Der BMW M88 ist eine Motorenbaureihe des deutschen Kraftfahrzeugherstellers BMW.
Es handelt sich dabei um einen DOHC-Reihen-Sechszylinder-Ottomotor in Vierventiltechnik mit Saugrohreinspritzung. Die zwei oben liegenden Nockenwellen werden über eine Duplexkette angetrieben. Die Gemischversorgung erfolgt für jeden Zylinder separat über ein eigenes Saugrohr und Drosselklappe (Einzeldrosselanlage).
Geschichte Die zulassungsfähige Straßenversion des M1 sollte als Homologationsfahrzeug für den Rennsport dienen. Zu diesem Zweck musste der serienmäßige Antrieb vielfältige Möglichkeiten zur Leistungssteigerung bereithalten, da das Reglement der anvisierten Gruppen 4 und 5 nach FIA-Reglement schon damals keine tiefgreifenden Änderungen am Motor für den Renneinsatz erlaubte. Der ursprünglich ebenfalls in die Überlegungen mit einbezogene, großvolumige und prestigeträchtige V8- oder V10-Motor mit 144° Zylinderwinkel wurde jedoch nicht realisiert, da dieser Motor mit der Bezeichnung M81, der aus Vorstudien für einen Formel-1-Motor entstand, von Grund auf neu hätte konstruiert werden müssen. Andererseits kam man bei BMW letztendlich zu der Überzeugung, mit den aus den CSL-Renntourenwagen bereits bekannten M49-Sechszylindermotoren gegen die Konkurrenz bestehen zu können. mini|BMW Rennmotor M49 aus dem BMW E9 CSL mit Kugelfischer-Einspritzung und Flachschieberanlage. Die Entwicklung des Aggregates begann ab 4/76, die erste Variante M88 wurde dann zwischen 1978 und 1981 im BMW M1 verbaut. Als Basis diente das bereits erwähnte, senkrecht stehende Vierventil-Renntriebwerk M49/3 mit 465 PS (1976), der eine von Schnitzer entwickelte Ausbaustufe des 1974 vorgestellten und noch geneigt eingebauten, 430 PS starken Werks-Vierventilers M49/2 darstellte. Der später in M88 umbenannte Versuchsmotor für den M1 hieß ursprünglich M49/5.
Die in Gruppe 4 eingesetzte Version M88/1 produzierte je nach Bedarf zwischen 345 und 361 kW, die in den Fahrzeugen für die Procar-Serie verwendete Motoren dieses Typs entsprachen ebenfalls dem Gruppe 4-Reglement, hatten jedoch einheitlich 345 kW/470 PS.
Im Gegensatz zur Gruppe 4 erlaubte das Reglement für die in der Gruppe 5 („Spezialproduktionswagen“) verwendeten Fahrzeuge relativ vielfältige Änderungen an Motor, Getriebe und Fahrwerk: die Variante M88/2 zum Einsatz in Gruppe 5-Fahrzeugen erreichte mit 3,2 l Hubraum mittels zweier Turbolader Leistungen von bis zu 625 kW.
Die Version M88/3 mit 210 kW kam in den Modellen BMW M 635 CSi (M6) und BMW M5 (E28) zum Einsatz. Der Motor baut dabei auf dem Serientriebwerk M30B35 auf. Der Zylinderkopf, die Ansaug- und die Abgasseite hingegen bauen auf dem ursprünglichen M88-Triebwerk auf.
Für den Export nach Nordamerika musste der ursprünglich katlose M88/3-Motor 1986 mit einem Katalysator ausgerüstet werden. Unter anderem wurde die Verdichtung auf 9,8 : 1 verringert, wodurch die Motorleistung auf 191 kW absank. Diese Version bekam die Motorbezeichnung S38B35.
Die Vorgänger mini|Hubert Hahne in einem F2-Lola mit 1967er Apfelbeck-1,6 l-Vierventiler BMW M10, 1968 Bereits in den 1960er Jahren wurde bei BMW an Vierventil-Rennmotoren gearbeitetATZ 04/1969: Probleme moderner Rennmotoren. Der 1957 zu BMW gekommene Ingenieur Ludwig Apfelbeck entwickelte 1967 für den Einstieg von BMW in den Formelsport ein Zweiliter-Triebwerk mit der von ihm für hohe Literleistungen bevorzugten und verfeinerten Radial-Diametral-Vierventiltechnik, die von ihm 1935 bereits zum Patent angemeldet worden war. Dabei besitzt der Brennraum eine Halbkugelform, die Ventile hängen nicht parallel wie bei modernen Vierventil-Motoren, sondern radial im Zylinderkopf, außerdem sind die Ventile gleicher Funktion (Ein- bzw. Auslassventil) nicht nebeneinander, sondern jeweils kreuzweise gegenüberliegend (diametral) angeordnet. Die schräg zueinander hängenden Ventile wurden dabei entweder direkt über konisch angeschliffene Nocken oder indirekt über ein System von Rollenschlepp- und Zwischenhebeln betätigt. Die damit erreichbaren Ventilöffnungsquerschnitte können bis zu 45 % über denen von heute üblichen Vierventil-Brennräumen mit Dachform liegen. Als Zweiliter-Motor erreichte der Apfelbeck-Vierventiler 315 PS, mit 1,6 l Hubraum 225 PS.
