BMW M20

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BMW M20
M20 BMW e30 PL.JPG
Überblick
Hersteller: BMW.svg BMW
Produktionszeitraum: 1977–1992
Brennraum
Bauform: Reihensechszylinder
Hubraumvarianten: 2,0 l (1990 cm3)
2,3 l (2316 cm3)
2,5 l (2494 cm3)
2,7 l (2693 cm3)
Zeitliche Einordnung
Vorgängermodell:
Nachfolgemodell: BMW M50

BMW M20 ist die interne Bezeichnung für eine Baureihe von Verbrennungsmotoren (Ottomotoren), hergestellt von BMW.

Der M20 ist ein Sechszylinder-Reihenmotor mit 2 bis 2,7 Litern Hubraum. Bekannt geworden sind die Motoren der M20-Baureihe durch ihren seidenweichen, turbinenartigen und vibrationsarmen Lauf.

Erstmals bei BMW wurde die obenliegende Nockenwelle mittels Zahnriemen statt Steuerkette angetrieben. Die Nockenwelle im Aluminium-Querstromzylinderkopf betätigt über Kipphebel je 2 V-förmig hängende Ventile pro Zylinder. Der Motorblock wurde aus Grauguss gefertigt.

Entwicklung und Produktionsdaten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der BMW M20 wurde Mitte der 1970er Jahre als „kleiner“ Sechszylinder entwickelt, da der ab 1968 gebaute „große“ Sechszylinder BMW M30 aufgrund seiner Abmessungen nicht für den BMW E21 geeignet war. Der Zylinderabstand des M30 betrug 100 mm, für den M20 wurde ein Zylinderabstand von 91 mm gewählt, womit sich eine Verringerung der Außenabmessungen ergab.

Produziert wurde der BMW M20 ab 1976 vom BMW-Motorenbau in München sowie parallel ab 1982[1] im BMW-Motorenwerk Steyr. Bis April 1990 wurden in München 1,7 Mio Zylinderköpfe für das Aggregat gefertigt, wobei damit die Produktion der M20-Triebwerke in München zugunsten des Nachfolgers BMW M50 eingestellt wurde. Im Werk Steyr wurde der M20 weiterhin in geringer Stückzahl gebaut.[2] Am 27. November 1992 lief in Steyr die Zylinderkopflinie M20 aus,[3] der letzte M21-Zylinderkopf war bereits am 14. Februar 1992 gefertigt worden.[4] Der letzte Motor der Motormontage M20/21 lief am 17. Dezember 1992 in Steyr vom Band.[5] Zu dieser Zeit war der BMW M20 bereits weitgehend durch den seit 1990 gebauten und mit Vierventiltechnik deutlich moderneren Sechszylindermotor BMW M50 abgelöst worden.

Verwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Erstmals eingesetzt wurde der BMW M20 unter der Bezeichnung M60 (nach dem alten Versionsnummernsystem) ab 1977 im 320 (E21) und 520 (E12). Der M20 ersetzte in den BMW 3er und 5er Modellen die in ihrer Grundkonstruktion seit 1961 gebauten Vierzylindermotoren M10 mit zwei Litern Hubraum, wobei die M10-Motoren mit kleineren Hubräumen noch bis 1988 weiter im Programm blieben.

Der M20 wurde in der E30-Limousine bis 1991 und im E30-Cabrio sowie Touring noch bis 1993 verwendet. Der E30-Nachfolger E36 erhielt schon ab Produktionsbeginn 11/1990 die M50-Motoren mit 2,0 bzw. 2,5 l Hubraum in den Modellen 320i und 325i.

Ab Mai 1990 wurde der M20 im BMW E34 (520i/525i) durch den M50-Motor mit Hydrostößeln und Kettenantrieb der Nockenwelle ersetzt, dessen wesentliche Neuerung die Vierventiltechnik und die damit verbundene Leistungssteigerung war.

