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Neue Dreizylinder-Motoren: Aller guten Dinge sind drei

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Neue Dreizylinder-Motoren  

Aller guten Dinge sind drei

30.01.2014, 17:25 Uhr | auto-medienportal.net, mid

Neue Dreizylinder-Motoren: Aller guten Dinge sind drei. Neue Dreizylinder-Motoren: Aller guten Dinge sind drei (Quelle: Hersteller)

Neue Dreizylinder-Motoren: Aller guten Dinge sind drei (Quelle: Hersteller)

Zurück in die Zukunft: Der Dreizylinder feiert bereits seit ein paar Jahren ein Revival im Autobau. Mit einer Brennkammer weniger versprechen die Triple-Aggregate geringere Emissionen und dank Aufladung müssen sich die flotten Dreier leistungstechnisch nicht vor ihren größeren Brüdern verstecken. Wir stellen Ihnen zwei neue Dreizylinder von der RWTH Aachen und den Nissan-Motor für das nächste 24-Stunden-Rennen in Le Mans vor.

Bereits auf unseren Straßen unterwegs sind die 1,0 Liter großen Eco-Boost-Motoren von Ford, die schon mehrfach ausgezeichnet wurden und in der Topversion 125 PS leisten. Auch BMW ist mit der Dreizylinder-Entwicklung bereits sehr weit fortgeschritten und startet demnächst die Auslieferung des halben Sechsenders - vorerst allerdings nur zum Zweck der Reichweiten-Verlängerung der neuen Elektro-Modelle i3 und i8.

Dreizylinder der RWTH Aachen: 163 PS Literleistung

Der RWTH-Dreizylinder mit 0,8 Liter Hubraum leistet 131 PS und konsumiert bis zu 15 Prozent weniger Benzin als ein vergleichbarer Hochleistungsmotor mit Direkteinspritzung und Turboaufladung. Den Kraftzwerg mit einer Literleistung von 163 PS erforschen Wissenschaftler des Lehrstuhls für Verbrennungskraftmaschinen (VKA) an der Universität RWTH Aachen.

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RWTH-Dreizylinder mit insgesamt neun Ventilen

Für den Motor, der während der Verbrennung Spitzendrücke bis zu 160 bar und den daraus resultierenden mechanischen Belastungen zu widerstehen hat, wählten die Ingenieure als Basis einen existierenden Dieselmotor. Für ihn konstruierten sie einen komplett neuen Zylinderkopf, der mit drei Ventilen je Zylinder auskommt: zwei für den Einlass und eines für den Auslass. Lehrstuhlinhaber Prof. Dr. Stefan Pischinger: "Wir wollten sowohl Einspritzventil als auch Zündkerze zentral anordnen. Auf der verbleibenden Fläche nutzen drei Ventile den Raum optimal aus."

Benzin-Debut: Common-Rail-System mit maximal 250 bar

"Beatmet" werden die drei Zylinder mit je 266 Kubikzentimetern durch ein zweistufiges Aufladesystem, bestehend aus einem mechanischen Kompressor und einem Abgasturbolader. Der Kompressor arbeitet im Drehzahlbereich bis 2500 Touren und sorgt für einen sehr schnellen Aufbau des Drehmoments. Ist diese Motordrehzahl erreicht, kuppelt der Kompressor aus und der Turbolader sorgt für bis zu drei bar Druck. Der Kraftstoff mit 20 Prozent Ethanol-Beimischung wird über elektromagnetisch gesteuerte Sechs-Loch-Einspritzventile mit genau definiertem Strahlverlauf in die Zylinder injiziert. Der Einspritzdruck des Common-Rail-Systems kann maximal 250 bar betragen.

RWTH-Dreizylinder: "...auch der Realverbrauch sinkt"

Die Simulation des Dreizylinders zeigt, dass selbst bei Volllast deutlich weniger Benzin verbraucht wird, ebenso für Kunden, die viel auf der Autobahn unterwegs sind. "Uns war es wichtig, dass nicht nur der Norm-, sondern auch der Realverbrauch des Motors sinkt", erklärt Pischinger. Bislang lief der sparsame Kraftzwerg 300 Stunden ohne größere Schäden auf dem Prüfstand: "Damit zeigen wir, dass spezifische Leistungen von 120 Kilowatt pro Liter Hubraum grundsätzlich machbar sind." Nach Pischingers Einschätzung dürfte es noch einige Jahre dauern, bis ein derartiger Motor für die Produktion in großen Stückzahlen entwickelt wird. Doch der Trend ist klar vorgezeichnet: "Wir werden noch mehr Leistung aus noch weniger Hubraum holen."

Nissan will in Le Mans mit drei Zylindern auftrumpfen

Das Leistungspotential der kleinen Aggregate zeigt Nissan auf: Mit dem Zeod RC wollen die Japaner bei den 24 Stunden von Le Mans Mitte Juni nicht nur als erster Hersteller eine komplette Rennrunde rein elektrisch zurücklegen, sondern auch einen revolutionären Verbrennungsmotor einsetzen. Der als Unterstützung des E-Motors dienende 1,5-Liter-Dreizylinder soll lediglich 40 Kilogramm wiegen und dank Turboaufladung 400 PS mobilisieren. Damit weist das Triebwerk ein besseres Leistungsgewicht als die neuen V6-Formel-1-Motoren mit 1,6 Litern Hubraum auf.

Nissan-Dreizylinder: 400 PS und 380 Newtonmeter

Nach der Elektrorunde soll der kleine Dreizylinder, der seine Maximalleistung bei 7500 Umdrehungen erreicht und 380 Newtonmeter Drehmoment entwickelt, für jeweils rund eine Stunde die Arbeit auf der Strecke übernehmen. Um die Effizienz des neuen "Downsizing-Motors" so weit wie möglich zu steigern, ist Nissan eine Technologie-Kooperation mit dem Treibstoff- und Schmiermittelproduzenten Total eingegangen.

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