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Opel hat Einzelheiten zum neuen 1.6 SIDI ECOTEC Turbo bekannt gegeben. Er begründet eine neue Familie von Vierzylindermotoren mit Benzin-Direkteinspritzung (SIDI = Spark Ignition Direct Injection) und Turboaufladung

Rüsselsheim/Aachen, 11. Oktober 2012 – Opel hat Einzelheiten zum neuen 1.6 SIDI ECOTEC Turbo bekannt gegeben. Er begründet eine neue Familie mittelgroßer Vierzylinder-Ottomotoren mit Benzin-Direkteinspritzung (SIDI = Spark Ignition Direct Injection) und Turboaufladung. Mit dem 1.6 SIDI ECOTEC Turbo startet Anfang 2013 in Astra [1], Zafira [2] und im neuen Cabriolet Cascada [3] eine neue Motorengeneration [4], mit der Opel den Anschluss an den Wettbewerb schaffen will. Die Kombination von Direkteinspritzung und Turboaufladung ermöglicht eine deutliche Steigerung von Leistung und Drehmoment gegenüber dem aktuellen 1,6-Liter Turbo. Dazu soll der Motor dank gezielter Maßnahmen besonders laufruhig und geräuscharm arbeiten.

„Die neue mittelgroße Benzinmotorenfamilie ist der erste Schritt bei der grundlegenden Erneuerung unseres Antriebsportfolios“, sagt Projektleiter Marcel Frensch. Mit dem Wiederaufleben des 2009 lautlos beerdigten Dreizylinders dürfen wir ebenso rechnen wie mit größeren Motoren, jedoch immer mit Benzindirekteinspritzung und Abgasturboaufladung.

Downspeeding auf Diesel-Niveau

Die Kombination der typischen Downsizing-Merkmale Direkteinspritzung und Turboaufladung bietet laut Opels erster Auskünfte eine bis zu 13-prozentige Verbrauchsreduzierung und ein bis zu 33 Prozent gesteigertes Drehmoment gegenüber dem aktuellen 1,6-Liter-Turbomotor mit 132 kW. Kein Wunder, dass der neue Motor deutlich elastischer sein soll. So spart er laut Opel im Astra beispielsweise von 80 auf 120 km/h im fünften Gang rund 20 Prozent Beschleunigungszeit. Als „Eco Turbo“ leistet die Maschine mit 1598 cm³ Hubraum bereits 125 kW/170 PS und 280 Nm Drehmoment und ist auf Durchzug aus niedrigen Drehzahlen hin ausgelegt, was die Drosselverluste weiter senken hilft. Die Leistungsvariante „Performance Turbo“ bringt es auf 147 kW/200 PS bei bemerkenswerten 4700/min und 300 Nm bereits bei 1700/min. Das ist veritables Downspeeding [5]. Die auf Diesel-Niveau abgesenkten Drehzahlen unterstützen einen sparsamen Betrieb, gleichzeitig gehört die starke Version zum Kräftigsten in der 1,6-Liter-Klasse.

Der Motorblock, der einem dank Aufladung hohen Maximaldruck von 130 bar im Zylinder standhalten muss, besteht aus Gusseisen mit hohem Graphitanteil. Dieses Material ist sehr fest und kann daher dünnwandig gegossen werden. Zudem ist sein Verzug bei Erwärmung und die Schalleitfähigkeit deutlich geringer als die von Leichtmetall. Bei der Grundplatte dagegen wird zur Gewichtsersparnis Aluminium eingesetzt.

Sparen im Schichtladebetrieb

Zur Optimierung der Form und Positionsgenauigkeit der Hauptlager dient statt der üblichen Passstifte eine geräumte Presspassung zwischen Kurbelgehäuse und Grundplatte. In Verbindung mit den eisernen Hauptlagereinsätzen verbessert sich dadurch das Geräusch- und Vibrationsverhalten im mittleren und hohen Drehzahlbereich.

Der Vierventilkopf mit zwei obenliegenden Nockenwellen eignet sich perfekt zum Einsatz der Direkteinspritzung, weil dadurch Zündkerze und Einspritzventil zentral über dem Brennraum sitzen können. Dadurch ergeben sich kürzestmögliche Flammfrontwege, was eine hohe Verdichtung und homogene Ladung im Wechsel mit Schichtladebetrieb ermöglicht. Andrew Marshall, Sprecher der Produktentwicklung sagte uns: "Bei dem vorgestelltem Verbrennungskonzept wird eine homogene Gemischbildung verwendet. Es handelt sich um ein strahlgeführtes System mit Reflektion über den Kolbenboden. Ein Schichtladeverfahren mit magerer Gemischbildung ist bei der gleichen Brennraumgeometrie zwar möglich, aber zu diesem Zeitpunkt nicht vorgesehen".

