V8-Turbo: Das ist der Motor für den LMDh von BMW

In wenigen Wochen beginnt für den BMW M Hybrid V8, mit dem BMW M Motorsport 2023 in der IMSA GTP-Klasse der WeatherTech SportsCar Championship um Gesamtsiege kämpfen wird, die intensive Testphase. Vor dem Rollout hat das Projekt bereits einen wichtigen Meilenstein erreicht: den erfolgreichen Fire-Up des Hybridantriebs nach dem Einbau ins Testfahrzeug Ende Juni. Der BMW M Hybrid V8 wird angetrieben vom P66/3-Achtzylinder-Turbomotor mit zusätzlichem Elektroantrieb. Basis für den Verbrennungsmotor ist das DTM-Aggregat, das 2017 und 2018 im BMW M4 DTM zum Einsatz kam. Es wurde in zwei Umbauphasen umfassend an die hohen Anforderungen an den LMDh-Hybridantrieb angepasst.

Noch bevor der Vorstand der BMW Group im Juni 2021 grünes Licht für den Einstieg von BMW M Motorsport in die LMDh-Kategorie gegeben hatte, starteten Ulrich Schulz, Leiter Konstruktion Antrieb BMW M Motorsport, und seine Gruppe die Evaluierung, welcher Rennmotor am besten für den Umbau zu einem Hochleistungs-Hybridantrieb geeignet ist. Sowohl aus Zeitgründen als auch mit Blick auf die Nachhaltigkeit, die nicht nur in der Automobilindustrie generell, sondern auch im Motorsport eine immer größere Rolle spielt, war es keine Option, einen völlig neuen Motor am Reißbrett zu entwerfen und mit hohem Aufwand neu herzustellen. Folglich war die Frage, welcher bewährte Rennmotor den hohen Anforderungen und den Vorgaben durch das LMDh-Reglement am ehesten entspricht.

Die Wahl fiel auf den P66/1-Achtzylinder-Saugmotor, der in den Saisons 2017 und 2018 im BMW M4 DTM zum Einsatz gekommen war. Für ihn sprach unter anderem, dass er als voll tragendes Bauteil im BMW M Hybrid V8 ohne zusätzlichen Hilfsrahmen in einem Monocoque-Chassis genutzt werden konnte und auch nach seinem Umbau zum Hybrid-Turbomotor den Reglementanforderungen am besten entsprach.

«Während der Evaluierungsphase haben wir uns auch den P48-Vierzylinder-Turbomotor aus dem BMW M4 DTM und den P63-Achtzylinder-Turbomotor aus dem BMW M8 GTE angesehen, aber mögliche Probleme mit der Haltbarkeit des P48 und das hohe Gewicht des P63 sprachen dagegen», erklärt Schulz die Entscheidung für den P66-Motor. „«Es ist ein großes Plus, dass wir bei der Basis des Motors sowie bei einzelnen Bauteilen – zum Beispiel bei Wellen, Gehäuse- und Kleinteilen – auf noch aus der BMW Formel-1-Zeit vorhandenes Material wie Stähle und Aluminium zurückgreifen konnten. Das hat Zeit und viel Geld gespart und war daher sowohl effizient als auch nachhaltig. Effizienz ist bei diesem Projekt entscheidend, denn das Zeitfenster vom Startschuss bis zum ersten Renneinsatz in Daytona 2023 ist extrem eng. Der Umbau des P66/1-Saugmotors zunächst zu einem Bi-Turbo und dann in Zusammenarbeit mit den Elektroantriebs-Kollegen zum Hybridantrieb war sehr komplex. Dank der Expertise, der guten Zusammenarbeit und der hohen Motivation aller Abteilungen ist es uns gelungen, den Fire-Up der kompletten Antriebseinheit vor wenigen Wochen erfolgreich zu absolvieren. Nun steht dem Testbetrieb aus unserer Sicht nichts mehr im Weg.»

In der ersten Phase wurde der P66/1-DTM-Saugmotor im Wesentlichen durch Adaption zweier Turbolader und Anpassung des Kurbeltriebes zum Interimsaggregat mit der Bezeichnung P66/2 umgebaut. Im Fokus standen dabei Haltbarkeit, Leistungssteigerung und Temperaturhaushalt des Motors. Dafür absolvierte der P66/2 auf dem Prüfstand viele Testeinheiten bis hin zu kompletten Rennstreckensimulationen. Im nächsten Schritt entstand der P66/3-Rennmotor unter anderem mit zwei Turbos, Anpassungen an die speziellen Anforderungen des Dallara-Chassis, finaler Abgasanlage, Öltank, Verkabelung und Integration des Hochvoltumfelds.

Weiter wurden Zylinderblock und Zylinderköpfe in der BMW Group Gießerei in Landshut neu gegossen sowie das Einspritzsystem auf Direkteinspritzung umkonstruiert. Parallel liefen Erprobung und Integration des Elektromotors durch Ingenieure, die bereits aus dem Formel-E-Projekt viel Erfahrung mit Elektroantrieben hatten. Die Einheit, die im Fahrzeug den Hybridantrieb bildet, besteht aus E-Motor, Inverter und Hochvolt-Batterie. Zwischen Elektro- und Verbrennungsmotor gibt es eine Trennkupplung, die rein elektrisches Fahren – zum Beispiel in der Boxengasse – ermöglicht.

Die erstmalige Vereinigung beider Antriebskomponenten fand beim Einbau ins Fahrzeug Ende Juni statt. Der erste Fire-Up des Hybridsystems war erfolgreich. Ihm folgt Ende Juli der Rollout in Varano de Melegari. Direkt im Anschluss beginnt die intensive Testphase.