13. Juli 2009

TSI zum Dritten

Die Volkswagen AG erweitert die TSI-Motorenfamilie um ein weiteres Mitglied nach unten. Am Wiener Motorensymposium wurde der neue Vertreter mit 1,2 l Hubraum vorgestellt. Begonnen hat die Baureihe mit einem 1,4-l-Motor mit kombinierter Aufladung. Die beiden jüngeren TSI-Motoren weisen «nur» noch einen Abgasturbolader auf, beweisen sich aber als leistungsfähige und sparsame Aggregate.

TSI zum Dritten

Der neue kleine 1,2-l-TSI-Motor von Volkswagen bietet 77 kW bei 5000/min.

VON ANDREAS LERCH

 

Der erste TSI-1,4-l-Motor war mit einer gemischten Doppelaufladung ausgerüstet und erreichte die Leistungsfähigkeit eines 2,2-l-Fünfzylinders. Der zweite TSI-Motor war ebenfalls ein 1,4-l-Aggregat in der 90-kW-Klasse mit einer einfachen Turboaufladung. Auch der neue TSI-Motor ist mit einem einfachen, in den Abgaskollektor integrierten IHI-Turbolader ausgerüstet. Der Lader ist für Temperaturen bis 1050 °C ausgelegt. Da der Motor keine variablen Ventilsteuerzeiten aufweist, muss die maximale Abgastemperatur bei Volllast allenfalls über eine Anfettung des Gemisches in Grenzen gehalten werden.


Motorgehäuse

Motorgehäuse und Zylinderkopf sind aus Aluminiumdruckguss gefertigt. Die trockenen Grauguss-Buchsen mit hinterschnittener Profilierung auf dem Aussendurchmesser versprechen eine innige Verbindung mit dem Aluminiumguss. Die Graugussbuchsen bieten auch eine geringe Wärmeausdehnung; dadurch konnten Kolbenringe mit kleinerer Vorspannung und entsprechend kleinerer Reibung eingesetzt werden. Die Open-Deck-Konstruktion verringert zusätzlich die Einflüsse der Zylinderkopfschrauben auf den Verzug der Zylinder. Der Zylinderabstand wurde mit 

82 mm im Vergleich zu den 1,4-l-TSI-Motoren nicht verändert.

 

Kurbeltrieb

Um die Innenreibung des Motors weiter zu vermindern, erhielt die Kurbelwelle nur 42 mm messende Haupt- und Pleullagerdurchmesser. Dazu hat die Welle nur vier Gegengewichte. Auch die Lagerbreiten wurden gegenüber dem 1,4-l-Motor verringert, das wiederum wirkte sich positiv auf die Steifigkeit der geschmiedeten Kurbelwelle aus. Um auch akustisch eine grösstmögliche Dämpfung zu erreichen, sind die Hauptlagerböcke besonders steif ausgelegt. 

 

Ventilsteuerung

Zur weiteren Reibungsverminderung führte die Wahl eines Ventiltriebes mit nur einer Nockenwelle und pro Brennraum zwei V-förmig hängenden Ventilen. Zur Hochachse sind die Ventile um 12° geneigt und messen 30 (Auslass) bzw. 35,5 mm (Einlass). Das Nockenwellenantriebsrad wird von einer Zahnkette weit umschlungen. Aus diesem Grund wird die Kette weniger gebogen und läuft auch wieder reibungsärmer. Dafür müssen natürlich im Ventiltrieb einige Nachteile in Kauf genommen werden. Strömungsmässig wird der Gaswechsel ohne die heute üblichen variablen Ventilsteuerzeiten etwas schlechter. Insgesamt wiegt der Motor aber nur noch 89,5 kg, das sind 24,5 kg oder 20% weniger als das 1,4-l-Aggregat.

 

Kühlung und Aufladung

Die bewährte Zweikreiskühlung trennt den Zylinderkopf und den Motorblock voneinander. Im Thermostatgehäuse sind entsprechend zwei verschiedene Thermostaten verbaut. Der Turbolader versorgt den Motor mit einem maximalen Absolutdruck von 1,9 bar. Das elektrisch betätigte Wastegateventil kann in jedem Betriebspunkt beliebig und stufenlos geöffnet werden. Durch die schnelle Aktivierung (80 ms von Anschlag zu Anschlag) erübrigt sich der Einsatz eines Schubumluftventils. Zusätzlich kann im Start- bzw. Nachstartbereich das Wastegateventil voll geöffnet und die Katalysatoranströmung verbessert werden. Dabei wird das Abgas in diesem Moment im Turbolader auch nicht abgekühlt.

Der Wasser-Luft-Ladeluftkühler befindet sich im Ansaugtrakt und ist baugleich mit dem Kühler aus dem 1,4-l-TSI-Motor.

 

Einspritzung

Der Motor ist 10:1 verdichtet, und die Injektoren spritzen den Treibstoff über sechs Einzelstrahlen mit maximal 150 bar Druck direkt in die Brennräume. Dadurch konnte eine optimale Ausnutzung der Verbrennung erreicht werden. Die Ansaugluft wird mit speziellen Massnahmen im Ansaugtrakt zu einem starken Drall gezwungen. Dieser fördert die Homogenisierung des Gemisches und treibt es im Zünd­moment zur Zündkerze hin, welche sich auf der heissen Auslassventilseite befindet.

 

Leistung und Drehmoment

Der Direkteinspritzer ist als Ersatz des 1,6-l-Saugrohreinspritzmotors gedacht. Gegenüber diesem ­Aggregat erreicht der «kleine» TSI eine maximale Drehmomentsteigerung von mehr als 45 Prozent (bei 1500/min) und eine solche von 30 Prozent bei 2500/min. Der Drehmomentverlauf weist von 1500/min bis 3500/min den Maximalwert von 175 Nm auf. Die Maximalleistung beträgt 77 kW bei 5000/min.

Mit diesem neuen Motor bietet Volkswagen in der 100-PS-Klasse ein kleines und dadurch sparsames, aber trotzdem leistungsfähiges Aggregat an.

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