Der neue 2.5L Reihen-4-Zylinder-Ottomotor mit Toyota Neue Global Architektur Konzept

Autoren

T. Toda, M. Sakai, M. Hakariya, T. Kato, Toyota Motor Corporation, Aichi, Japan

Jahr

2017

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 802

Zusammenfassung

Im Oktober 2015 veröffentlichte die Toyota Motor Corporation die "Toyota Environmental Challenge 2050", die aus sechs sogenannten Herausforderungen besteht, die zu einer nachhaltigen Gesellschaft beitragen sollen. Die erste Herausforderung lautet “ Neu-Fahrzeug ohne CO₂-Emmision”, deren Ziel es ist, die CO₂-Emissionen der Fahrzeuge bis 2050 um 90% gegenüber dem Niveau von 2010 zu senken. Um dieses Ziel zu erreichen, entwickelt Toyota eine neue Motorenbaureihe mit geringerem Kraftstoffverbrauch, höherer Leistung und einer weltweit erhöhten Produktivität basierend auf Toyotas "Neue Globale Architektur Konzept (TNGA)". Der neue Vierzyylinder-Benzin-Saugmotor 2,5l ist der erste in Serie gefertigte TNGA-Motor. Um die höhere spezifische Leistung bei geringerem Kraftstoffverbrauch und Abgasemissionen zu realisieren, war eine weitere Verbesserung der Verbrennung erforderlich. Hierzu wurde die Grundstruktur wie das Hub-Bohrungsverhältnis und der Ventilaufbau komplett neu gestaltet. Weiterhin wurde ein lasergestützter Einlassventilsitz dazu verwendet, um sowohl das Taumelverhältnis als auch den Luftströmungskoeffizienten zu erhöhen.. Zusätzlich wurde der Atkinson-Zyklus unter Verwendung eines neuen elektrischen VVT-, D-4S-Systems (Direkt- und Porteinspritzung) mit einem neuen Mehrloch-DI-Injektor und der Hochenergiezündspule verwendet, um die Verbrennung zu verbessern. Darüber hinaus wurden variable Kühl- und Schmiersysteme eingesetzt, um den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren, indem Kühl- und Reibungsverluste reduziert wurden. Infolgedessen wurden über ein thermischer Wirkungsgrad von über 40% und über 60 kW/l spezifische Leistung erreicht. Durch die Kombination mit dem neuen TNGA-8-Gang-Automatikgetriebe wurden im Vergleich zum Vorgängermodell über um 16% verringerter Kraftstoffverbrauch und eine um 12% höhere Beschleunigungsleistung erzielt.