Die theoretischen Vorteile dieser Zylinderkopf-Konstruktion, nämlich sehr guter Ladungswechsel durch größtmögliche Ventilöffnungen sowie thermische Unempfindlichkeit durch die nicht nebeneinanderliegenden Auslassventile, waren bei mehrzylindrigen Reihenmotoren durch den dann außerordentlich komplexen Ventiltrieb nur noch mit sehr hohem Aufwand realisierbarBMW Formel 2-Vierventil-Vierzylindermotor nach Apfelbeck. Durch das große Volumen des halbkugelförmigen Brennraums wurde außerdem eine Überhöhung des Kolbenbodens zur Erzielung der Verdichtung nötig, dies erhöht das Gewicht des Kolbens, und die in den Kolbenboden eingefrästen Ventiltaschen ließen den Brennraum insgesamt sehr zerklüftet erscheinen. Auch verkehrte sich der gedachte Ladungswechsel-Vorteil bei niedrigen Drehzahlen ins Gegenteil, da dann durch die großen Ventile die Gasgeschwindigkeiten beim Einströmen in den Zylinder zu niedrig wurden und es zu keiner ausreichenden Frischgasfüllung kam.
mini|BMW M12/7 mit Einfachzündung und Kugelfischer-Einspritzung, 1982 Da die zeitgenössischen Cosworth-Vierventiler mit dem simpleren, dachförmigen Brennraum mit parallel hängenden Ventilen und dem flachen Kolbenboden zeigten, dass es in der Praxis besser geht, wurde nun unter Leitung von Paul Rosche eine ähnliche Konstruktion verfolgt, 1968 zunächst jedoch noch als M12 mit diametral (kreuzweise) gegenüberliegenden Ein- und Auslassventilen, aufgrund des Formel-2-Reglements mit 1,6 Litern Hubraum. Zur weiteren Leistungssteigerung wurde dieser Motor später mit drei Zündkerzen pro Zylinder ausgerüstet, die Lucas-Einspritzung des Formel-2-Apfelbeck-M10 wurde durch eine Kugelfischer-Einspritzung ersetzt. Dessen Nachfolger, der im Verlauf der 1970er Formel-2-Saison erstmals eingesetzte M12/2, hatte dann das heute übliche Ventilschema mit nebeneinander parallel hängenden Ventilen gleicher Funktion.
Der 1973 daraus entstandene, sehr erfolgreiche Vierzylinder-Vierventilmotor mit der Bezeichnung M12/6 für die Formel 2 mit später bis zu 330 PS aus (nach Reglement-Änderung) nunmehr zwei Litern Hubraum wurde die Basis für sowohl die großen Vierventil-Sechszylinder-Rennmotoren des Typs M49 als auch für den aufgeladenen 1,5-l-Vierzylinder für die Formel 1. Die in den BMW 2002-Renntouren- und Rallyewagen eingesetzten Zweiliter-Vierventilmotoren waren allerdings von Schnitzer Motorsport, da Ansaug- und Auspufftrakt des Werks-Vierventilers auf der 'falschen' Seite lagen (Auspuff links statt rechts, Saugrohre rechts statt links).
Der Ableger: S14-Vierzylinder (1986–1992) Da der seit Anfang der 1980er Jahre im Tourenwagensport eingesetzte 635 CSi kein Potential mehr für konkurrenzfähige Weiterentwicklungen bot, wurde für ein geplantes Sportmodell der kompakten und leichten 3er-Reihe E30 ein Vierzylinder-Vierventilmotor entwickelt. Dieser Motor baute auf den im Motorsport bereits erprobten M10-Zylinderblock aufClassic Cars: Vater des S14 - Der M10 (engl.), der als „Formel-1“-Turbomotor bis über 1000 PS aushielt und mit dem Nelson Piquet 1983 der erste Formel-1-Weltmeister der Turbo-Ära wurde. Auf diesen Zylinderblock wurde versuchsweise ein um zwei Brennräume gekürzter Zylinderkopf des M88/3 gesetztDie Sportlegende: Der BMW M3. Auch die späteren Serien-Zylinderköpfe orientierten sich an der Konzeption, zumal aus den Versuchen zu den vorangegangenen Rennmotoren des Typs M49 und M88 viele Ergebnisse und Erfahrungen vorlagen.
Als Serienmotor hatte der S14 im M3 E30 Hubräume von 2,3 (S14B23) und 2,5 (S14B25) Liter mit Leistungen von 143 kW/195 PS bis 175 kW/238 PS, für den Exportmarkt Italien gab es aufgrund der dortigen Luxussteuer auf Fahrzeuge mit mehr als 2 Litern Hubraum einen auf ebendiesen Hubraum reduzierten S14B20 mit immerhin noch 141 kW/192 PS.
Im Renneinsatz entwickelte der S14 in der ersten Ausbaustufe als 2,3 l rund 220 kW/300 PS, der ab 1990 eingesetzte 2,5 l erreichte sogar bis zu 264 kW/360 PS.
