Aachener Kolloquium: Opel stellt neuen Turbobenzinmotor vor

• Neue Downsizing-Motorenfamilie mit Turboaufladung
• Bis zu 13 Prozent weniger CO₂-Emissionen und Verbrauch
• Bis zu 33 Prozent mehr Drehmoment
• Erstklassige Laufruhe und niedriges Geräuschniveau

Rüsselsheim/Aachen.  Anlässlich des 21. Aachener Kolloquiums „Fahrzeug- und Motorentechnik“ hat Opel Einzelheiten zur neuen Familie mittelgroßer Benzinmotoren bekannt gegeben. Den Anfang in der Reihe der völlig neu konstruierten Opel-Vierzylinder-Triebwerke mit Benzin-Direkteinspritzung (SIDI = Spark Ignition Direct Injection) macht der 1.6 SIDI ECOTEC Turbo. Er bietet signifikante Kundenvorteile bei Leistung, Laufruhe sowie Verbrauch und Emissionen. Während das Aggregat gegenüber dem Vorgänger mit einem Drehmomentplus von bis zu 33 Prozent aufwartet, entlastet es Portemonnaie und Umwelt dank einer bis zu 13-prozentigen Reduzierung von Kraftstoffverbrauch und CO₂-Ausstoß.
Das neue 1,6-Liter-Triebwerk als erster Vertreter der neuen Motorenfamilie wird in zwei Varianten erhältlich sein: als „Eco Turbo“ mit 125 kW/170 PS und 280 Nm Drehmoment sowie als „Performance Turbo“ mit 147 kW/200 PS und 300 Nm. Die Eco-Variante ist auf extra geringen Verbrauch und gleichzeitig guten Durchzug auch aus niedrigen Drehzahlen hin ausgelegt. Die Performance markiert die Leistungsspitze in der 1,6-Liter-Klasse. Die Auslieferung der ersten Opel-Modelle mit den neuen Triebwerken, die im Internationalen Technischen Entwicklungszentrum des Herstellers in Rüsselsheim konstruiert wurden, beginnt Anfang 2013.
„Die neue mittelgroße Benzinmotorenfamilie ist der erste Schritt bei der grundlegenden Erneuerung unseres Antriebsportfolios. Die 1,6 Liter-Downsizing-Triebwerke liefern kraftvollen Vortrieb, sind dabei jedoch auch besonders leise und umweltverträglich“, sagt Projektleiter Marcel Frensch.
Herzstück der neuen SIDI ECOTEC Turbo-Familie ist ein neuer Motorblock, der einem Maximaldruck von 130 bar im Zylinder standhält. Als Material für den Block kommt Grauguss zum Einsatz, die Grundplatte besteht aus Aluminium.

Spitzenklasse: Laufruhe und Leistung auf Topniveau
Bei der Entwicklung der neuen Motorenfamilie richteten die Opel-Ingenieure ihren Fokus nicht nur auf niedrigen Verbrauch und Emissionen, sondern auch auf Laufruhe und Leistung.
Im Lastenheft stand daher ein besonders niedriges Geräusch- und Vibrationsniveau ohne Störfrequenzen. Dementsprechend fiel die Optimierung von Ansaug- und Abgastrakt aus: So kommen beispielsweise zwecks Entkopplung des Ventildeckels vom Zylinderkopf spezielle Verschlüsse und Dichtungen zum Einsatz, die den hohen Temperaturen des benachbarten Turboladers gewachsen sind. Als Ergebnis dieses Sound-Engineerings nimmt der Kunde einen leisen und ruhigen Leerlauf sowie einen angenehmen Sound auch bei hohen Geschwindigkeiten und Motorlasten wahr – Lärmspitzen Fehlanzeige über den gesamten Drehzahlbereich hinweg.

Einzigartig: Ausgleichswellen in einem 1,6-Liter-Vierzylinder
Der neue Opel SIDI ECOTEC Turbo ist der einzige Benzinmotor seiner Hubraumklasse, der mit zwei gegenläufigen Ausgleichswellen ausgerüstet wird. Deren Integration erfolgt in Tunnel-Bauweise von der rückwärtigen Blockwand aus. Innerhalb des Zahnkettenantriebs ändert ein Umkehrgetriebe aus Gusseisen die Drehrichtung der auslassseitigen Welle. Dieses System begegnet wirksam den in jedem Vierzylinder auftretenden freien Massenkräften und trägt so entscheidend zu maximalem Komfort und minimalen Geräuschen bei.

