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Subaru Boxer Diesel Der erste Vierzylinder-Boxer-Dieselmotor Die Integration des Bauprinzips Boxer und des Funktionsprinzips Selbstzündung ist eine technische Heraus- forderung. Mit der Serienproduktion des ersten Boxer-Dieselmotors für Personenwagen ist Subaru ein Durchbruch gelungen. Der 2,0-l-Vierzylinder-Boxer-Bieselmotor leistet 110 kW, entwickelt ein maximales Drehmoment von 350 Nm und emittiert 148 g/km Kohlenstoffdioxid (CO 2 ). Zu seinen Stärken zählen Geräuscharmut, geringe Vibrationen und eine kompakte Bauweise. ENTWICKLUNG MTZ 09I2008 Jahrgang 69 722 Neue Motoren

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Subaru Boxer Diesel Der erste Vierzylinder-Boxer-Dieselmotor

Die Integration des Bauprinzips Boxer und des Funktionsprinzips Selbstzündung ist eine technische Heraus-forderung. Mit der Serienproduktion des ersten Boxer-Dieselmotors für Personenwagen ist Subaru ein Durchbruch gelungen. Der 2,0-l-Vierzylinder-Boxer-Bieselmotor leistet 110 kW, entwickelt ein maximales Drehmoment von 350 Nm und emittiert 148 g/km Kohlenstoffdioxid (CO2). Zu seinen Stärken zählen Geräuscharmut, geringe Vibrationen und eine kompakte Bauweise.

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1 Einleitung

Subaru, die Automobilmarke von Fuji Heavy Industries, hat 1966 erstmals einen Boxer-Benzinmotor auf den Markt ge-bracht. 1989 folgte die zweite Generation der Boxer-Benziner, die nach und nach in die Baureihen Legacy, Impreza und Fores-ter eingeführt wurde. Diese Motoren ha-ben sowohl für Laufkultur und Komfort als auch mit ihrer Leistungsfähigkeit in der Rallye-Weltmeisterschaft überzeugt. Der neue Boxer-Dieselmotor, Bild 1, vereint in sich die Techniken der Benzineinsprit-zung, der Aufladung und der Abgasreini-gung. Gleichzeitig verfügt er über die di-versen positiven Leistungscharakteristika, die der konstruktiven Umsetzung des Bo-xer-Prinzips innewohnen. Klares Ziel war die Entwicklung eines Dieselmotors, oh-ne die Vorteile des symmetrischen Allrad-antriebs (Symmetrical All-Wheel-Drive; AWD) aufzugeben. Die Kerntechnologie setzt einen Boxer-Motor voraus: Seine ge-ringe Bauhöhe garantiert einen niedrigen Schwerpunkt und eine nahezu ideale Ge-wichtsverteilung. Seit März 2008 liefert Subaru die Modelle Legacy und Outback mit Boxer-Dieselmotor auf die europäi-schen Märkte. Im September folgt der Bo-xer-Dieselmotor im neuen Forester, Ende des Jahres auch im Impreza.

2 Entwicklungsziel

Im Lastenheft ganz oben stand die Ent-wicklung eines umweltfreundlichen Mo-tors mit hoher Leistungsfähigkeit und ge-ringen CO2-Emissionen. Mit moderner Common-Rail-Einspritzung, variabler Tur-binengeometrie und einem großen Küh-ler für die Abgasrückführung erfüllt der Boxer-Dieselmotor die europäischen An-forderungen an Umweltschutz und Mo-torleistung. Er sollte die für Dieselmotoren typischen Vorzüge aufweisen und gleich-zeitig die spezifischen Leistungscharakte-ristika bieten, die der konstruktiven Um-setzung des Boxer-Prinzips per se innewoh-nen. Deswegen lagen die Entwicklungs-schwerpunkte auf folgenden Faktoren:– Geräuscharmut, geringe Vibrationen

und Drehfreudigkeit – direktes, sportliches Ansprech-

verhalten– geringes Gewicht– Kompaktheit

– hohe Steifigkeit– niedriger Schwerpunkt – Wirtschaftlichkeit.

