Downsizing des Motors, Verringerung der Zylinderzahl und Einsatz eines Turboladers, um mehr Leistung zu erzielen. Der Trend zum Downsizing hat den Druck des Gesetzgebers auf die Automobilhersteller erhöht, Emissionen und Kraftstoffverbrauch zu senken.
Downsizing ist das englische Wort für Verkleinerung. Diesem Trend folgen inzwischen fast alle Automobilhersteller. Sie besteht in der Tendenz, größere atmosphärische Motoren durch kleinere Motoren mit Turbolader zu ersetzen, um die Leistung beizubehalten oder sogar zu steigern. Das Downsizing wird praktisch durch eine Verringerung des Hubraums oder durch eine Verringerung der Zylinderzahl erreicht, meistens jedoch durch eine Kombination aus beidem.
Fiat 0,9 Twinair Zweizylinder mit Turbolader
Geldbußen für Emissionsüberschreitungen
Der Trend zum Downsizing hat sich bei fast allen Marken durchgesetzt und wird oft mit anderen Technologien kombiniert, um den Verbrauch zu senken und die Emissionen zu verbessern, denn ab 2020 dürfen alle neu hergestellten Fahrzeuge maximal 95 g CO2 pro gefahrenem Kilometer ausstoßen. Und für jedes Gramm, das über dem Grenzwert liegt, wird ein Bußgeld von 95 Euro pro zugelassenem Fahrzeug verhängt. Die Europäische Union zählt Elektroautos in der Emissionstabelle zu Unrecht als Null-Emissionen. Die Automobilhersteller nehmen daher Elektroautos und Plug-in-Hybride in ihre Produktionsprogramme auf, von den billigsten (Dacia Spring, siehe Foto unten) bis hin zu sehr viel luxuriöseren Fahrzeugen wie dem Skoda Enyaq.
CNG und LPG als Alternative
Das Problem ist, dass bei der derzeitigen Effizienz von Verbrennungsmotoren laut Gesetzgebung nur 3,6 Liter Diesel oder 4 Liter Benzin pro hundert Kilometer Fahrt verbraucht werden dürfen. Kein erschwingliches Modell kann einen solchen Verbrauch auf Dauer erreichen. Die Automobilhersteller könnten daher nur Fahrzeuge anbieten, die mit alternativen gasförmigen Kraftstoffen wie CNG oder LPG betrieben werden, die stets sauberere Emissionen aufweisen als Verbrennungsmotoren, die von der Mehrheit der Kunden nicht bevorzugt werden. Autos, die mit Gas aus der Fabrik betrieben werden, sind nur in Italien besonders beliebt. In Italien sind gasbetriebene Autos sehr beliebt. CNG oder Erdgas wird hier als Methan und LPG oder eine Mischung aus Propan und Butan als GPL bezeichnet. Fiat fördert diese Kraftstoffe in Italien, während VW bereits angekündigt hat, dass es keine CNG-Fahrzeuge entwickeln wird.
Der Dacia Spring ist 100% elektrisch
Der Weg von zwei Litern zu einem Liter
Wenn ein Hersteller also keine hohen Geldstrafen für Verstöße gegen die Abgasvorschriften zahlen will, muss er entweder vollelektrische Fahrzeuge anbieten (was für die breite Öffentlichkeit aufgrund des deutlich höheren Preises immer noch nicht die bevorzugte Alternative ist)
oder Verbrennungsmotoren, die so konstruiert sind, dass sie in der Tabelle so sauber wie möglich erscheinen. Kleine und mittlere Fahrzeuge werden zunehmend von Dreizylinder-Turbomotoren mit kleinem Hubraum angetrieben. Dass der bekannte und beliebte Skoda Octavia der dritten Generation auch mit einem kleinen 1.0 TSI-Motor erhältlich war, stieß bei vielen Autofahrern auf Unmut. Die großen 2.0- und 1.9-Motoren sind schon lange aus dem Fabia Angebot verschwunden.
