Fallstudie
Infinitas, Deutschland

Mit dem richtigen Zündzeitpunkt zu über 1000 PS 

Der Automobil-Veredler infinitas ist seit mehr als zehn Jahren Inhaber des Weltrekords der schnellsten straßenzugelassenen Limousine. Nun soll der Rekord des BMW M5 V10 Bi-Kompressor mit der Modifikation eines aktuellen M5 V8 Bi-Turbos überboten werden.

Messtechnik von Dewesoft half, den Motor auf über 1000 PS zu tunen.

BMW M5 Hurricane 2Abb. 1. BMW M5 Hurricane 2.

Das familiengeführte Unternehmen infinitas perfektioniert und veredelt seit 40 Jahren exklusive Automobile: Mal geht es um Rekorde auf der Rennstrecke, mal um die Optimierung des Fahrzeugs für Langstrecke oder wieder um die Einstellung der Motorleistung auf umweltbewusste Effizienz. Erstmals arbeitete das Unternehmen aus dem bayrischen Gachenbach dafür mit Dewesoft zusammen – und das direkt bei einem solch Aufsehen erregenden Projekt.

Der aktuelle BMW M5 wird bei GP Infinitas zu einem Hurricane umgebaut, um neue Rekorde aufzustellen - die Messtechnik von Dewesoft hilft bei der Entwicklung und Verbrennungsanalyse.Abb. 2. Der aktuelle BMW M5 wird bei GP Infinitas zu einem Hurricane umgebaut, um neue Rekorde aufzustellen - die Messtechnik von Dewesoft hilft bei der Entwicklung und Verbrennungsanalyse.

Die Modelle der Hurricane Serie haben ungeschlagene Rekorde aufgestellt. Angetrieben von einem V10-Bi-Kompressor ist der Hurricane RR auf Basis eines BMW M5 V10 die schnellste Limousine mit Straßenzulassung. 2010 stellte er mit 372,1 km/h den Weltrekord auf – das entspricht zirka der Höchstgeschwindigkeit eines F1-Rennwagens.

Mit Hilfe großer Luftkompressoren/Gebläse konnte das Luftvolumen um 25 % erhöht werden. Darüber hinaus war das Auto mit einem mehrteiligen Widebody-Kit, Hochleistungsbremsen aus Carbon-Keramik, einem voll einstellbaren Federungs-Kit und nicht zuletzt übergroßen 20-Zoll-Rädern ausgestattet auf welche Michelin-Gummi aufgezogen wurde.

Hurricane RR erreichte eine Leistung von 800 PS (588 kW). Der Motor lieferte ein Drehmoment von 800 Nm (590 lb-ft) und ermöglichte es ihm, in 4,35 Sekunden auf 100 km/h und in 9,5 Sekunden auf 200 km/h zu beschleunigen … und in nur 25,8 Sekunden sogar auf 300 km/h.

BMW M5 Hurricane - unterwegs auf deutscher Autobahn

Dewesoft lieferte für das M5-Tuning-Projekt zur Vermessung des Antriebs mehrere Systeme, die an die unterschiedlichen Bedingungen sowie Bedarfe angepasst sind und miteinander vernetzt wurden. Das ultra-robuste KRYPTONmit Schutzklasse IP67, ein EtherCATModul für verteilte Datenerfassung mit analogen und digitalen Ein- und Ausgängen, wurde für die Messungen direkt im Motorraum verwendet.

Ultra-robust KRYPTON DAQ modulesAbb 3. Robuste KRYPTON DAQ Module mit IP67 Schutz

Weitere SIRIUS-High-Speed-DAQ-Module befanden sich während der Messungen im Kofferraum. Hier verarbeiteten und speicherten sie die Testdaten. Die Kombination der Messtechnik mit verschiedenen Schnittstellen und Protokollen wie CAN und XCP on Ethernet sowie das Anschließen zusätzlicher Sensoren erlaubte es, alle relevanten Daten zusammen mit dem Verbrennungszyklus zu erfassen.

SIRIUS modular data acquisition systemMessdatenerfassung im Kofferraum des BMW M5Abb. 4. Mit Hochgeschwindigkeit wurden auch die Messdaten mit im Kofferraum des M5 zuverlässig erfasst, während robuste Krypton-Module die Sensorsignale des Motors digitalisierten.

Für die Tests befand sich der Wagen, der den Namen Hurricane 2 tragen wird, zunächst auf einem Allradprüfstand. Hier wurden in vielen Etappen immer wieder die einzelnen Teilerfolge verifiziert und bewiesen.

„Mitunter sind diese Tests die Bestätigungen unserer Überlegungen für Anpassungen am Setup des Triebwerkes“,

erklärt infinitas-Geschäftsführer Christian Stöber den Entwicklungsprozess, der sich über Wochen hinziehen kann.

„Mit Dewesoft haben wir nun Messtechnik an Bord, die viele unterschiedliche Messwerte zeitsynchron in Relation setzen kann: Verbrennungsanalyse, Temperaturen, Luftdrücke, Frequenzen – das war eine große Arbeitserleichterung.“

Leistungssteigerung von über 1000 PS

Das Motortuning umfasst unter anderen die Anpassung mechanischer Komponenten wie

  • dem Kurbeltrieb mit Kolben und Pleuel,
  • der Kraftstoffversorgung,
  • der zwei Abgasturbolader,
  • der Motorsteuerung oder auch
  • der Abgasanlage.