3 Spezifikationen des Motors

Tabelle 1 zeigt die wesentlichen Eigen-schaften des Boxer-Dieselmotors im Ver-gleich zu den Benzinmotoren. Bild 2 zeigt einen Querschnitt des Motors. Zur Errei-chung des Entwicklungsziels sind fol-gende Maßnahmen ergriffen worden:– kompaktes Design– geringe Reibung und geringes Träg-

heitsmoment– leichter und hochfester Motorblock

und Kurbelwelle– Common-Rail-System mit 1800 bar

Einspritzdruck– leichte, kompakte elektromagnetische

Einspritzdüsen– Turbolader mit variabler Turbinengeo-

metrie unter dem Motor– Abgasreinigungssystem direkt hinter

dem Turbolader.

Der Autor

Kenji Harimaist Staff Manager, Engine Design Depart-ment bei Fuji Heavy Industries Ltd. in Tokio (Japan).

Bild 1: Boxer-Dieselmotor von Subaru

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Bauartbedingt erzeugt der Boxer-Motor kaum Vibrationen, denn durch die ge-genüberliegende Anordnung der Zylin-der heben sich die bei der Bewegung der Kolben entstehenden Massenkräfte erster und zweiter Ordnung wechselseitig auf. Tabelle 2 zeigt die Massenkräfte erster und

zweiter Ordnung im Vergleich eines Vier-zylinder-Boxer-Motors (H4) zu einem Vier-zylinder-Reihenmotor (L4) [1]. Man beach-te, dass Rollmomente des Motors in der Tabelle nicht enthalten sind – weder für den HN4 noch für den L4. Die Massen-kräfte zweiter Ordnung eines L4-Diesel-

motors sind mit mehr als 10 kN bei 4000/min enorm. Dagegen erreichen die Mas-senkräfte zweiter Ordnung beim Boxer-Dieselmotor (H4) nur 250 Nm bei 4000/min und haben deshalb einen geringen Einfluss auf die motorischen Vibrationen. Wegen der guten Vibrationscharak-

Bild 2: Querschnitt des Subaru Boxer-Dieselmotors

EE20 Boxer Diesel EJ20 (Benzin) EZ30 (Benzin)

Hubraum cm3 1998 1994 2999

Leistung kW (PS)/min 110 (150)/3600 110 (150)/6000 180 (245)/6600

Maximales Drehmoment Nm/min 350/1800 196/3200 297/4200

CO2-Emissionen (g/km) 148 (Limousine mit Schaltgetriebe) 202 (Limousine mit Schaltgetriebe) 286 (Limousine mit Schaltgetriebe)

Verbrauch l/100 km 5,6 (Limousine mit Schaltgetriebe) 8,6 (Limousine mit Schaltgetriebe) 12,1 (Limousine mit Schaltgetriebe)

Verdichtungsverhältnis 16,3 10,2 10,7

Bohrung x Hub mm 86,0 x 86,0 92,0 x 75,0 89,2 x 80,0

Zylinderabstand mm 98,4 113 98,4

Zylinderbankversatz mm 46,8 54,5 46,8

Höhe Kurbelwellengehäuse mm 220 201 202

Durchmesser Lagerzapfen mm ø 67 ø 60 ø 64

Durchmesser Kurbelwellenzapfen mm ø 55 ø 52 ø 50

Länge der Pleuelstangen mm 134 130,5 131,7

Durchmesser Kolbenbolzen mm ø 31 ø 23 ø 22

Bauhöhe Verdichtungssystem mm 43 33,5 30

Einspritzsystem Common-Rail MPI MPI

Turbolader Turbolader mit variabler Turbinengeometrie – –

EGR wassergekühlt – –

Diesel-Partikelfilter offen – –

Baulänge des Motors mm 353,5 414,8 438,4

Tabelle 1: Spezifikationen des Motors

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teristika braucht der Motor keine Aus-gleichswellen und realisiert ein geringes Trägheitsmoment, niedrige Reibung und geringes Gewicht. Die kurze und hochfeste Kurbelwelle minimiert die Vibrationsgeräusche zusätzlich, Bild 3.

