, weil Sie wussten dass es nicht besser geht.
Keine Ausgleichswellen, keine Probleme mit Sequenziellen Turbos, keine 2 Steuertriebe, aber 20cm weniger platz im Innenraum.

Übrigens beziehe ich mich hier wirklich auf minmialste Vibrationen,die man nur merkt,wenn man seinen Motor wirklich lange Jahre viel gefahren ist...
Das hat aber nichts damit zu tun, es gibt 500 andere Faktoren die ein abnormales Motorverhalten erzeugen können. Diese verhalten sind aber abnormal.
 

z4 taunus

Solve et Coagula
Mitglied seit
14 Juli 2017
Wagen
BMW Z4 e85 roadster 2,5i
Das ist der Grund warum BMW auch nur R6 baut und keine V6, denn die Bayern sind zu trotzig für den Kompromiss der Abart des V6, und das macht Sie sehr Sympathisch.

BMW baut inzwischen grausam nagelnde Turbo-Dreizylinder, Turbo-Vierzyinder und nur noch in Ausnahmefällen 6 Zylinder... kein wirklicher Grund mehr für Sympathie...
 

smartyy86

Active Member
Active Member
Mitglied seit
6 Mai 2016
Wagen
BMW Z4 e85 M roadster
BMW baut inzwischen grausam nagelnde Turbo-Dreizylinder, Turbo-Vierzyinder und nur noch in Ausnahmefällen 6 Zylinder... kein wirklicher Grund mehr für Sympathie...
das kann nur jemand sagen der noch nie in nem i8 saß :)
Dazu kommt dass gezwungenermaßen die Hubräume reduziert werden müssen, wegen idiotischen Abgasnormen, dafür können die Hersteller nichts.
Zumal BMW wenigstens den Anstand hat um bei den 3 und 4 Zylindern Ausgleichswellen einzubauen
 

z4 taunus

Solve et Coagula
Mitglied seit
14 Juli 2017
Wagen
BMW Z4 e85 roadster 2,5i
das kann nur jemand sagen der noch nie in nem i8 saß :)
Dazu kommt dass gezwungenermaßen die Hubräume reduziert werden müssen, wegen idiotischen Abgasnormen, dafür können die Hersteller nichts.
Zumal BMW wenigstens den Anstand hat um bei den 3 und 4 Zylindern Ausgleichswellen einzubauen

Das kann nur jemand sagen, der ein Fahrzeug, das 20.500 mal gebaut wurde, für repräsentativ hält ;)
Der Rest läßt sich halt leider nicht von der Hand weisen, die Gestaltungsspielräume der Hersteller werden gesetzlich immer stärker eingeschränkt... aber sympathisch? Sympathisch ist mir die Nummer, die zb Suzuki mit dem Jimny abzieht...:D
 

Ronny G.

macht Rennlizenz
Mitglied seit
20 März 2017
Standort
Leipzig
Wagen
BMW Z4 e85 roadster 3,0i
BMW baut inzwischen grausam nagelnde Turbo-Dreizylinder, Turbo-Vierzyinder und nur noch in Ausnahmefällen 6 Zylinder... kein wirklicher Grund mehr für Sympathie...


Das Nageln selber haben auch aber auch schon diverse R4 oder größere Motoren, und das soll ja eher dem Benzin-Direkteinspritzer System zu verdanken sein ;)

Übrigens muss ich nach einigen Erfahrungen mit einem 3 Zylinder sagen das mir diese Motoren völlig unerwartet mehr gefallen als es 4 Zylinder tun .... denn sie besitzen wohl gerade wegen der ungeraden Zahl eine gewisse Charakteristik im Klang und Laufverhalten, sind irgendwie sehr kernig und spritzig ... zu einem kleinen Auto passt das erstaunlich gut muss ich eingestehen.

Ja gewöhnt euch alle samt daran, das die Zeit der Großen Motoren bereits jetzt Geschichte ist .... BMW selber hat jetzt beim neuen M3/M4 gemeint das es einen solchen oder vergleichbaren R6 Motor nicht mehr in der nächsten Generation geben wird, das war es nun! Deswegen sollte sich jeder mal unabhängig von unseren Zettis noch einen besonderen Leckerbissen bis 2030 sichern ... der Ausverkauf beginnt dann auch bald :D
 

DaFl

Testfahrer
Mitglied seit
10 Oktober 2017
Wagen
BMW Z4 e85 roadster 2,2i
Dann erklär mir mal bitte, wie ein Kippmoment um die Kurbelachse, bei einer Spiegelsymmetrie auftreten kann.
Wenn es ein solches Massemoment gäbe (was es nicht gibt), dann könnte man meinen dass es von Nockentrieb kommen könnte, aber selbst da ist der R6 perfekt.
Aus dem gleichen Grund treten freie Massenmomente 2. Ordnung bei einem R4-Motor auf.
Es liegt, vereinfacht gesagt, an der Verschiebung der Kurbelwellenkröpfungen und daraus resultierenden Kräften/Momenten die sich bei vielfachen der Erregerfrequenz (Motordrehzahl) nicht gegenseitig aufheben.
  • R4 (180° Kurbelwelle) nach 2 Kurbelwellenumdrehungen -> 2. Ordnung
  • R6 (120° Kurbelwelle) nach 3 Kurbelwellenumdrehungen -> 3. Ordnung
Literaturempfehlung dazu: https://doi.org/10.1007/978-3-658-05068-9_18
 

