17. März 2011

Verbesserter Gasladungswechsel

Nur zwei Hersteller setzen aktuell noch auf den Boxermotor: Porsche beim Boxster, Cayman und 911er sowie Subaru beim Grossteil ihres Modellangebotes. Damit der flachliegende und vibrationsarme Motor auch künftige Emissionsgrenzwerte einhalten und der Wirkungsgrad besser werden kann, haben die japanischen Entwickler einige Modifikationen vorgenommen.

Verbesserter Gasladungswechsel

Seit Jahrzehnten hat der Boxermotor keine Revolution, sondern Evolutionen erlebt und ist gut gerüstet für die Zukunft.

VON ANDREAS SENGER

Traditionen werden bei einigen Automobilherstellern hoch gehalten. Auch bei Subaru gehört es zum guten Ton, dem Boxermotor treu zu bleiben und dessen Entwicklung voranzutreiben. Aktuell hat der japanische Hersteller, der zum Industriegiganten Fuji Heavy Industries Ltd. gehört, den 2.0-l-Vierzylindermotor überarbeitet. Dank tiefgreifenden Entwicklungsschritten kann nicht von einem Facelift die Rede sein, sondern von einer gezielten Evolution.
Hauptanliegen der Entwickler war es, den 2.0-l-Boxer punkto Ladungswechsel, Verbrennungssteuerung und Abgasemissionen für die Zukunft zu rüsten. Die dritte Generation des seit 21 Jahren gebauten Triebwerks wird zuerst im Modell Forester eingebaut.

Überarbeiteter Zylinderkopf

Gegenüber dem Vorgängermotor EJ20 weist der neue FB20 einen geringeren Winkel zwischen Ein- und Auslassventilen auf. Statt 41° stehen die Ventile in einem Winkel von 27° zueinander. Dadurch konnte die Brennraumgeometrie optimiert und damit die Verbrennung verbessert werden.
Durch Modifikation des kompletten Ansaugtraktes wird die Ansaugluft mit weniger Druckverlust in den Zylinder geführt. Zudem sorgen verschiedene Resonatorbehälter für einen dynamischen Aufladungseffekt bei geringen und mittleren Drehzahlen und damit für ein flacher verlaufendes Drehmoment.
Der Gaswechsel wird zudem durch den Einsatz einer Phasenverstellung der Ein- und Auslasssteuerzeiten AVCS (Active Valve Control System) erreicht. Die Reibung des Ventiltriebes wurde durch den Ersatz der Tassenstössel des EJ20 durch Rollenschlepphebel im FB20 verkleinert. Die Umstellung von Zahnriemen auf Steuerkette sorgt für kleinere Durchmesser der Nockenwellensteuerräder. Damit konnten die Aussenabmessungen trotz grösserem Hub beibehalten werden.

Gekühltes AGR-System

Um die Stickoxidschadstoffe zu minimieren, spendiert Subaru dem neuen Motor ein flüssigkeitsgekühltes Abgasrückführungssystem. Um die Rohemissionen beim Kaltstart rasch zu reduzieren, haben die Entwickler auch das Kühlsystem angepasst.
Statt einem seriellen Kühlmittelkreislauf (Zylinderblock, danach zum -kopf) besitzt der FB20 ein parallel geführtes Kühlsystem, bei dem der Motorblock wie auch die Zylinderköpfe separat gekühlt werden (Verzweigung des Kühlflüssigkeitsflusses). Damit wird die Betriebstemperatur rascher erreicht und somit werden die innere Reibung wie auch die Kohlenwasserstoff- und Koh­len­monoxid-Rohemissionen mini­miert.

Längerer Hub – mehr Drehmoment

Auch der Motorblock hat eine tiefgreifende Modifikation erhalten: Eine Kurbelwelle mit grösserem Kurbelradius sorgt für einen auf 90 mm vergrösserten Hub des FB20 (EJ20: 75 mm). Damit der Hubraum gleich gross blieb, wurde die Bohrung von 92 auf 84 mm reduziert. Diese Massnahme sorgt im Zusammenspiel mit dem modernen Ventilsteuerungssystem für eine früh ansteigende und über eine breitere Drehzahl hoch verlaufende Drehmomentkurve. Damit lässt sich das Triebwerk niedertouriger bewegen. Im neuen Forester Modelljahr 2011 wird so eine Verbrauchseinsparung von rund 10% erreicht. Die maximale Leistung und das maximale Drehmoment blieben gegenüber dem Vorgängermotor praktisch unverändert. Das Leistungsmaximum von 150 kW wird 400 Umdrehungen früher erreicht (6000/min).

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