Um die Bedingungen für die Diesel-verbrennung zu optimieren, wurde im Vergleich zum H4-Benzinmotor der Kol-benhub um 11 mm erhöht und die Boh-rung um 6 mm verringert. So konnte ein längerer Hub erreicht werden, ohne den Motor insgesamt zu verbreitern. Da-durch wird der Einbau in bestehende Modelle problemlos möglich. Zusätzlich wurde der Zylinderabstand verkürzt, so dass der Motorblock insgesamt um 61,3 mm kürzer ist als ein H4-Benziner. Damit ist der 2,0-l-H4-Boxer-Dieselmotor kompakter als der 2,0-l-H4-Benzinmotor.

Zur Verbesserung der Leistung des Abgasreinigungssystems und zur Beibe-haltung des niedrigen Schwerpunkts wurde die Konstruktion des Turboladers modifiziert. Bei einem H4-Benzinmotor befindet sich der Turbolader rechts ober-

halb des Motors. Beim Boxer-Dieselmotor befindet sich der Turbolader rechts un-terhalb des Motors. Dank der variablen Turbinengeometrie wird bei allen Drehzahlen die Schaufelstellung ent-sprechend den Leistungsanforderungen modifiziert und permanent eine effizi-ente Aufladung sichergestellt.

Das Abgasreinigungssystem arbeitet mit Oxidationskatalysatoren, einem of-fenen Diesel-Partikelfilter (DPF), Abgas-rückführung und ist dem Turbolader direkt nachgeschaltet. Der Katalysator nimmt schon früh nach dem Kaltstart die Reinigungsarbeit auf. Sobald die Temperatur unter bestimmten Fahrbe-dingungen auf 250° C ansteigt, beginnt der Oxidationskatalysator Stickstoffdi-oxid (NO2) zu generieren, das die Dieselp-artikel im DPF oxidieren lässt. Das ge-kühlte Abgas wird in den Brennraum zurückgeführt, senkt die Verbrennungs-temperatur und verringert die Stickoxid-emissionen. Diese konstruktive Ausle-gung verkürzt die Warmlaufphase des Katalysators und verbessert die Reini-

H4 Boxermotor

Massenkräfte1. Ordnung 0

2. Ordnung 0

Trägheitsmoment1. Ordnung 0

2. Ordnung – 2mrec ω2rs1 / λ cos2θ

Reihen-Vierzylinder

Massenkräfte1. Ordnung 0

2. Ordnung 4mrec ω2r1 / λ cos2θ

Trägheitsmoment1. Ordnung 0

2. Ordnung 0

mrec: gegengewicht; ω: geschwindigkeit kurbelwinkel; θ : kurbelwinkel;r: kurbelwellenkühler; λ: Länge der Pleuelstangen / kurbelwellenkühler; s: Zylinderbankversatz

Tabelle 2: Vergleich Massenkräfte und Trägheitsmoment

Bild 3: Vergleich des Trägheitsmoments auf das Kurbelwellensystem

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gungsarbeit über weite Drehzahlbereiche. Ein Kühler für die Abgasrückführung sorgt für die Verminderung der Stickoxi-de (NOx), und damit erreicht das System die Grenzwerte von Euro 4.

Für die Gemischaufbereitung setzt Subaru ein Common-Rail-System ein, das mit einem maximalen Einspritzdruck von 1800 bar arbeitet [2]. Es besteht aus einer Hochdruckeinspritzpumpe und elektromagnetischen Acht-Loch-Einspritz-düsen an jedem Zylinder, die Mehrfach-einspritzungen ermöglichen. Die kurzen, kompakten Einspritzdüsen wurden spezi-ell für den Boxer-Dieselmotor entwickelt, um die Baubreite des Motors auf dem Ni-veau der Benzinmotoren zu halten.

Der Brennraum ist ablaufinvariant. Mit der spezifischen Charakteristik, die aus Zerstäubung und Verwirbelung resultie-ren, können die Ziele Wirtschaftlichkeit und umweltfreundliches Emissionsverhal-ten bei hoher Motorleistung ereicht wer-den. Das Verdichtungsverhältnis beträgt 16,3:1, der maximale Verbrennungsdruck

beträgt 18 MPa. Die Form des Brennraums wurde mithilfe von Computational Fluid Dynamics (CFD), Bild 4, festgelegt.