z4 taunus

Solve et Coagula
Mitglied seit
14 Juli 2017
Wagen
BMW Z4 e85 roadster 2,5i
Ja gewöhnt euch alle samt daran, das die Zeit der Großen Motoren bereits jetzt Geschichte ist
Gewöhnung ist die eine Sache.. aber sympathisch finden muss ich es doch nicht, oder gibt es jetzt eine Pflicht zum Stockholm-Syndrom? :D
 

smartyy86

Active Member
Active Member
Mitglied seit
6 Mai 2016
Wagen
BMW Z4 e85 M roadster
Aus dem gleichen Grund treten freie Massenmomente 2. Ordnung bei einem R4-Motor auf.
Inkorrekt.
Ein R4 hat Freie Massekräfte 2. Ordnung, keine Freien Massemomente (weder 1. noch 2. Ordnung).
Diese entstehen durch den unterschiedlichen Weg der Zylinder zwischen 0° und 90° und 90° und 180°kW, welche asymmetrisch sind, bauartbedingt. Deswegen ist es auch 2. Ordnung.
Ein R3 hat z.b. keine freien Massekräfte 1. order 2. Ordnung, da die 120° Kröpfung diese aufhebt. er hat aber Freie Massemomente erster und 2. Ordnung denn bei der Abwärtsbewegung von Kolben 1, gibts es eine Aufwärtsbewegung von Kolben 3, und der Motor "Kippt" um Zylinder 2. Das hat der V6 identisch, nur stärker.
Der R6 kompensiert das, indem ein gespiegelter R3 an den vorhandenen R3 angekleistert wird. Schwubdiwup, kein Kippen mehr.

Es liegt, vereinfacht gesagt, an der Verschiebung der Kurbelwellenkröpfungen und daraus resultierenden Kräften/Momenten die sich bei vielfachen der Erregerfrequenz (Motordrehzahl) nicht gegenseitig aufheben.
  • R4 (180° Kurbelwelle) nach 2 Kurbelwellenumdrehungen -> 2. Ordnung
  • R6 (120° Kurbelwelle) nach 3 Kurbelwellenumdrehungen -> 3. Ordnung
Literaturempfehlung dazu: https://doi.org/10.1007/978-3-658-05068-9_18
Vollkommen daneben, und zwar alles...
Freie Massekräfte und Momente sind Drehzahlunabhängig. Diese können per Zufall an bestimmten Drehzahlen Resonanzen aufweisen, dies ändert aber die Kräfte und Momente nicht.
Es gibt keine Freien Massemomente 3. Ordnung, und bei einem V12 auch nicht 6. Ordnung.
Ein Link zu einem Buch bei dem der Ausschnitt eine Einleitung zu dem Thema bringt hilft dabei auch nicht.
Kannste hier recht überschaubar nachlesen:
 

Hell046

macht Rennlizenz
Mitglied seit
7 Mai 2014
Wagen
BMW Z4 e86 coupé 3,0si
Inkorrekt.
Ein R4 hat Freie Massekräfte 2. Ordnung, keine Freien Massemomente (weder 1. noch 2. Ordnung).
Diese entstehen durch den unterschiedlichen Weg der Zylinder zwischen 0° und 90° und 90° und 180°kW, welche asymmetrisch sind, bauartbedingt. Deswegen ist es auch 2. Ordnung.
Ein R3 hat z.b. keine freien Massekräfte 1. order 2. Ordnung, da die 120° Kröpfung diese aufhebt. er hat aber Freie Massemomente erster und 2. Ordnung denn bei der Abwärtsbewegung von Kolben 1, gibts es eine Aufwärtsbewegung von Kolben 3, und der Motor "Kippt" um Zylinder 2. Das hat der V6 identisch, nur stärker.
Der R6 kompensiert das, indem ein gespiegelter R3 an den vorhandenen R3 angekleistert wird. Schwubdiwup, kein Kippen mehr.


Vollkommen daneben, und zwar alles...
Freie Massekräfte und Momente sind Drehzahlunabhängig. Diese können per Zufall an bestimmten Drehzahlen Resonanzen aufweisen, dies ändert aber die Kräfte und Momente nicht.
Es gibt keine Freien Massemomente 3. Ordnung, und bei einem V12 auch nicht 6. Ordnung.
Ein Link zu einem Buch bei dem der Ausschnitt eine Einleitung zu dem Thema bringt hilft dabei auch nicht.
Kannste hier recht überschaubar nachlesen:
Dann lies dir eventuell doch die Literaturempfehlung genauer durch, denn das was er schreibt stimmt....

Ansonsten weißt du es wohl besser als die Autoren dieses Fachbuches 😂
 

smartyy86

Active Member
Active Member
Mitglied seit
6 Mai 2016
Wagen
BMW Z4 e85 M roadster
Dann lies dir eventuell doch die Literaturempfehlung genauer durch, denn das was er schreibt stimmt....

kenn das ding noch recht gut aus dem Studium, war zwar eine ältere Ausgabe, hat sich aber nichts geändert, bis auf Triovale Zahnriemennockenwellenrädern für V6 Motoren aus Sintermetal weil VW und Benz immer noch krampfhaft versuchen den V6 sauber zu bekommen.
Was er schreibt stimmt nicht, deswegen auch mein Einspruch, z.b. dass ein R4 Freie Massemomente hätte, welches inkorrekt ist.
Wenn man Torsionsschwingungen des R6 vernachlässigt, welche bei BMW nach dem M88 nichtmehr auftreten, (daher nur die 91mm Zylinderabstand, anstatt die vorherigen 100mm).
Neben der einzigen Ausnahme, ein Wechselmoment 4. Ordnung beim V8 dank Crossplane, fetten Gewichten und dazu noch einer wunderbaren Zündreihenfolge.
 
Oben Unten