E9x Intake – Entwicklung & Fertigung

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    Das Thema Ansaugsystem beim E9x N57 325d und 330d und M57 Motor im 335d begleitet die Plattform seit vielen Jahren.

    Wir haben uns über einen gewissen Zeitraum intensiv damit beschäftigt und das Projekt über mehrere Wochen entwickelt – von der ersten Bauraumanalyse bis zur finalen Serienfertigung.


    Vorab zur Einordnung:


    Das Projekt ist vollständig abgeschlossen.


    Dieser Thread ist keine Live-Entwicklung und kein Verkaufsthread, sondern eine nachträgliche technische Dokumentation aller Entwicklungs- und Fertigungsschritte.

    Unser Ziel ist es, der Community transparent zu zeigen, wie so ein Bauteil tatsächlich entsteht – inklusive Analyse, Iterationen, verworfenen Konzepten und Fertigungsdetails.

    Preis- oder Vertriebssachen gehören nicht in diesen Thread!!!

    Grundgedanke – Warum ein anderer Ansatz?

    Typische Lösungen arbeiten oft mit relativ abrupten Querschnittsänderungen oder geometrisch einfachen Übergängen, weil der Bauraum es scheinbar nicht anders zulässt. Es gibt bereits offene Luftfiltersysteme, die aber nicht unser Anspruch sind.

    Unser Ansatz war hier ein anderer.

    Wir arbeiten konstruktiv stark mit bionischen Prinzipien – also Geometrien, die sich an natürlichen Strömungsformen orientieren.


    Warum?


    Natürliche Strukturen lösen seit Millionen Jahren exakt dieselben Probleme:

    • Strömungsführung bei begrenztem Volumen

    • Minimierung von Energieverlusten

    • sanfte Querschnittsübergänge

    • Vermeidung von Abrisskanten

    Das bedeutet nicht „organische Optik“, sondern:

    • kontinuierliche Radien

    • definierte Übergangszonen

    • kontrollierte Querschnittsverläufe

    • möglichst abrissarme Umlenkungen

    Die OEM-Lösung ist keine Schlechte aber der Luftfilterkasten ist für den Spritzgussprozess ausgelegt um eine günstige Massenproduktion umzusetzen und hat deshalb nicht immer optimale Strömungsgeometrien.

    Wir passen die Geometrie an die Strömung an und nicht die Strömung an die Geometrie.

    Durch den eigens entwickelten Werkzeugbau und die Fertigung in RIM (reaction injection molding)- so wie Alpina seine Bauteile von der Firma Osbra herstellen lässt, können wir die meist organsichen Geometrien optimal umsetzen.

    Schritt 1 – 3D-Scan & Bauraumanalyse

    Bevor konstruiert wurde, stand die vollständige digitale Erfassung des relevanten Motorraumbereichs an.


    • Passform (plug and play)

    • Montagefreundlichkeit

    • Spannungsverhalten

    • reale Umsetzbarkeit der geplanten Radien

    Nachfolgend ein erster Eindruck aus der Scan- bzw. Packaging-Analyse:


    Screenshot 2026-02-13 082122.jpg




    Erst nach dieser Analyse wurde mit der CAD-Entwicklung begonnen – immer mit dem Ziel, die Strömung nicht „hineinzuzwingen“, sondern die Geometrie an den vorhandenen Raum anzupassen.


    Als nächstes folgt die Konstruktion des originalen LK um die Ausgangssituation mittels CFD Strömungsanalsyse zu ermitteln und gegen die ersten optmierten Designs antreten zu lassen. Dazu in den nächsten Tagen mehr.


    Gruß Robin



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    Schritt 2 – Ableitung des Serien-Luftfilterkastens

    Bevor mit einer eigenen Geometrie begonnen wurde, haben wir den originalen Luftfilterkasten vollständig digital abgeleitet.

    Der Hintergrund ist einfach:

    Wenn man etwas verbessern oder verändern möchte, muss man zuerst exakt verstehen, wie das Serienbauteil konstruktiv und strömungstechnisch aufgebaut ist.

    Auf Basis des zuvor erstellten 3D-Scans wurde der originale Luftfilterkasten als CAD-Modell rekonstruiert.


    bmw-e90-original-luftfilterkasten-revdop.jpg


    Die Ableitung erfolgte nicht nur geometrisch, sondern mit Fokus auf:

    • reale Wandstärken

    • Querschnittsverläufe

    • Übergangsradien

    • Ein- und Auslassgeometrie

    • interne Umlenkungen

    • Positionierung im Bauraum

    Interessant war vor allem:

    • mehrere abrupte Querschnittsänderungen

    • relativ harte Umlenkungen im unteren Bereich

    • geometrisch bedingte Engstellen im Übergang zur Ansaugführung

    • keine Trichterbildung im Eintritt zum LMM

    Das bedeutet nicht, dass das Serienbauteil „schlecht“ ist – es ist immer ein Kompromiss aus:

    • Kosten

    • Geräuschverhalten

    • Bauraum

    • Fertigungsanforderungen

    Für uns war dieser Schritt wichtig, um eine belastbare Referenzbasis zu haben.

