Autobauer Opel - Entwicklung von neuen Motoren und Getrieben bis 2016
01 Mai, 2013
Mit der Entwicklung von 13 neuen Motoren und Getrieben bis 2016 hat sich Opel ehrgeizige Ziele für die Erneuerung seiner Antriebstechnik gesetzt. Das erste Ergebnis der Bemühungen ist ein neuer Diesel mit 1,6 Litern Hubraum und
100 kW/136 PS im Zafira Tourer. Der Motor ist eine komplette Neuentwicklung. Für die Ingenieure eine seltene Chance, bei den Arbeiten an dem Vierzylinder-Selbstzünder auf einem leeren Blatt Papier beginnen zu dürfen.
Der 1.6 CDTI ist der erste Diesel einer neuen Motorenfamilie und nach Aussage der Hersteller der beste und sauberste Dieselmotor, den Opel je gebaut hat. Zunächst kommt der Zafira Tourer in den Genuss des neuen Aggregats. Der neue kompakte Vierzylinder leistet 100 kW/136 PS bei 3 500/min bis 4 000/min und erzielt damit eine in dieser Klasse unerreichte Leistung von 85 PS pro Liter Hubraum. Das Drehmoment liegt bei 320 Nm bei 2 200/min. Weitere Varianten mit mehr Leistung sind in Vorbereitung.
Die vorrangigen Entwicklungsziele lauteten: Reduzierung von Verbrauch und Emissionen, bei gleichbleibender Leistung und maximale Laufkultur. Die Lösung der Aufgabe, wie auch die Erfüllung der Euro-6-Norm bei den Abgas-Grenzwerten, beschäftigte bis zu 1 000 Ingenieure über einen Zeitraum von rund vier Jahren. Mit nahezu identischen Maßen von 79,7 Millimetern für die Bohrung, also den Durchmesser des Zylinders, und 80,1 Millimetern für den Hub, also den Weg, den der Kolben im Verlauf seiner vier Arbeitstakte zurücklegt, erzielten die Opel-Ingenieure eine optimale Balance aus guter Versorgung des Motors mit Frischluft, maximaler thermodynamischer Effizienz und kompakten Einbaumaßen. Gleichzeitig sorgt die Verdichtung von 16:1 für eine Ausgewogenheit zwischen hoher Leistungsausbeute, niedrigen Emissionen und guten Kaltstart-Eigenschaften. Die Einspritzdüsen arbeiten mit einem Druck von 2 000 bar, den die gemeinsame Kraftstoffleitung ("Common Rail") permanent bereit stellt, ein Plus von 25 Prozent gegenüber den Vorgänger-Motoren, und schaffen bis zu zehn Einspritzvorgänge pro Takt.
Die Motorkonstruktion setzt konsequent auf Leichtbau. Motor und Block bestehen aus Leichtmetall, ebenso die Aluminium-Kraftstoffpumpe. Der VTG-Turbolader baut in der Spitze einen Druck von 1,7 bar auf, die Ladeluft ist gekühlt, damit möglichst viele Sauerstoffmoleküle für eine optimale Verbrennung in den Brennraum gelangen. Dank des variablen Turbinenquerschnitts profitiert der Fahrer beim Tritt auf das Gaspedal vom gleichmäßigen und schnellen Ansprechverhalten über das gesamte Drehzahlband des Motors. Für eine lange Lebensdauer ist der Turbolader wassergekühlt.
Dass er sich in Verzicht übt, stellt der Motor bereits im Zafira Tourer unter Beweis: Der kombinierte Verbrauch liegt bei 4,1 Litern Diesel auf 100 Kilometer, was einem CO2-Ausstoß von 109 Gramm pro Kilometer entspricht. Die Opel-Ingenieure gehen davon aus, dass mit diesem Motor in kleineren Fahrzeugen Verbrauchswerte von weniger als 4,0 l/100 km und somit CO2-Emissionen um 100 g/km und darunter möglich sind.
