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schneemann

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Mittwoch, 9. Mai 2018, 15:01

Ein neuer Motor nach 34 Jahren

Ein neuer Motor nach 34 Jahren - motor-talk.de, 08.05.2018

Die Ablösung kommt spät: Nach 34 Jahren führt Fiat Chrysler eine neue Motorengeneration ein. Alle Details zu den Drei- und Vierzylinder-Benzinern für Fiat, Alfa und Jeep.

So richtig mag Fiat Chrysler sich nicht vom „Fire“-Motor trennen. Die Benzinmotorenfamilie treibt seit mehr als 30 Jahren Fahrzeuge des FCA-Konzerns an. Angefangen vom Autobianchi Y10 bis hin zum aktuellen Fiat 124 Spider. Doch zukünftige Anforderungen an Verbrauch und Emissionen sind zu streng für den Antrieb. Deshalb kommt nun ein Nachfolger.

Die neue Motorenfamilie heißt GSE – kurz für Global Small Engine Family, also konzernweite Kleinmotorenfamilie. Spitzname: „Firefly“. Schon seit 2016 baut FCA die Variante ohne Aufladung („N3“, „N4“) für den brasilianischen Fiat Uno. Auf dem Motorensymposium in Wien zeigte der Konzern erstmals die Turbo-Version: Die Motoren T3 und T4 kommen mit 120 PS und 190 Newtonmeter (1,0 l Hubraum, drei Zylinder) bzw. 180 PS und 270 Newtonmeter (1,33 l Hubraum, vier Zylinder).

1,33-Liter-Benziner mit 180 PS in der Giulia?

In welchen Fahrzeugen die GSE-Motoren zum Einsatz kommen, sagt Fiat noch nicht. Die Leistung legt aber nahe, dass sie für drei Konzernmarken interessant sind. Bei Jeep könnten sie die Modelle bis hin zum Cherokee antreiben. Bei Fiat würden sie zum 500 und seinen Derivaten sowie zum Punto-Nachfolger und dem Tipo passen. Und Alfa könnte sie in der Giulietta sowie als neue Basismotorisierung der Giulia anbieten.

Beim Entwurf des neuen Antriebs prüften die Ingenieure genau, inwiefern sich Bauteile der Fire-Motoren weiterverwenden lassen. Der erste Prototyp übernahm die Kurbelwelle der alten Antriebe. Später testeten die Entwickler Versionen mit alten Zylinderköpfen. Letztendlich schaffte es nur die langhubige Auslegung in die GSE-Motoren.

Mit dieser Bauform lässt sich ein kompakter Brennraum realisieren. Fiat gibt an, gute Verwirbelungen und kurze Flammwege zu erreichen. Beide Varianten bekommen eine Direkteinspritzung mit einem Kraftstoffdruck von 200 bar, vier Ventile pro Zylinder, eine variable Ventilsteuerung („MultiAir II“) und einen in den Zylinderkopf integrierten Abgaskrümmer.

Auf diesem Weg verkürzt sich die Warmlaufphase der Motoren. Besonders kleine Lager an der Kurbelwelle reduzieren die Reibung. Beides spart Sprit. Motorblock und Zylinderkopf bestehen aus Aluminium. Fiat gibt an, einen leichteren Motor zu bauen als die Konkurrenz. Mit drei Zylindern wiegt er 91, mit vier Zylindern 110 Kilogramm.

Hybridisierung mit Atkinson- und Miller-Prinzip

Die neue Motorengeneration soll für die Marken viele Möglichkeiten offenhalten. Eine Hybridisierung sei möglich. Zudem möchte man den Motoren über die variable Ventilsteuerung einen Betrieb nach Atkinson- bzw. Miller-Prinzip erlauben. Mit der gleichen Technik ließe sich die Verdichtung für den bivalenten Betrieb mit Benzin oder Erdgas realisieren.

Die T3- und T4-Motoren starten serienmäßig mit einem kleinen Monoscroll-Turbolader. Er ermöglicht eine Literleistung von etwa 90 bis 100 kW sowie ein Literdrehmoment von 190 bis 200 Newtonmeter. Langfristig sei der Einsatz eines Twinscroll-Laders geplant. Über die Auswirkungen gibt Fiat aber noch keine Auskünfte.

In der vorläufigen Konfiguration erfüllen die Motoren die neuen Abgasnormen laut WLTP. Im realitätsnahen RDE-Zyklus werden jedoch Lastbereiche gefordert, bei denen der Partikelausstoß steigt – ein generelles Problem von Direkteinspritzern. Deshalb installieren die Hersteller einen Ottopartikelfilter direkt hinter dem Katalysator.

Der Dreizylinder war erst nicht geplant

Dass es eine Variante mit drei Zylindern gibt, entschied sich erst während der Entwicklung. Die Ingenieure stellten thermodynamische Vorteile gegenüber einem Vierzylinder mit gleichem Hubraum fest. Beide Varianten gleichen sich in Bohrung und Hub (70 mm x 86,5 mm) sowie in der Verdichtung (10,5:1). Die Nockenwellen werden mit einer besonders leisen Kette angetrieben. Der aktuelle Fire-Motor hat einen Zahnriemen.

Die neue Konstruktion soll deutlich sparsamer fahren als ihr Vorgänger. Ein Diagramm aus der Entwicklung zeigt, dass vor allem bei hoher Last viel weniger Sprit eingespritzt wird. Der Vorgänger wird hier mit vergleichsweise viel Sprit gekühlt („Volllastanreicherung“). Ein wichtiger Entwicklungsschritt, denn Fiat hat große Pläne: Die GSE-Motoren sollen noch lange nach 2025 verkauft werden. Vielleicht wird er so ein Dauerläufer wie sein Vorgänger.


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