Druckvoll: Turbolader sorgt für Schub aus dem Drehzahlkeller heraus
Die präzise Auslegung von Turbolader-Konstruktion und ‑Größe spielt eine wichtige Rolle, wenn es darum geht, bei einem Downsizing-Motor hervorragende Leistungsfähigkeit und Kraftentfaltung bei gleichzeitig geringem CO₂-Ausstoß zu gewährleisten.
Motoren mit hohem spezifischem Drehmoment und Ladedruck bei relativ kleinem Hubraum müssen über ein spontanes Ansprechverhalten verfügen, um großvolumige, konventionelle Triebwerke ersetzen zu können. Beim neuen 1,6-Liter-Triebwerk kommt ein in den Auspuffkrümmer integrierter Lader mit speziellem Turbinendesign zum Einsatz. Diese Konstruktion, die sich bei Opel bereits bewährt hat, bietet Vorteile hinsichtlich Packaging und Fertigung gegenüber einem Twin-Scroll-Konzept, das üblicherweise bei größeren Motoren Verwendung findet. Jede Variante des SIDI ECOTEC verfügt über ihre spezifische Turbinengeometrie.
Der Verdichter ist darauf ausgelegt, bereits bei niedrigen Drehzahlen ein hohes Drehmoment ohne wahrnehmbare Strömungsgeräusche zu liefern. Nieder- und Hochdruckresonatoren unterdrücken Luftschalleffekte wie Zischen, Pulsationen und Schaufelpassiergeräusche nahezu vollständig. Dank optimierter Luftführung, Kanalgestaltung und Regelstrategien für den Gaswechsel profitiert der Motor von einer progressiven Ladedruckstrategie ohne Turbo-typische Geräusche.
Im Vergleich zum Vorgänger bietet der neue Motor deutlich mehr Elastizität. So spart er beispielsweise von 80 auf 120 km/h im fünften Gang rund 20 Prozent Beschleunigungszeit.

Effizient: Direkteinspritzung für mehr Leistung bei weniger Verbrauch
Zum Erreichen geringer Kraftstoffverbräuche und niedriger Emissionen entschieden sich die Opel-Ingenieure für ein Kraftstoffsystem mit zentraler Direkteinspritzung. Die Positionierung von Zündkerze und Einspritzdüse mittig über dem Brennraum und parallel zur Kurbelwelle ergibt eine kompakte Konstruktion, womit sich das Prinzip von homogener Ladung wie Schichtladebetrieb gleichermaßen optimal umsetzen lässt.
Der Ventiltrieb erfolgt über eine wartungsarme Steuerkette mit hydraulischem Spanner, hydraulische Rollenschlepphebel begünstigen niedrige Reibwerte. Zur
Geräuschminimierung erfolgt der Nockenwellenantrieb über eine Zahnkette. Für das Kurbelgehäuse wurde aus Gewichtsgründen eine zweiteilige Lösung gewählt, die auf einer Grundplatte aus Druckgussaluminium ruht. Der Zylinderblock entsteht in einem innovativen Dünnwandgießverfahren, das die Einbindung verschiedener Funktionsmerkmale direkt in das Rohteil ermöglicht und damit Potenzial zur Verkürzung der Produktionszeit bietet.
Zur Optimierung der Form des Hauptlagers sowie dessen Positionsgenauigkeit kommt statt der üblichen Passstifte eine geräumte Presspassung zwischen Zylinderkopf und Grundplatte zum Einsatz. Dank des geringen Integrationsaufwands und eines Komponentenaustausch-Konzepts kann diese Konstruktion ohne weiteres in verschiedenen Fahrzeug-Baureihen Verwendung finden. Der neue Motor arbeitet mit einer Kurbelwelle aus Schmiedestahl und Hauptlagerzapfen mit geringem Durchmesser. In Verbindung mit den eisernen Hauptlagereinsätzen ergeben sich daraus Vorteile wie gutes Geräusch- und Vibrationsverhalten im mittleren und hohen Drehzahlbereich.
Für den Eco- und den Performance-Turbo wurden zwei unterschiedliche Kolbentypen mit spezifischen Bodenstegen und Muldenformen entwickelt. Gemeinsam haben die beiden einen Ringträger aus Gusseisen, der die hohen Zylinderdrücke pariert. Der PVD-beschichtete (Physical Vapour Deposition, englisch für physikalische Gasphasenabscheidung) erste Kolbenring trägt ebenfalls zur Reibungsreduzierung bei.

Bedarfsgerecht: „Flex Plant“-Motorenwerk in Ungarn
Die Produktion des neuen 1.6 SIDI ECOTEC Turbo startet Ende des Jahres im neuen Motorenwerk Szentgotthárd, in Ungarn, das vor wenigen Wochen eröffnet wurde. Nach dem „Flex Plant“-Konzept laufen dort Benzin- und Dieselaggregate auf einer gemeinsamen Linie bedarfsgerecht vom Band.