Um das wirksame Zusammenspiel der Motorkomponenten, der Grunddaten und der Materialwahl für die neue Konstruktion zu ermitteln, nutzten die Entwickler modernste rechnergesteuerte Konstruktionstechniken der sogenannten "Finiten Elemente". Finite Elemente sind "endlich große Elemente". Mit der Berechnung ihrer Veränderung und ihres Verhaltens unter der Einwirkung von Kräften lassen sich nahezu alle technischen Vorgänge um einen komplexen Körper mit Hilfe eines Computers berechnen. Dabei spielt es keine Rolle, ob der Körper fest, flüssig oder gasförmig ist. Für die Berechnung ist es erforderlich, den Körper in möglichst kleine Elemente einer einfachen geometrischen Form wie Linien oder Dreiecke zu zerlegen, die an den Ecken miteinander verbunden sind.
Je kürzer diese Zeiträume der Krafteinwirkung und je kleiner die Flächen der Elemente, desto präziser lässt sich die Qualität einer Konstruktion vorhersagen. Diese Berechnungstechnik verwenden nicht nur Motorenentwickler, sondern auch die Karosseriespezialisten, die mit Hilfe der "Finiten Elemente" zum Beispiel das Crashverhalten berechnen. Die Motorenentwickler bei Opel zerlegten den neuen Dieselmotor in insgesamt rund 90 Millionen "Finite Elemente", deren Analyse etwas 27 000 Rechnerstunden erforderten. Freilich ersetzen solche Berechnungen nicht ein umfangreiches Testprogramm der Motoren-Hardware auf Prüfständen und über Millionen Testkilometer. Thomas Lang/mid tl/mid
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Die vorrangigen Entwicklungsziele lauteten: Reduzierung von Verbrauch und Emissionen, bei gleichbleibender Leistung und maximale Laufkultur. Die Lösung der Aufgabe, wie auch die Erfüllung der Euro-6-Norm bei den Abgas-Grenzwerten, beschäftigte bis zu 1 000 Ingenieure über einen Zeitraum von rund vier Jahren. Mit nahezu identischen Maßen von 79,7 Millimetern für die Bohrung, also den Durchmesser des Zylinders, und 80,1 Millimetern für den Hub, also den Weg, den der Kolben im Verlauf seiner vier Arbeitstakte zurücklegt, erzielten die Opel-Ingenieure eine optimale Balance aus guter Versorgung des Motors mit Frischluft, maximaler thermodynamischer Effizienz und kompakten Einbaumaßen. Gleichzeitig sorgt die Verdichtung von 16:1 für eine Ausgewogenheit zwischen hoher Leistungsausbeute, niedrigen Emissionen und guten Kaltstart-Eigenschaften. Die Einspritzdüsen arbeiten mit einem Druck von 2 000 bar, den die gemeinsame Kraftstoffleitung ("Common Rail") permanent bereit stellt, ein Plus von 25 Prozent gegenüber den Vorgänger-Motoren, und schaffen bis zu zehn Einspritzvorgänge pro Takt.
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Dass er sich in Verzicht übt, stellt der Motor bereits im Zafira Tourer unter Beweis: Der kombinierte Verbrauch liegt bei 4,1 Litern Diesel auf 100 Kilometer, was einem CO2-Ausstoß von 109 Gramm pro Kilometer entspricht. Die Opel-Ingenieure gehen davon aus, dass mit diesem Motor in kleineren Fahrzeugen Verbrauchswerte von weniger als 4,0 l/100 km und somit CO2-Emissionen um 100 g/km und darunter möglich sind.
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Je kürzer diese Zeiträume der Krafteinwirkung und je kleiner die Flächen der Elemente, desto präziser lässt sich die Qualität einer Konstruktion vorhersagen. Diese Berechnungstechnik verwenden nicht nur Motorenentwickler, sondern auch die Karosseriespezialisten, die mit Hilfe der "Finiten Elemente" zum Beispiel das Crashverhalten berechnen. Die Motorenentwickler bei Opel zerlegten den neuen Dieselmotor in insgesamt rund 90 Millionen "Finite Elemente", deren Analyse etwas 27 000 Rechnerstunden erforderten. Freilich ersetzen solche Berechnungen nicht ein umfangreiches Testprogramm der Motoren-Hardware auf Prüfständen und über Millionen Testkilometer. Thomas Lang/mid tl/mid
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