Motorvarianten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ansaugbrücke eines M20B20 mit Solexdoppelregistervergaser 4A1

Den BMW M20 gab es in verschiedenen Hubraum-Varianten, angefangen von 2,0 l über 2,3 l und 2,5 l bis hin zu 2,7 l (325eta/525eta) und Leistungen von 88 kW (120 PS)[6] bis 125 kW (171 PS).

Zur Gemischaufbereitung des Aggregates diente je nach Bauzeitpunkt, Größe und Baureihe zu Anfang ein Doppelregistervergaser Solex 4A1 (320/6 bzw. 520/6) und später eine mechanische (K-Jetronic) bzw. elektronische (L-Jetronic/Motronic) Saugrohreinspritzung in den Modellen 320i/323i/325i/520i/525i. Alpina, Schnitzer und Hartge boten den Motor leistungsgesteigert mit bis zu 154,5 kW (210 PS) an, wobei die im Alpina C2 und B3 eingebauten M20-Versionen 2,7 Liter Hubraum haben.

Kennzeichen des BMW M20 mit Saugrohreinspritzung ist die gegossene Ansaugbrücke und die damit realisierte Schwingrohraufladung, bei der die Eigenschwingung der Luftsäule in einem engen Drehzahlbereich wie eine leichte Aufladung wirkt. Diese Ansaugbrücke unterscheidet sich in den jeweiligen Hubraumvarianten nur minimal. Größere, wenngleich nicht auf den ersten Blick sichtbare Änderungen erfuhr sie bei den eta-Versionen (2,7 l). Charakteristisch für die Motorenreihe ist ferner der Antrieb der obenliegenden Nockenwelle mittels Zahnriemen anstelle des vorher verwendeten Kettentriebs, der jedoch beim Nachfolger M50 wieder zum Einsatz kam.

Kurz vor Ende des Einsatzes im E30 (325e nur bis zur großen Modellpflege 1987 erhältlich) und E28[7] wurden ebenfalls niedrigverdichtete Varianten mit 95 kW (129 PS) im 320i/325e bzw. 520i/525e hergestellt. 320i/325e sind erkennbar an der zweiflutigen Abgasanlage.
Durch den großen Hubraum hat die eta-Version bei niedrigen Drehzahlen ein erheblich höheres Drehmoment. Den Maximalwert von 178 Nm des 2,0-l-Motors erreicht der 2,7-l-Motor bereits unterhalb 1000/min, der Maximalwert liegt bei 240 Nm bei 3250/min und damit in etwa auf der Höhe des seinerzeit im 528i bzw. 728i angebotenen „großen“ M30-Sechszylinders mit 2,8 Litern Hubraum, welcher allerdings eine deutlich höhere Leistung (135 kW/184 PS bei 5400/min) erreicht. Durch die Auslegung auf mehr Hubraum, aber dafür kleineren Drehzahlen kann der Motor sehr sparsam gefahren werden. Da er allerdings nicht dem BMW-typischen Charakter von drehzahlfreudigen Motoren entspricht, hielt sich der Markterfolg der eta-Modelle in Grenzen (Stückzahlen: 325e 175.508; 525e 40.621 sowie 89.853 528e, der Variante für den amerikanischen und den japanischen Markt[7])

Interessant ist der Vergleich der im E30 bzw. E28 zeitgleich angebotenen Einspritz-Versionen zwischen der hubraumschwächsten mit 2,0-l-Variante und der hubraum-, allerdings nicht leistungsstärksten Version mit 2693 cm³, da beide in etwa die gleiche Leistung entwickeln, aber eine grundverschiedene Motorcharakteristik haben. Anfänglich wurden im 320i, 520i und dem 525e 92 kW/125 PS ausschließlich die hochverdichteten Motoren ohne werksseitig vorgesehenem Katalysator angeboten. Diese Versionen sind erkennbar an der einflutigen Abgasanlage genau wie die später eingeführten, für den Katalysatoreinsatz vorgesehenen und niedrigverdichteten Versionen mit 90 kW/122 PS im 325e und 525e.