Der Nockenwellenantrieb erfolgt über eine wartungsarme, geräuschmindernde Zahnkette mit hydraulischem Spanner. Ein hydraulischer Ventilspielausgleich trägt ebenfalls zur Minimierung des Wartungsaufwands bei, vor allem aber stellt er die exakte Einhaltung der Steuerzeiten über die gesamte Motorlebensdauer sicher. Die Verbindung zwischen Nockenbahn und Ventil stellen reibungsarme Rollenschlepphebel her. Ob die Nockenwellen eine Phasenverstellung zulassen, schreibt Opel nicht, es ist aber davon auszugehen, dass mindestens eine der beiden Wellen variable Steuerzeiten ermöglicht.

In die Leichtmetallkolben wird wegen der hohen Zylinderdrücke ein stabilisierender Ringträger aus Gusseisen eingesetzt. Der oberste Kolbenring ist PVD-beschichtet (Physical Vapour Deposition, also „physikalische Gasphasenabscheidung“). Diese Oberflächenvergütung durch Aufdampfen einer dünnen, harten Werkstoffschicht trägt zu Verschleißminderung und Reibungsreduzierung bei. In Eco- und den Performance-Turbo arbeiten zwei unterschiedliche Kolbentypen mit spezifischen Bodenstegen und Muldenformen.

Ruhe im Karton

Eine geringe Schallabstrahlung wird nicht nur durch einen geeignet konstruierten Zylinderblock erreicht. Damit der Ventildeckel nicht Geräusche des Ventiltriebs aus dem Zylinderkopf ungebremst in die Umgebung weitertelefonieren kann, wird er vom Zylinderkopf mittels spezieller Verschlüsse und Dichtungen entkoppelt. Das minimiert vor allem die lästigen, hochfrequenten Geräusche wie Rauschen und Pfeifen der Steuerzahnkette wie auch das typische Klickern und Klappern von Nocken, Schlepphebeln und Ventilen.

Um Vibrationen zweiter Ordnung zu tilgen, wie sie in Vierzylinder-Reihenmotoren nun mal unvermeidlich sind, nimmt Opel leichte Einschränkungen bei Effizienz, Ansprechverhalten, Bauaufwand und Gewicht in Kauf: Der Opel SIDI ECOTEC Turbo ist der einzige Ottomotor seiner Hubraumklasse, in dem zwei gegenläufige Ausgleichswellen das typische Vierzylinder-Brummen tilgen. Beide Ausgleichswellen werden von der rückwärtigen Blockwand aus ins Kurbelgehäuse montiert. Ihre Massen rotieren wie üblich mit doppelter Kurbelwellendrehzahl, innerhalb ihres Zahnkettenantriebs ändert ein Umkehrgetriebe aus Gusseisen die Drehrichtung der auslassseitigen Welle. Die drehenden Wellen erzeugen mit ihren Gewichten eine gezielte Unwucht, die den freien Massenkräften des Triebwerks (das sind genau gesagt Kurbelwelle, Pleuel und Kolben) entgegengesetzt sind und sie damit auslöschen.

Leiser verdichten

Das große spezifische Drehmoment und der hohe Ladedruck bei relativ kleinem Hubraum macht die Anpassung der Lader-Charakteristik beim Downsizing viel anspruchsvoller als in einem herkömmlichen Motor. Daher verfügt jede Variante des SIDI ECOTEC über ihre spezifische Turbinengeometrie. Der Abgasturbolader ist zudem in den Auspuffkrümmer integriert. Diese Konstruktion, die sich bei Opel bereits bewährt hat, bietet laut Pressemitteilung Vorteile hinsichtlich Packaging und Fertigung gegenüber einem Twin-Scroll-Konzept, das üblicherweise bei größeren Motoren Verwendung findet. Der Verdichter ist zudem besonders leise: Nieder- und Hochdruckresonatoren unterdrücken Strömungsgeräusche und Luftschalleffekte wie Zischen und Pfeifen bereits nahe ihrer Quelle. Unterstützt wird die Geräuschunterdrückung von einer optimierten Luftführung, Kanalgestaltung und Regelstrategien für den Gaswechsel.

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 Dieselmotoren auf einer gemeinsamen Linie bedarfsgerecht abwechselnd vom Band. Die Auslieferung der ersten Opel-Modelle mit den neuen SIDI-Motoren beginnt Anfang 2013.

URL dieses Artikels:
https://www.heise.de/-1727706

Links in diesem Artikel:
[1] https://www.heise.de/autos/artikel/Opel-Astra-Facelift-und-neue-Motoren-1618532.html
[2] https://www.heise.de/autos/artikel/Opel-Zafira-Tourer-Neuauflage-im-Fahrbericht-1360382.html
[3] https://www.heise.de/autos/artikel/Opel-Cascada-Neues-Cabriolet-vorgestellt-1699425.html
[4] https://www.heise.de/autos/artikel/Opel-bringt-neuen-1-6-Liter-Benziner-mit-Rekord-Drehmoment-1576141.html
[5] http://www.heise.de/autos/artikel/Druck-Erzeugnis-Hubraum-ist-doch-zu-ersetzen-457025.html

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