Downsizing muss nicht bedeuten, dass man bei Leistung und Fahrgefühl Kompromisse eingehen muss. Das Auto kann ein Hybridfahrzeug sein oder mit einem Elektromotor und einer Batterie gekoppelt sein, die beim Bremsen Energie zurückgewinnt und diese beim Beschleunigen an einen zusätzlichen Elektromotor weiterleitet. Wesentlich teurere Modelle werden mit Vierzylindermotoren anstelle von Acht- und Sechszylindern angeboten, so auch die Mercedes-Benz C-Klasse, die in der Generation W206 mit Hybrid-Vierzylindermotoren anstelle der ursprünglichen Achtzylindermotoren angeboten wird.
Weitere Beispiele
- Die 1.6 FSI- und 2.0 FSI-Turbomotoren von VW wurden durch 1.4 TSI-Turbomotoren ersetzt.
- Ford hat anstelle der atmosphärischen 1,6-Motoren Dreizylinder-Turbomotoren mit 1,0 Liter Hubraum und Ecoboost-Aufladung eingeführt.
- BMW verwendet jetzt 2,0-Liter-Vierzylinder anstelle von 3,0-Liter-Sechszylindern.
- Mercedes verwendet jetzt 1,8-Liter-Vierzylinder anstelle von Sechszylindern, insbesondere in den kleineren Modellen.
- Volvo bietet Vierzylinder anstelle von Fünfzylindern an.
- Die kleinen Modelle von Volkswagen werden von Dreizylindern dominiert.
- Fiat bietet für sein Kultmodell 500 sogar einen 0,9 TwinAir-Zweizylinder mit 77 kW (105 PS) an.
Mercedes-Benz C-Klasse wird 2021 mit einem Vierzylindermotor und einem Hybridsystem angeboten
Effizienz, Ökologie, Komfort und Zuverlässigkeit?
Ein Verbrennungsmotor erzeugt Wärme. Durch die Verringerung des Gewichts und/oder der beweglichen Teile erreichen wir weniger träge Masse und Wärmeverlust. Ein großer Motor hat größere Reibungsflächen und benötigt mehr Kraftstoff, um ihn anzutreiben, ein kleinerer Motor hat kleinere Reibungsflächen und damit einen geringeren Reibungswiderstand und eine geringere Trägheit. Außerdem wiegt ein kleiner Motor nicht so viel wie ein großer, so dass es einfacher ist, das Fahrgestell einzustellen. Also gingen die Autohersteller den logischen Weg - sie begannen, kleinere Motoren zu bauen, nahmen die Zylinder heraus und bauten Turbolader ein, die die Leistung bei gleicher Motorgröße leicht verdoppeln können.
Die Fahreigenschaften eines verkleinerten Motors müssen nicht generell schlechter sein. Leider bezieht sich der Begriff "donwsized" meist auf ein Dreizylinder-Aggregat. Dreizylinder haben 16 % weniger Reibungsfläche als Vierzylinder mit demselben Hubraum. Auch bei den Steuerzeiten wird Energie gespart, da ein Dreizylinder weniger Ventile verwendet als ein Vierzylinder.
Einheit 1.0 TSI (VW-Konzern)
Eine Drei-Zylinder-Lösung?
Dreizylinder sind jedoch nicht sehr beliebt, da sie starke Vibrationen erzeugen und viele Menschen das Geräusch nicht mögen. Bei Dreizylindern gibt es Probleme mit Schaukelbewegungen von einem Ende der Welle zum anderen, was auf die Zündanordnung zurückzuführen ist, deren Reihenfolge normalerweise 1-3-2 ist. Bei einem Dreizylindermotor beträgt der Kurbelwellenwinkel zwischen den Zündungen 240° (bei einem Vierzylindermotor beträgt der Kurbelwellenwinkel zwischen den Zündungen 180°). Dies führt zu erheblichen Vibrationen, die besonders im Leerlauf und bei niedrigen Drehzahlen spürbar sind.
Der größte Teil der Vibrationen wird durch die Bewegung des Kolbens und der Pleuelstange verursacht. Die Kräfte und Momente im Motor sind nicht ausgeglichen, was zu Geräuschen und Vibrationen führt, die für die Fahrzeugbesatzung und die Fahrzeugkomponenten unangenehm sind. Je mehr Zylinder ein Motor hat, desto gleichmäßiger ist seine Leistung. Aus diesem Grund haben Luxusfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren sechs oder mehr Zylinder. Daher sind die Nachteile des Downsizings bei den billigsten Autos am stärksten ausgeprägt (sie müssen billig sein, und es macht nicht so viel aus, dass an ihnen gespart wird, weil weniger anspruchsvolle Kunden sie kaufen).