Vom M20 abgeleitet wurde der Dieselmotor BMW M21 mit 2443 cm³ Hubraum. Diesen gab es alsn Saugvariante mit 63 kW/86 PS im E30 324d und im E28 524d. Die aufgeladene Turboversion mit 85 kW/115 PS wurde im E30 324td touring, E28/E34 524td angeboten.

Folgende Versionen der Motorsteuerung Motronic kamen zum Einsatz:

  • 1984–1987 M20 Bosch Motronic M1.0
  • 1987–1991 M20 Bosch Motronic M1.1
  • 1987–1991 M20 Bosch Motronic M1.3

Schwachstellen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der M20 gilt, regelmäßige Wartung und langsames Warmfahren vorausgesetzt, als ein langlebiger Motor. Es sind jedoch auch Schwachpunkte bekannt: Zum einen ist dies der Zahnriemen des Nockenwellenantriebs, der bei vernachlässigter Wartung sehr schnell reißt, zum anderen neigt der Zylinderkopf des Reihensechszylinders bei ungleichmäßiger Durchwärmung zu Rissen am Nockenwellenlager zwischen dem 5. und 6. Zylinder und weitergehend um das Einlassventil des fünften Zylinders in den Wasserkanal.

Daten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

BMW-M20B25-Motor im BMW 5er (BMW E34)
Motor Hubraum Bohrung × Hub Ventile/Zyl. Verdichtung Leistung bei 1/min Drehmoment bei 1/min Bauzeit
M20B20VE 2,0 l (1990 cm3) 80,0 mm × 66,0 mm 2 9,2:1 90 kW (122 PS) bei 6000 163 Nm bei 4000 1977–1982
M20B20 2,0 l (1990 cm3) 80,0 mm × 66,0 mm 2 9,8:1 92 kW (125 PS) bei 5800 170 Nm bei 4000 1983–1985
80,0 mm × 66,0 mm 2 9,8:1 95 kW (129 PS) bei 6000 174 Nm bei 4000 1985–1990
M20B20 Kat 2,0 l (1990 cm3) 80,0 mm × 66,0 mm 2 8,8:1 95 kW (129 PS) bei 6000 164 Nm bei 4300 1986–1992
M20B23 2,3 l (2316 cm3) 80,0 mm × 76,8 mm 2 9,8:1 102 kW (139 PS) bei 5300 205 Nm bei 4000 1983–09/1983
80,0 mm × 76,8 mm 2 9,8:1 110 kW (150 PS) bei 6000 205 Nm bei 4000 09/1983–1985
80,0 mm × 76,8 mm 2 9,5:1 105 kW (143 PS) bei 6000 176 Nm bei 4500 1978–1982
M20B25 2,5 l (2494 cm3) 84,0 mm × 75,0 mm 2 9,7:1 126 kW (171 PS) bei 5800 226 Nm bei 4000 1985–1986
M20B25 Kat 2,5 l (2494 cm3) 84,0 mm × 75,0 mm 2 8,8:1 125 kW (170 PS) bei 5800 222 Nm bei 4300 1986–1991
M20B27 2,7 l (2693 cm3) 84,0 mm × 81,0 mm 2 11,0:1 92 kW (125 PS) bei 4250 240 Nm bei 3250 1984–1985
84,0 mm × 81,0 mm 2 9,0:1 90 kW (122 PS) bei 4250 230 Nm bei 3250 1985–1987
84,0 mm × 81,0 mm 2 8,5:1 95 kW (129 PS) bei 4800 230 Nm bei 3200 1987–1988