4 Eigenschaften des Motors

4.1 Geringes Geräuschniveau, geringe Vibrationen und DrehfreudigkeitDie Verbindung zwischen dem Allradan-triebssystem Symmetrical AWD und dem Boxer-Prinzip maximiert das Potential der leisen und vibrationsarmen Motoren. Sie vermindert nachhaltig die dieselty-pische Geräuschentwicklung und führt zu einem direkten Ansprechverhalten und geringen Vibrationen.

4.1.1 Hochfester Antriebsstrang durch Symmetrical AWDWegen der erheblichen Drehmoment-schwankungen von Dieselmotoren wird ein Zweimassenschwungrad eingesetzt, das Geräusche und Vibrationen im An-triebsstrang reduziert. In vielen Fahrzeu-

gen mit Frontmotor und Heckantrieb absorbiert der Gummikupplungsdämp-fer der Antriebswellen Geräusche und Vibrationen im Antriebsstrang, reduziert gleichzeitig aber auch die Festigkeit des Antriebsstrangs. Selbst bei der Verwen-dung einer Kupplung mit einem Zweimas-senschwungrad entstehen zahlreiche Resonanzpunkte, die Dröhnfrequenzen im Bereich bis 100 Hz auslösen können. Dagegen kann das Allradantriebssystem Symmetrical AWD die beträchtlichen Drehmomentschwankungen von Diesel-motoren über alle vier Räder abbauen. Aus diesem Grund sind die Vibrationen der Komponenten des Antriebsstrangs nur gering. Zudem handelt es sich um ein hochfestes Antriebssystem ohne Gummikupplungsdämpfer, so dass es nur wenige Resonanzpunkte gibt, die Dröhnfrequenzen im Bereich bis 100 Hz auslösen. So werden die Innengeräusche vom Start an als angenehm empfunden.

4.1.2 Ausgewogene Leistung durch Boxer-PrinzipBauartbedingt erzeugt der Boxer-Motor kaum Vibrationen, denn durch die ge-genüberliegende Anordnung der Zylin-der heben sich die bei der Bewegung der Kolben entstehenden Massenkräfte ers-ter und zweiter Ordnung wechselseitig auf. Verglichen mit einem L4-Motor mit Ausgleichswellen sind die motorischen Vibrationen zweiter Ordnung über das gesamte Drehzahlband gering, Bild 5.

4.1.3 Geringe Vibration durch hochfeste KurbelwelleDie Kurbelwelle eines Boxer-Motors ist insgesamt kürzer und deshalb auch fes-

Bild 4: Untersuchung der Brennraumform mit CFD

Bild 5: Motorische Vibrationen (zweiter Ordnung) Bild 6: Motorische Vibrationen (sechster Ordnung)

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ter als in Reihenmotoren. Bei geringer Festigkeit jedoch generiert die Kurbel-welle bei hohen Drehzahlen resonante Torsionsschwingungen, die wiederum zu motorischen Vibrationen führen. Die-se treten beim Boxer-Motor auch bei ho-hen Drehzahlen nicht auf, Bild 6. So bleibt das Innengeräusch auch bei hohen Drehzahlen frei von Dröhnfrequenzen.

4.1.4 Reduzierte VerbrennungsgeräuscheWegen der prägnanten Verbrennungsge-räusche von Dieselmotoren wurden an Motorblock, Einlasssystem und Getriebe-gehäuse, die zu den wesentlichen Ge-räuschquellen gehören, entsprechende Schallschutzmaßnahmen ergriffen. Die-se haben auch die Verbrennungsgeräu-sche des Motors insgesamt vermindert, Bild 7. Das Ergebnis ist ein Dieselmotor, der im Leerlauf und in allen Drehzahlbe-reichen leise arbeitet.

4.2 Direktes, sportliches Ansprechverhalten

4.2.1 MotorleistungDer Motor entwickelt 110 kW bei 3600/min und ein maximales Drehmoment von 350 Nm bei 1800/min. Die Drehmo-mentkurve beginnt nach etwa 2500/min leicht abzufallen, die Leistung hingegen steigt weiter an. Auch nach dem Leistungs-maximum bei 3600/min dreht der Mo- tor zügig an bis zur Nenndrehzahl von 4750/min, Bild 8. Diese Drehfreudigkeit ist charakteristisch für den Subaru Bo-xer-Dieselmotor.

