25. Februar 2010

Turbinengehäuse aus Stahl

Ein neuer 2-Liter-Vierzylinder-Turbomotor mit Benzindirekteinspritzung soll ab Sommer 2010 in den Modellen S80, V70 und XC60 für Vortrieb sorgen. Interessant ist dabei, dass erstmals nicht nur der Abgaskrümmer, sondern auch das Turbinengehäuse aus Stahlblech hergestellt ist.

Turbinengehäuse aus Stahl

Die Entwicklungszusammenarbeit von BorgWarner Turbo Systems und Benteler Automotive hat Früchte getragen: Abgasturboladermodul für den Volvo-Motor.

VON ANDREAS SENGER

In Zusammenarbeit mit dem Abgasturbolader-Spezialisten BorgWarner Turbo Systems und dem Stahlblechverarbeiter Benteler Automotive hat Volvo einen Teil seines  Benzindirekteinspritzers neu entwickelt, der wegweisenden Charakter hat: Bisher waren Abgaskrümmer kombiniert mit dem Turbinengehäuse aus Guss oder zumindest das Turbinengehäuse als Einzelteil in Gusstechnik hergestellt. Die Temperaturfestigkeit war dank diesem Materialeinsatz gegeben. Volvo beschreitet mit dem Aggregat neue Pfade.
Sowohl der Abgaskrümmer wie auch das Gehäuse des Abgasturboladers auf Turbinenseite sind aus Stahlblechen hergestellt. Dank dem doppelwandigen Auspuffkrümmer und kombiniertem Turbinengehäuse kann das Abgas beim Kaltstart und Warmlauf weniger Wärmeenergie an die Umgebung abgeben. Der Vorteil ist, dass der Dreiwegekatalysator und die Lambdasonden schneller auf Betriebstemperatur gebracht werden können. Damit lassen sich die Emissionen beim Kaltstart deutlich reduzieren.
Damit die Vibrationen des Motors nicht auf die Schalldämpferanlage übertragen werden, weist die Konstruktion ein gewelltes Anschlussrohr auf (im Bild oben rot eingekreist). Ausserdem lassen sich dadurch auch Längenänderungen durch Wärmeunterschiede ausgleichen.

Modernste Komponenten

Im Verbund mit einer vollvariablen Ventilsteuerung auf der Ein- wie Auslassnockenwelle (Flügelzellenversteller) lassen sich zudem die interne Abgasrückführung und der Gaswechsel allgemein verbessern. Eine hohe Leistungsausbeute gepaart mit geringen Schadstoffemissionen (Euro 5) sind das Resultat.
Bei einer Drehzahl von 6000/min erreicht die Leistungskurve ihren Maximalwert von 149 kW/203 PS. Der Beginn des Drehmomentplateaus (300 Nm) liegt bei 1750/min und reicht bis 4000/min. Zum Überholen wird der Ladedruck leicht erhöht, damit das maximale Drehmoment kurzzeitig auf 320 Nm steigen kann. Trotz relativ hohem Verdichtungsverhältnis von 10:1 wird der Vierventiler mit einem maximalen Ladedruck von effektiv 0,9 bar mit Frischluft versorgt. Der Treibstoff wird von einem Bosch-Einspritzsystem über 7-Loch-Einspritzventile seitlich in den Brennraum gespritzt.
Für einen S80 gekoppelt mit einem Doppelkupplungsgetriebe gibt Volvo einen Normverbrauch von 8,3 l/100 km an. Dank geringem Verbrauch trotz hoher Leistungs- und Drehmomentreserven wird der direkteingespritzte Vierzylinder früher oder später als Alternative für alle 5- und 6-Zylinder-Reihenmotoren angeboten werden.

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