Verwendungsübersicht[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

BMW-M20-Motor im BMW 525e (BMW E28)
Motorcode Produktionsbeginn Produktionsende Leistung (DIN-PS) Leistung (kW) Gemischaufbereitung Verwendung
M60/2 M20B20VE 09/1977 1982 122 PS 90 kW Doppelregistervergaser
Solex 4A1
E21 320
E12 520
M60 M20B20KE 09/1981 07/1985 125 PS 92 kW K-Jetronic E30 320i
E28 520i
M60 M20B20LE 09/1982 07/1985 125 PS 92 kW LE-Jetronic E30 320i
E28 520i
M20B20LE 09/1982 07/1985 125 PS 92 kW L-Jetronic E30 320i
E28 520i
M20B20LE ? ? 120 PS 88 kW L-Jetronic E28 520i[6]
M20B20Kat 09/1986 1991 129 PS 95 kW Bosch Motronic DME1.1 E30 320i
E28 520i
E34 520i
M60/5 M20B23LE 1983 1985 139 PS 102 kW Bosch L-Jetronic E30 323i
M60/5 M20B23KE 02/1978 1982 143 PS 105 kW K-Jetronic E21 323i
M20B23LE 1983 1985 150 PS 110 kW Bosch L-Jetronic E30 323i
M20B25 1985 1986 171 PS 126 kW Bosch ME Motronic E30 325i/iX
M20B25Kat 1986 1992 170 PS 125 kW Bosch DME 1.3 E30 325i/iX
Z1
E34 525i
M20B27ME 1983 1984 125 PS 92 kW Bosch DME ML1 E28 525e
M20B27Kat 1984 1986 122 PS 90 kW Bosch DME ML E30 325e
E28 525e
M20B27Kat 1986 1988 129 PS 95 kW Bosch DME1.1 E30 325e
E28 525e
M20B27Kat ? ? 120 PS 88 kW Bosch DME E28 525e[6]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Serienanlauf M20, 1. Motor, Steyr. bmw-grouparchiv.de, 17. Mai 1982, abgerufen am 12. August 2016 (Archiv-Signatur: UF-4064-1).
  2. 14 Jahre M20: Ein Ära geht zu Ende. In: BMW AG (Hrsg.): Bayernmotor. BMW Mitarbeiter Zeitung. Nr. 4, 2. April 1990, ZDB-ID 558618-5, S. 7 (bmw-grouparchiv.de [abgerufen am 11. August 2016]).
  3. Letzter Zylinderkopf für M20 im Werk Steyr. bmw-grouparchiv.de, 27. November 1992, abgerufen am 12. August 2016 (Archiv-Signatur: FF-3448-1).
  4. Der letzte M21 ZK wird gebaut, Steyr. bmw-grouparchiv.de, 14. Februar 1992, abgerufen am 12. August 2016 (Archiv-Signatur: UJ-1406-1).
  5. Letzter Motor M21 in der Motormontage M 20/21. bmw-grouparchiv.de, 17. Dezember 1992, abgerufen am 12. August 2016 (Archiv-Signatur: FF-3450-1).
  6. a b c BMW AG (Hrsg.): Betriebsanleitung, Serviceheft 518, 520i, 525e, 525i, 528i, 535i, M535i, 524td. August 1985, S. 150 (6–06) – (bmw-grouparchiv.de [abgerufen am 10. Oktober 2017] Archiv-Signatur AB-82-10).
  7. a b Hans J. Schneider: BMW 5er – Technik + Typen, Modelle bis 1997, ISBN D/A/CH 978-3-7688-5789-5, Seiten 100-101 und 202.
Zeitleiste der BMW-Ottomotoren für Pkw seit 1961
Zahl der Zylinder Konzeption 1960er 1970er 1980er 1990er 2000er 2010er
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7
3 1,5 l B38
4 (1,5–2,0 l) M10
M40
M42
M43
M44
N40
N42
N45
N46
N43
N13
N20
B48
Hochleistungsmotor S14
6 Kleiner Sechszylinder (2,0–3,0 l) M20
M50
M52
M54
Großer Sechszylinder (2,5–3,5 l) M30
N52
N53
N54
N55
B58
Hochleistungsmotor M88
S38
S50
S52
S54
S55
8 3,0–4,4 l M60
M62
N62
N63
Hochleistungsmotor S62
S63
S65
10 Hochleistungsmotor S85
12 5,0–6,6 l M70
M73
N73
N74
Hochleistungsmotor S70
Zahl der Zylinder Konzeption 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7
1960er 1970er 1980er 1990er 2000er 2010er