Toyota macht den Benziner zum Diesel

Über Mazdas Pläne einen „Biesel“-Motor auf den Markt zu bringen, haben wir bereits berichtet. Nun kommt ein weiterer japanischer Autohersteller mit einem ähnlichen Konzept. Toyota hat jetzt laut eigenen Angaben eine neue Generation von Verbrennungsmotoren entwickelt, die höchst effizient sein sollen. Dabei wurden die effizienzsteigernden Maßnahmen, der bislang nur in den Hybridfahrzeugen verwendeten Verbrennungsmotoren, so weiterentwickelt, dass sie nun auch den klassischen Benzinmotoren einen hohen thermischen Wirkungsgrad von bis zu 38 Prozent beschert. Zum Vergleich: ein moderner Turbodieselmotor hat einen Wirkungsgrad von 40 Prozent. Der Kraftstoffverbrauch sinkt dadurch um zehn, in der Spitze sogar um 30 Prozent, gegenüber aktuellen Fahrzeugen gemäß dem japanischen Testzyklus.

Atkinson Zyklus
Aus jedem Tropfen Kraftstoff die maximal mögliche Fortbewegung zu generieren, das war die Überschrift für das Lastenheft der Ingenieure. Erreicht wurde dies durch ein umfangreiches Maßnahmenpaket. Ein Baustein, um die so genannten Pumpverluste zu verringern, ist der Atkinson Zyklus. Der Motor hat dabei ein hohes mechanisches Verdichtungsverhältnis von 13,5. (Ganz neu ist das aber nicht: Mazdas Skyactive-Motoren verdichten mit 14:1.) Durch die variable Einlassventilregelung wird das tatsächliche genutzte Verdichtungsverhältnis durch verlängerte Öffnungszeiten verändert. Das reduziert den Kraftaufwand beim Verdichten des Gemisches, erlaubt aber die Kraft der Verbrennung sehr lange auf den Kolben wirken zu lassen. So wird mehr Wärme in Bewegung umgewandelt.

Vertikal statt horizontal
Die neue Form des Einlasskanals erzeugt eine beschleunigte nach unten fallende Strömung im Zylinder, wodurch das Kraftstoff-Luft-Gemisch, nun vertikal statt horizontal, mit höherer Geschwindigkeit in den Zylinder strömt. Die bessere Durchmischung soll für eine schnellere Flammgeschwindigkeit bei der Verbrennung sorgen. Gepaart mit verbesserter Kühlwasserführung für Zylinder und Brennraum konnte auch die Klopfneigung verringert werden. Auslasskanäle und der Abgaskrümmer wurden ebenfalls für verbesserten Gasdurchsatz entsprechend angepasst. Abgerundet wird das Paket mit Reduzierung der inneren Reibung. Dabei reicht das Spektrum von speziellen Beschichtungen für die Kolben, Kolbenringe und Gleitlager, über eine verringerte Ölpumpenfördermenge bis zu einem leichter laufenden Keilrippenriemen für den Antrieb der Nebenaggregate.

14 neue Triebwerksvarianten
Die neuen Motoren kommen sukzessive in verschiedenen Modellen zum Einsatz, bis 2015 werden weltweit insgesamt 14 neue Triebwerksvarianten eingeführt. Wie sich die neue Motorengeneration in der Praxis schlägt, müssen erst Tests klären. Auf den ersten Blick, klingen die Effizienzmaßnahmen aber vielversprechend.

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