Verglichen mit einem L4-Motor ist die Kurbelwelle um 50 % leichter, und die

Rotationsträgheit ist um 18 % geringer. Auch das Trägheitsmoment ist unter Be-rücksichtigung des Verzichts auf Aus-gleichswellen um 34 % geringer. Dank dieser niedrigen Trägheitswerte über-zeugt der Boxer-Dieselmotor mit einem direkten Ansprechverhalten.

4.2.2 TurboladerDer Turbolader mit seiner variablen Tur-binengeometrie optimiert den Abgas-strom am Turbineneinlass und ist direkt mit den Katalysatoren verbunden, Bild 9. Bereits nach der Hälfte der Entwicklungs-zeit hat der Motor die Anforderungen bei hohen Drehzahlen erfüllt, so dass der

weitere Schwerpunkt auf der Größe und der Spezifikation der variablen Turbinen-schaufeln lag, um Elastizität, Ansprech-verhalten und Drehfreude bei niedrigen Drehzahlen zu optimieren. Das Dreh-moment unterhalb von 1800/min wurde um 20 Nm gesteigert und die Übergangs-charakteristika verbessert. So konnte die geplante Leistung bei niedrigen Dreh-zahlen erreicht und die Nennleistung beibehalten werden.

4.2.3 BeschleunigungDie Entwickler des Boxer-Dieselmotors ha-ben sich intensiv auf das direkte An-sprechverhalten fokussiert. Die Beschleu-

Bild 7: Motorgeräusche (Schalldruckpegel 2 kHz) Bild 8: Motorleistung

Bild 9: Variable Turbinengeometrie

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nigungswerte im zweiten und im höchs-ten Gang sind der Bewertungsindex für die Durchzugskraft des Motors in nied-rigen und mittleren Drehzahlen – Be-reiche, die auf europäischen Landstraßen und Autobahnen häufig genutzt werden. Bei der Beschleunigung übertrifft der Bo-xer-Dieselmotor den 2,0-l-Benzin-Saugmo-tor von Subaru und ist vergleichbaren Pkw-Dieselmotoren überlegen.

4.3 Kompaktheit und hohe Festigkeit

4.3.1 Grundstruktur des MotorsDie Grundstruktur eines H4-Motors er-laubt eine im Vergleich zum L4-Reihen-motor kompakte, leichte und hochfeste Bauweise, die gute Werte bei Geräusch und Vibrationen, Leistung und Ver-brauch ermöglicht. Um den Hub im Ver-gleich zum H4-Benziner zu vergrößern, ohne die Gesamtbreite des Motors zu er-höhen, wurde das Serviceloch im Motor-block, das bei der Montage von Kolben-bolzen und Pleuelstangen als Führung diente, entfernt und stattdessen eine dia-gonal zweigeteilte Pleuelstange einge-setzt, deren Kappe von der Seite der Öl-wanne montiert wird. Dies minimiert den Zuwachs bei der Höhe des Kurbel-wellengehäuses.

Die breiten Enden der Pleuelstangen weisen ein asymmetrisches Profil auf, das die Montagepräzision und die Rundheit der Oberflächenstruktur an der Verbin-dung zum Kurbelwellenzapfen verbessert und die Reibung vermindert. Außerdem trägt es zur Minimierung der Drehbewe-gung bei, indem es einen größeren Kol-benweg innerhalb des kompakten Motor-blocks ermöglicht. Darüber hinaus wurde

die Kompressionshöhe durch Kolben aus einer hochfesten Aluminiumlegierung reduziert sowie die Absenkung der Kol-bentemperatur durch eine zusätzliche Zwangskühlung minimiert: Öldüsen spritzen über kolbeninnere Kühlkanäle Motoröl auf die Kolben. Auch die Höhe des Zylinderkopfs wurde verringert. Insge-samt ist der kompakte Boxer-Dieselmotor genauso breit wie der H4-Benzinmotor.