Der Nachfolger: S38-Sechszylinder im M5 E34 (1988–1995) Da die abgasgereinigte Variante des M88/3, der S38B35, sowohl in Leistung und Drehmoment als auch bezüglich des Potentials für zukünftig strengere Abgasvorschriften den Anforderungen für die im Vergleich zum M5 der Baureihe E28 größere und schwerere E34-Limousine nicht genügte, wurde 1988 in einer ersten Stufe der Hubraum von den ursprünglichen 3,4 l auf etwas über 3,5 l erhöht. Der nunmehr S38B36 genannte Motor bekam außerdem eine höhere Verdichtung von 10 : 1, einen Fächerkrümmer ähnlich den früheren M88/3, ein Schaltsaugrohr und größere Drosselklappen (jetzt 46 mm Durchmesser), andere Nockenwellen und eine Motronic M1.2 der damals neuesten Generation mit Luftmassenmesser. Damit verbesserte sich die Leistungsausbeute auf 232 kW/315 PS und das Drehmoment stieg auf 360 Nm.
1991 genügte jedoch auch dies nicht mehr, da nun der Mercedes 500E mit einem 240 kW/326 PS starken V8-Motor für Konkurrenz sorgte, und für den S38B38 wurde der Hubraum nochmals auf nun 3,8 l erhöht, ebenso die Verdichtung auf 10,5 : 1. Die Motorsteuerung übernahm eine Bosch Motronic 3.3. Durch die Umstellung auf ruhende Zündverteilung, größere Ventile (Einlass auf 38,5 mm, Auslass auf 32,5 mm) und Drosselklappen (jetzt 50 mm Durchmesser) sowie leichtere Kurbelwelle und Kolben wuchs die Leistung auf 250 kW/340 PS und das Drehmoment auf 400 Nm, ein zusätzlicher Schaltpunkt des Schaltsaugrohrs bei 2480 min−1 sorgte für deutlich besseres Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen. Auf der Abgasseite wurde ein neuer, größerer Fächerkrümmer und eine zweiflutige Katalysatoranlage mit insgesamt 6 Metall-Monolithen für geringeren Abgasgegendruck eingebaut, für geringe Abgasemissionen nach einem Kaltstart sorgte eine Sekundärluft-Einblasung.
Anmerkung: 1990 wurde die Vorschrift DIN 70020 zur Ermittlung der Motorleistung durch die Vorschrift ECE R85 ersetzt. Dadurch ergeben sich im Vergleich geringfügig abweichende Leistungsangaben für Fahrzeuge, die nach 1990 zur Serienfertigung zugelassen wurden: der S38B38 (1991) erreicht nach DIN 70020 die Leistung von 255 kW/347 PS, der S38B36 (1988) nach ECE R85 230 kW/312 PS.
Der M5 E34 mit dem S38B38 war nur im EU-Raum erhältlich, in Nordamerika wurde der M5 nur mit dem S38B36-Motor mit einer geringfügig geänderten Katalysatoranlage verkauft, die Leistung sank damit auf 229 kW/310 PS. Für die Schweiz wurde der S38B38 mit einer 3.6-er Abgasanlage und einem „CH-Rüssel“ ausgestattet um die Schweizer Lärmschutzauflagen einzuhalten, diese Ausführung hatte 327 PS.
Konstruktive Merkmale
Kurzbeschreibung Wassergekühlter Sechszylinder-Reihenmotor mit Druckumlaufschmierung Motorblock aus Gusseisen mit Kugelgraphit Leichtbaukolben aus Aluminium mit Aussparungen um das Kolbenbolzenauge; in Kolbenboden eingearbeitete Brennraum-Mulde mit Ventiltaschen; drei Kolbenringe: Verdichtungsring Rechteckring, Zwischenring Minutenring, Ölabstreifring Dachfasenring mit Schlauchfeder mini|Kugelfischer-Einspritzung mit Einspritzpumpe PL06 und Einzeldrosselanlage an einem M88 aus dem BMW M1 Pleuel aus Stahl geschmiedet, Pleuelaugen-Abstand 144 mm siebenfach gelagerte Kurbelwelle aus Stahl geschmiedet mit 12 Gegengewichten und Drehschwingungsdämpfer (Massetilger) am vorderen Kurbelwellenstumpf Zylinderkopf aus Aluminium, Querstromkühlung zwei obenliegende Nockenwellen, Steuerkette mit mechanisch-hydraulischem Kettenspanner vier Ventile pro Zylinder direkt über Tassenstößel betätigt; Ventile gleicher Funktion parallel nebeneinander hängend, Querstromspülung; doppelte, ineinanderliegende Ventilfedern Saugrohreinspritzung mit gestänge-betätigten Einzeldrosselklappen, Durchmesser der Drosselklappen 46 mm, Saugrohre paarweise zu Doppel-Stutzen zusammengefasst
Einlassventil Ø 37 mm, Ventilwinkel 18° zur Zylinderachse, Auslassventil Ø 32 mm, Ventilwinkel 20°