Wenn Sie die Vibrationen eines Motors vermeiden wollen, müssen Sie seine Auswuchtung sorgfältig berücksichtigen. So wird beispielsweise ein Zweimassenschwungrad oder eine Ausgleichsmasse an der Kurbelwelle angebracht, um die Kraftübertragung gleichmäßiger zu gestalten. Das zusätzliche Gewicht des Motors widerspricht jedoch der grundlegenden Logik des Downsizings, d. h. der Kraftstoffeinsparung. Ein höheres Gewicht des Motors führt zu einem trägeren Motor, da das höhere Gewicht der beweglichen Teile die Reaktionszeit auf Änderungen der Motorlast verlängert. Bei Dreizylindermotoren wird auch ein Zweimassenschwungrad verwendet, um die Vibrationen zu dämpfen.
Die Gewichts- und Kraftstoffersparnis ist angesichts der verwendeten Leistungscharakteristik oft fragwürdig, denn der 1,2 TSI-Vierzylinder des VW-Konzerns ist nur 5 kg schwerer als der 1,0 TSI-Dreizylinder. Ihre Merkmale sind jedoch vergleichbar, die Frage ist, ob die Hersteller die Verkleinerung als Chance zur Gewinnsteigerung sehen. Was die Haltbarkeit angeht, empfehlen wir den älteren Vierzylinder
Die unzuverlässigen Motoren von Renault
Renault hat das 1,33-TCE-Aggregat gemeinsam mit Mercedes entwickelt, weil man sich der Unzulänglichkeiten der bisherigen Kompressoraggregate bewusst war. Auf dem Papier spart Renault 8 % Kraftstoff, indem ein Viertel des Motors amputiert wird. Der Vierzylinder 1.2 TCe musste einem superskalierten Dreizylinder 0.9 TCe weichen. Aus Erfahrung weiß ich, dass dieser kleine Motor sehr viel Wahlmöglichkeiten braucht, sonst ist er sehr träge. Höhere Drehzahlen bedeuten in der Praxis einen noch höheren Verbrauch, was den Sinn des Downsizings völlig zunichte macht. Der Dreizylinder-Neunzylinder-Benzinmotor mit indirekter Kraftstoffeinspritzung im kleinen Renault Clio verbrauchte ebenfalls 8 Liter Benzin auf 100 km. Dieses Gerät ist sehr hungrig, aber zuverlässig. In der späteren Abgasnorm Euro 6b/c schaffte er es sogar im Straßenverkehr auf 6 Liter.
Ein deutlich erfolgloser Motor war der 1.2 TCe, intern als H5F bezeichnet, den es in drei Leistungsvarianten gab, die nach PS bezeichnet wurden (TCe 100, 120 und 130). Dieses Vollaluminium-Aggregat verfügt über Direkteinspritzung und variable Ventilsteuerung. Wenn er heiß ist, verbraucht er viel Öl, wenn er kalt ist, verdünnt er das Öl mit Benzin. Am häufigsten fielen die Geräte in Fahrzeugen aus, die nur kurze Strecken gefahren wurden. Dies ist auf die geringe Abwärmeerzeugung zurückzuführen, insbesondere bei der Abgasnorm Euro 6. Dieses Gerät benötigt additiviertes hochoktaniges Benzin, und der Ölstand muss überwacht und häufig gewechselt werden. Unter der Bezeichnung 1.2 TCe gibt es zwei Einheiten. Die ältere, zuverlässige Version mit der Bezeichnung D7F trägt die Bezeichnung Energy, hat keine Direkteinspritzung und hat keine Probleme, es sei denn, die Wartung wurde vernachlässigt.