4.3.2 MotorblockDer Motorblock eines Boxer-Motors ist leicht und hochfest. Alle fünf Hauptla-ger enthalten Stützlager aus einem Me-tall-Matrix-Verbundwerkstoff, die wäh-rend des Gussprozesses hinein gesintert werden. Dies führt dank der Steifigkeit zu hoher Laufruhe und einer ther-mischen Ausdehnungsrate, die iden-tisch ist mit jener der Kurbelwelle. Diese Technik findet auch bei den H4-Benzin-motoren Einsatz. Beim Motorblock wird das halboffene Kurbelwellengehäuse verwandt, das seine Standfestigkeit in den Benzinmotoren mit Turboaufla-dung bereits unter Beweis gestellt hat. Diese Bauweise erhöht die Steifigkeit der Struktur im Bereich der Zylinder-kopfdichtung.

4.3.3 KurbelwelleDie Verformung der Kurbelwelle unter hohem Verbrennungsdruck ist bei einem Boxer-Motor geringer als bei einem Rei-hen- oder V-Motor, weil der Abstand des Hauptlagers, das die Belastung zu tragen hat, kürzer ist. So wird die Belastung am Ende des Lagers, wo der Ölfilm am dünns-ten ist, vermindert. Dies führt zu höherer Zuverlässigkeit und einer geringeren La-gerbreite als bei einem Reihenmotor.

4.3.4 Zylinderkopf und VentilsystemWegen der hohen Verbrennungsdrücke werden hochfeste Zylinderköpfe ver-wandt. Kompakte und reibungsarme Rol-lenkipphebel kommen in Verbindung mit zwei oben liegenden Nockenwellen (Dual Overhead Cam; DOHC) zum Ein-satz. Der Durchmesser der Einlassventile wurde optimiert. Dies führte zur Verbes-serung der Beatmung und zu einem hö-heren Wirkungsgrad. Die Kombination eines Dralltopfs auf der Einlassseite und dem optimierten Durchmesser der Ein-lassventile führt zu einer guten Verwir-belung des Gemischs. Eine hochwider-standsfähige Steuerkette treibt die No-ckenwelle an und meistert die Drehmo-mentschwankungen des Dieselmotors.

4.4 Verbrauch und innermotorische Reibung Die motorinternen Reibungsverluste blei-ben auf einem niedrigen Niveau. Da sich beim Boxer-Motor bauartbedingt die bei der Bewegung der Kolben entstehenden Massenkräfte erster und zweiter Ordnung wechselseitig aufheben und deshalb Aus-gleichswellen und Ausgleichsgewichte an den Kurbelwellenwangen entfallen kön-nen, werden auch die Reibungsverluste reduziert. Dies verschafft deutliche Hand-lingvorteile gegenüber asymmetrischen, mehrfach umgelenkten Kraftflüssen. Die Rollenkipphebel sind in das Ventilsystem integriert, zur Schmierung wird ein

Bild 10: Motor-interne Reibung

Bild 11: Mehrfach-Einspritzung

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Leichtlauföl verwandt. Insgesamt befin-det sich beim Boxer-Dieselmotor die mo-torinternen Reibwerte unter den besten in der 2,0-l-Klasse, Bild 10.

In allen Drehzahlbereichen wurde durch die Verminderung der motorinter-nen Reibung und das Feintuning des Mo-tors zu Ausgewogenheit von Verbrauch und Leistung der spezifische Verbrauch gesenkt. So liegt der CO2-Ausstoß des Le-gacy 2.0 D bei 148 g/km, was zu den nied-rigsten in der 2,0-l-Klasse zählt, obwohl es sich um eine Limousine mit Allradan-trieb handelt.

4.5 Das Steuersystem

4.5.1 System und HardwareDie Steuereinheit (Engine Control Unit; ECU) verwendet die Standardhardware

des Zulieferers, was die Kosten signifi-kant senkt. Außer dem Einspritzsystem entsprechen Systeme wie zum Beispiel das Kommunikationssystem, die Klima-anlage und die integrierte Steuerung des Antiblockiersystems und des elektroni-schen Stabilitätsprogramms (Vehicle Dy-namics Control; VDC) denen der Benzin-modelle, so dass nur marginale Verände-rungen anfallen und die hohe ECU-Leis-tungsfähigkeit erhalten bleibt.

