Allgemeines

Der N20-Motor wurde als Baustein des EfficientDynamics-Konzepts entwickelt, das die Reduktion des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemissionen bei verbesserten Fahrleistungen erreichen soll. Die Bauweise orientiert sich am sechszylindrigen N55, der in Leistungsbereiche vorgedrungen ist, die bislang Motoren mit acht Zylindern vorbehalten waren. Der N20 hat zwei Zylinder weniger als der N52 und der N53, die er ergänzen oder ersetzen soll. Dadurch hat er geringere Reibungsverluste, ist leichter und verbraucht schon deshalb weniger Kraftstoff.

Im X1 xDrive28i erreicht der N20 gegenüber dem N52 einen Gewichtsvorteil von 15 kg (Leergewichte mit Automatikgetriebe nach EU: N20 1670 kg, N52 1685 kg) und einen um 1,5 l verringerten Durchschnittsverbrauch im EU-Testzyklus (7,9 l zu 9,4 l).

Motor

Motorblock und Zylinderkopf bestehen aus Aluminium. Der Motor hat zwei obenliegende Nockenwellen und die Nockenwellenverstellung Doppel-VANOS. Der Hub der Einlassventile ist zusätzlich über das Valvetronic-System verstellbar, das mit einem neuen Stellmotor mit eingebautem Sensor höhere Stellgeschwindigkeiten erreicht. Die Drosselklappe wird dadurch überflüssig, wodurch die Drosselverluste vermindert werden und das Ansprechverhalten verbessert wird. Das Gemisch bereitet die als High Precision Injection (HPI) bezeichnete Benzindirekteinspritzung auf. Über zentral zwischen den Ventilen angeordnete Magnetventil-Injektoren wird der Kraftstoff mit einem maximalen Einspritzdruck von 200 bar in einem Strahl zur Zündkerze transportiert, was eine genauere Dosierung des Kraftstoffs ermöglicht. Durch die kühlende Wirkung des direkt eingespritzten Benzins kann eine höhere Verdichtung realisiert werden.

Aufladung

Der Turbolader hat zwei getrennte Einlaufspiralen (Twin-Scroll, bei BMW TwinPower genannt). Die Zylinder sind in Gruppen mit einem günstigen Zündabstand (240° für Dreizylindergruppen, 360° für Zweizylindergruppen) zusammengefasst. Daher liegt zum am Ende des vierten Taktes, wenn Ein- und Auslassventile offen sind, ein niedriger Druck in der Abgasleitung an, wodurch ein Durchspülen des Brennraums mit Luft erreicht werden kann. Dadurch steigt der Massenstrom und der Verdichter arbeitet weiter entfernt von der Pumpgrenze bei besserem Wirkungsgrad und höherer Drehzahl. Zudem sinkt der Restgasgehalt im Brennraum, wodurch die Klopfneigung reduziert wird. Twinscrollader werden bei Ottomotoren normalerweise mit Nockenwellenstellern und Direkteinspritzung kombiniert, um den Spüleffekt nutzen zu können, ohne dass unverbrannter Kraftstoff in den Auslass gelangt.

Peripherie

Zur weiteren Kraftstoffeinsparung tragen Maßnahmen des EfficientDynamics-Pakets bei, darunter Bremsenergierückgewinnung, elektrische Servolenkung und Start-Stopp-Automatik. Neu ist die bedarfsgerechte Regelung der Ölpumpe und eine elektrisch angetriebene Kühlmittelpumpe, die nach Bedarf unabhängig von der Motordrehzahl gesteuert wird.