Fords erfolgreiche Einheiten
Der 1.0 EcoBoost von Ford wurde bereits mehrfach zum Motor des Jahres gekürt
Es gibt aber auch verkleinerte Einheiten, die von Journalisten und der Öffentlichkeit gelobt werden. Ford behauptet, dass der Zylinderblock des Ecoboost 1.0-Motors auf einStandard-A4-Büropapierblatt passt. Kleinere Motoreinheiten werden auch häufig in Hybridfahrzeugen eingesetzt, da die Batterie und der Elektromotor oder der Hilfsgenerator aufgrund der platzsparenden Bauweise in das Fahrzeug passen. Der
Ford Focus Kombi 1.0 EcoBoost mHEV Mildhybrid verfügt über einen reversiblen
Generator, der mit einer Leistung von 12 kW und einem Drehmoment von bis zu 50 Nm den Totraum des Turboladers bei niedrigen Drehzahlen vollständig abdecken kann. Der Dreiliter-Dreizylinder leistet für seinen Hubraum gewaltige 114 kW (155 PS) und 235 Nm. Dank der Hilfslichtmaschine konnte es sich der Hersteller leisten, einen großen Turbolader zu verwenden, der im hohen Drehzahlbereich effizient ist. Beim Bremsen erzeugt der Motorgenerator Strom, der in der Batterie gespeichert wird.
Erst Downsizing und jetzt Upsizing?
Der Dieselgate-Skandal, in den Volkswagen verwickelt ist, hat ein Umdenken bei den Autobossen bewirkt. Es scheint, dass der Trend zum Downsizing nicht mehr so stark ist wie früher. Nicht alle Automobilunternehmen, die in der Vergangenheit Personal abgebaut haben, setzen diesen Trend fort.
Es hat sich ein neuer Begriff herausgebildet: "Upsizing". Ausschlaggebend für den Wechsel waren wie üblich die neuen Emissionsnormen.
VW, das am Anfang der Downsizing-Welle der Motoren stand, ist jetzt wieder im Upsizing. Anstelle des 1,4 TSI wird nun der 1,5 TSI angeboten. Herbert Diess, der Vorstandsvorsitzende von VW, sagt, dass sein Konzern nicht mehr plant, kleinere Benzinmotoren als den 1,0er zu produzieren. Die Zweiliter-Motoren bleiben jedoch weiterhin im Angebot.
Im Rahmen der Modernisierung wird Renault den 1.2 TCE durch einen neuen 1.33 TCE-Motor ersetzen, der in Zusammenarbeit mit Mercedes Benz entwickelt wurde. Mercedes hingegen verkleinert den Hubraum, da der 1,33 TCE-Motor in die Modelle einzieht, die bisher mit den 1,6- und 2,0-Turbomotoren ausgestattet waren. Dieser neue Dreizylindermotor ist in einem Leistungsbereich von 80 kW bis 120 kW erhältlich und treibt eine Vielzahl von Fahrzeugen der Renault-Nissan-Mitsubishi-Allianz an, zum Beispiel den Renault Clio, den Renault Captur, den Nissan Qashqai und die Mercedes-Benz A-Klasse. Da Dacia seit Jahren unter den Fittichen von Renault steht, findet sich dieser Motor auch im Dacia Duster.
VW, který stál u zrodu vlny zmenšování motorů, nyní své jednotky opět zvětšuje. Místo 1.4 TSI má v nabídce 1.5 TSI. Herbert Diess, předseda představenstva koncernu VW, tvrdí, že jeho skupina dále neplánuje vyrábět benzinové motory menší než 1.0. V nabídce však zůstaly i dvoulitry.
Renault v rámci upsizingu nahrazuje 1.2 TCE novým 1.33 TCE, který vyvinul společně s Mercedesem Benz. U Mercedesu se naopak jedná od downsizing, protože 1.33 TCE se dostane do modelů, kde dříve pracoval s turbomotory od objemu 1.6 a 2.0. Tento nový tříválec je dostupný v mnoha výkonových verzích od 80 kW do 120 kW a pohání různé vozy aliance Renault-Nissan-Mitsubishi, najdeme ho například ve vozech Renault Clio, Renault Mégane, Nissan Qashqai, Mercedes-Benz třídy A. Protože je automobilka Dacia už léta pod křídly Renaultu, tak najdeme tento motor i ve vozech Dacia Duster.
Einheit 1,33 TCE (Renault, Nissan, Mercedes-Benz)
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20.04.2022 
11 min 
Martin 