Mit der zusätzlichen Anpassung der Datenstände der zwei Motosteuergeräte erreichte infinitas letztlich mehr als 1000 PS.

Mit weit über 200 km/h direkt vor einer Wand fahren - Die Messdaten des Motors werden auf einem modernen Allrad-Prüfstand aufgezeichnet.Abb. 5. Mit weit über 200 km/h direkt vor einer Wand fahren - Die Messdaten des Motors werden auf einem modernen Allrad-Prüfstand aufgezeichnet.

Ein Schwerpunkt der Entwicklung lag vor allem auf der Verbrennungsanalyse, für die Dewesoft nicht nur passende DAQs bereithält, sondern mit DewesoftX auch entsprechende Analysesoftware. Das Gesamtsystem ist eine effiziente und hochpräzise Gesamtlösung für die Motorenforschung und -entwicklung und bietet sich darüber hinaus auch zur Optimierung einzelner Bauteile und -prüfung von Zündsystemen, Abgasanlagen und Ventilsteuerungen an. Vor allem winkel- und zeitbasierte Messungen und hochentwickelte Algorithmen fanden bei GP Infinitas Anwendung.

Es galt, neben dem Kurbelwinkel auch den Zylinderdruck, verschiedene Drücke außerhalb des Motors wie den Ladedruck und den Abgasgegendruck, verschiedene Temperaturen im Wasser, Öl, Luft sowie die Drehzahlen von Kompressoren oder ATL zu messen.

„Je mehr Daten aufgezeichnet und intelligent ausgewertet werden, umso eher können Probleme und auch versteckte Leistungspotenziale erkannt werden“, erklärt Christian Stöber. Konkret bedeutet das, mit Hilfe des Dewesoft-Messdatenerfassungs-Systems m laufenden Prozess auf dem Rollenprüfstand immer wieder zu testen, Änderungen einzubringen und diese zu validieren.

Den aktuellen Entwicklungsstand ohne Einfluss von Wetter und Verkehr untersuchen: Am Ende soll ja schließlich der Weltrekord des Unternehmens von 372 km/h für eine Limousine übertroffen werden!Abb. 6. Den aktuellen Entwicklungsstand ohne Einfluss von Wetter und Verkehr untersuchen: Am Ende soll ja schließlich der Weltrekord des Unternehmens von 372 km/h für eine Limousine übertroffen werden!

Vom Prüfstand auf die Straße

Das Entwicklungsziel 1000 PS und mehr, für das infinitas einen interessierten Kundenstamm hat, stellt eine deutliche Erhöhung der aktuellen Leistung des M5 von BMW dar – und die gilt es abzusichern. Trotz der hohen Leistung muss das Fahrzeug eine lange Lebensdauer vorweisen.

Die Tools von Dewesoft ermöglichen das Messen verschiedenster Größen einerseits zum Abgleich der Simulation und des Entwicklungsziels, auf der anderen Seite aber auch zur Betrachtung der Bauteilbelastung und Prognose der Lebensdauer. Eine höhere Motorleistung bedeutet beispielweise, dass der Motor mehr Wärme abführen muss, weshalb die Kühlung angepasst werden müsse.

Auch sind Getriebe und Differentiale nur für ein gewisses Drehmoment ausgelegt – bei zu viel könne es zu Schäden an den Bauteilen kommen, weshalb es beim Tunen mit der begleitenden Messtechnik auch immer um die ganzheitliche Betrachtung der Entwicklung gehe, bekräftigt Stöber.

Das Dewesoft-System ist auch für Tests unter realen Bedingungen bestens geeignet und begleitet das außergewöhnliche Fahrzeug auch zu den finalen Tests auf der Straße. Begeistert hat das infinitas Team vor allem die problemlose Installation des Systems und die kompetente Begleitung von Dewesoft. Eine Schlüsselrolle kommt dabei der preisgekrönten DewesoftX Software zu, die einen einfachen und sehr intuitiven Konfigurationsvorgang bietet. „Üblicherweise ist das Einrichten der Messtechnik eine herausfordernde Aufgabe bei einer solchen Entwicklungsarbeit“, wendet Christian Stöber ein, „aber hier hat uns Dewesoft absolut überzeugt: Wir waren positiv überrascht, wie unkompliziert, schnell und intuitiv die Anwendung ist.“

Die preisgekrönte DewesoftX Messdatenerfassung-Software bietet eine einfache und sehr intuitive Konfiguration für die Verbrennungsanalyse. Die Messung ist unmittelbar nach der Eingabe des Motortyps, der Zylinder und des Winkelaufnehmers möglich.Abb. 7. Die preisgekrönte DewesoftX Messdatenerfassung-Software bietet eine einfache und sehr intuitive Konfiguration für die Verbrennungsanalyse. Die Messung ist unmittelbar nach der Eingabe des Motortyps, der Zylinder und des Winkelaufnehmers möglich.

Fazit

Am Ende ist es eine Sache von feinsten Einstellungen, bevor der M5 das unmöglich Scheinende schafft. Die Verbrennungsanalyse zeigt, dass sich die Arbeit der Ingenieure in der Hurricane Manufaktur von infinitas gelohnt hat. Monatelang wurden in Handarbeit große und kleinste Stellschrauben verändert, mechanische Veränderungen vorgenommen, an der Software gefeilt: Nun ist bewiesen, dass das getunte Fahrzeug hält, was es verspricht. Es ist weltweit die schnellste Limousine mit Straßenzulassung, die außerhalb von Rennstrecken, Wüsten und ausgetrockneten Salzseen bewegt werden darf.