Der Global 3 und 4-Zylinder-Turbo Motor: Die neue FCA-Familie von kleinen High-Tech Benzinmotoren

Autoren

Dipl.-Ing. C. De Marino, Dipl.-Ing. G. Maiorana, Dipl.-Ing. P. Pallotti, Dipl.-Ing. S. Quinto, Dipl.-Ing. D. Sacco, FCA EMEA Powertrain Engineering, Turin

Jahr

2018

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 807

Zusammenfassung

Seit 2007 verfolgt FCA mit dem FIRE 1.4 Liter Turbo-Motor eine Strategie zur Reduktion des Kraftstoffverbrauchs, die auf der Umsetzung des Downsizing-Konzepts beruht. Die weltweite Verschärfung der Grenzwerte für CO₂, Treibhausgas- und Abgasemissionen wird auch weiterhin bis zum Jahr 2020 und darüber hinaus beträchtliche Herausforderungen für die Anwendung von Verbrennungsmotoren mit sich bringen.
Infolge der globalen Markterfordernisse sowie der neuen Fahrzeug-Testzyklen ergibt sich insofern eine wesentliche Herausforderung für die modernen Verbrennungsmotoren mit hohem Wirkungsgrad, als der Bereich des minimalen, spezifischen Kraftstoffverbrauchs auf alle Fahrbedingungen ausgedehnt werden soll.
Es ist daher erforderlich, eine intelligente Kombination von Motortechnologien zu entwickeln, die bei allen Fahrbedingungen einen stoichiometrischen Betrieb ermöglichen und zugleich ein Rightsizing der Motoren entsprechend der für das Fahrzeug erforderlichen Energie (Vehicle Demand Energy) sicherzustellen: durch geeignete Miller-bzw. Atkinsonzyklen in Verbindung mit direkter Einspritzung, Auspuffkühlung, variabler Ventilhübe und externer Abgasrückführung soll dieses Ziel erreicht werden.
Die GSE Motorenfamilie, die den 3-Zylinder 1.0 Liter und den 4-Zylinder 1.3 Liter Motor umfasst, stellt eine absolute Neuerung dar, die folgende Merkmale aufweist: langer Hub, kleiner Lagerdurchmesser, Pleuelzapfenversatz und geringes Verhältnis von Kurbelradius und Pleuellänge, Motor mit Motorblock und Zylinderkopf aus Aluminium, kompakter Vierventilbrennraum mit hoher Tumbleströmung durch die Einlasskanäle sowie die seitlich angeordnete Hochdruck-Kraftstoffeinspritzdüse, ein MultiAir VVL-System (FCA-eigene Technologie) und einen im Zylinderkopf integrierten Auslasskrümmer. Zusätzlich wurde die Hybridisierung garantiert.
Alle diese Eigenschaften machen die GSE Turbo-Motoren aufgrund ihres niedrigen Treibstoffverbrauchs, ihrer hohen Leistung, ihres niedrigen Gewichts, ihres Akustik- und Schwingungsverhaltens sowie ihrer Wärmeentwicklung zu wichtigen Akteuren in der Klasse der hubraumkleinen Motoren.