    Erst danach konnte entschieden werden, wo konstruktiv angesetzt wird und wo nicht.


    Gruß


    Robin

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    Schritt 3 – Neukonstruktion Oberkasten (Strömungsführung)

    Nach der vollständigen Ableitung des Serien-Luftfilterkastens wurde im nächsten Schritt der Oberkasten neu konstruiert.

    Ziel war es, die Strömungsführung im Bereich vor dem LMM-Anschluss geometrisch zu beruhigen und abrupte Übergänge zu vermeiden.

    Im direkten Vergleich:


    bmw-e9x-intake-oberkasten-stroemungsoptimierung-oem-vergleich.jpg


    Links: optimierte Variante

    Rechts: OEM


    Auffällig beim Serien-Oberkasten:

    • relativ kantige Innengeometrie

    • definierte Kanten im Übergang zum Ansaugstutzen

    • Volumen wird nicht vollständig strömungstechnisch genutzt

    • Umlenkung erfolgt mit vergleichsweise engem Radius

    Die Neukonstruktion basiert auf folgenden Überlegungen:

    • kontinuierliche, fließende Übergänge statt harter Richtungswechsel

    • gleichmäßiger Querschnittsverlauf in Richtung Ausgang

    • Nutzung des vorhandenen Bauraums für ein strömungsführendes Innenvolumen

    • Vermeidung abrupter Wandgeometrien im Anströmungsbereich

    • Reduzierung des Druckverlustes durch harmonische Strömungsführung

    Wichtig dabei:


    Die Außenkontur musste weiterhin in den definierten Bauraum passen – das heißt, die Optimierung fand ausschließlich innerhalb der vorhandenen Packaging-Grenzen statt.

    Die Änderungen betreffen also nicht „mehr Volumen um jeden Preis“, sondern eine kontrollierte Führung der Strömung innerhalb des bestehenden Rahmens.


    Mich würde interessieren, wie ihr die OEM-Lösung konstruktiv bewertet – insbesondere im Hinblick auf die Umlenkung vor dem Ausgang.


    Gerade der Bereich ist aus unserer Sicht geometrisch entscheidend.


    Gruß


    Robin

    • Neu

    Schritt 4 – Unterkasten (Grundgeometrie im Vergleich)

    Nach der Überarbeitung des Oberkastens wurde der Unterkasten neu aufgebaut.

    Auch hier zunächst bewusst auf Basis der zuvor abgeleiteten OEM-Geometrie – allerdings mit dem Ziel, die Strömungsführung im unteren Umlenkbereich konstruktiv sauberer auszulegen.

    Zunächst ein Vergleich der Grundgeometrie:

    bmw-e9x-intake-unterkasten-RevDop-oem-vergleich_seitenansicht.jpg


    bmw-e9x-intake-unterkasten-RevDop-oem-vergleich_draufsicht.jpg


    Wesentliche Unterschiede auf den ersten Blick:

    • kontinuierlicher verlaufende Innenflächen

    • größer definierte Umlenkradien im unteren Bereich

    • Verzicht auf stark ausgeprägte Stufen- bzw. Rippengeometrien im Strömungsbereich

    • homogenerer Übergang in Richtung Ausgang

    Beim OEM-Unterkasten sieht man deutlich:

    • mehrere strukturbedingte Sicken

    • relativ enge Umlenkung im unteren Bereich

    • segmentierte Innenkonturen

    Auch hier gilt:


    Das Serienbauteil ist immer ein Kompromiss aus Kosten, Akustik, Bauraum und Fertigbarkeit.

    In dieser Phase ging es uns zunächst nicht um Detailausarbeitung, sondern um eine saubere Grundströmungsgeometrie innerhalb der vorhandenen Packaging-Grenzen.

    Die feinen Details (Wandstärken, Versteifungen, Entformung, Befestigungspunkte etc.) wurden bereits in diesem Schritt grob ausgearbeitet.

    Im nächsten Schritt werden jetzt die beiden Geometrien in der Strömungssimulation gegenübergestellt und miteinander verglichen.


    Gruß Robin