4.5.2 Steuerung Die Einspritzdüse kann pro Arbeitsgang bis zu fünf Einspitzungen vornehmen, Bild 11. Dabei muss sie den Treibstoff hochfein dosieren, damit das Geräusch- und Vibrationsverhalten erhalten bleibt. Zu diesem Zweck wurden zwei Maßnah-men ergriffen:– Einspritzdüsen Qick Response (QR)-

Code wird in die ECU geschrieben: Die Dispersionsdaten jeder einzelnen Ein-spritzdüse werden als QR-Code (Bar-code) auf der Einspritzdüse ange-bracht. Bei der Montage im Motoren-werk erfasst der Codeleser den Barcode für alle Zylinder des jeweils montierten Motors. Während der Fahrzeugmonta-ge werden diese Daten in die ECU ein-getragen, damit die jeweils korrekten Einspritzmengen gewährleistet sind.

– Lernfähigkeit der Steuerung der Micro-Einspritzmengen: Die Vor- und Nach-Einspritzmengen müssen hoch-fein dosiert werden. Zu diesem Zweck ist die Steuerung der Einspritzdüsen „lernfähig“. Während des stabilen Leerlaufs werden die Einspritzmen-gen jeder Düse an jedem Zylinder ge-messen und dienen dann als Basis für die Korrektur der Einspritzmenge. Da dieser Lernprozess ein wesentlicher Faktor für die Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs ist, erfolgt er zum Zeit-punkt der Auslieferung aus dem Werk und dann regelmäßig im täglichen Betrieb beim Kunden. Auf der Grund-lage der präzisen Einstellung und

Kalibrierung der Einspritzkennfelder wurde das sogenannte „Tailing“, die stufenweise Änderung der Einspritz-mengen von Zylinder zu Zylinder, die Korrektur der jeweiligen zylinderspe-zifischen Einspritzmengen und die Lernfähigkeit der Steuerung der Micro-Einspritzmengen eingeführt.

5 Zusammenfassung

Subaru hat den ersten Boxer-Dieselmotor für Personenwagen in die Serienproduk-tion eingeführt und im Jahr 2008 in den Baureihen Legacy und Outback zu euro-päischen Kunden gebracht. Leistungsfä-higkeit, direktes Ansprechverhalten, Ge-räuscharmut, Vibrationen und Wirt-schaftlichkeit sind auf hohem Niveau ausgewogen. Subaru hat sich erst spät für die Entwicklung eines eigenen Die-selmotors entschieden, aber dabei gleich-zeitig seine Kerntechnologie weiterent-wickelt: Mit dem Boxer-Dieselmotor wur-de ein bisher einzigartiges Triebwerk entwickelt, das sicher im harten interna-tionalen Wettbewerb bestehen kann.

Literaturhinweise [1] Society of Automotive Engineers of Japan, Inc.:

Jidosha gijutsu Handbook (Handbook of Auto-motive Engineering Handbook). Tokyo: Society of Automotive Engineers of Japan, Inc., 2004

[2] Tanaka, Y.; Nagata, k.: 1800 bar Common Rail System for Diesel Engines. In: Denso Technical Review 2006, Vol. 11, No. 1

Krupp vor Subaru?Der welterste in Boxer-Bauweise konstruierte Pkw-Dieselmotor, von Subaru als „Revolution“ bezeichnet, hat einen Vorläufer, wenn auch nicht im Personenwagen: Exakt vor 75 Jahren, 1933, brachte krupp einen Diesel-Boxer für leichte Lastwagen heraus. Wie der Japaner hatte auch der kruppianer ein aus Leichtmetall gegossenes kurbelgehäuse, und um gewicht einzusparen, kühlte konstrukteur Adolf Roth (1892-1966) seine Maschine mit Luft. Das ergab den leichtesten Motor der Industrie (325 kg, zum Vergleich Subaru: 160 kg nass) und ein Leistungsgewicht von 6,5 kg/PS (Subaru 1,07 kg/PS). und noch ein weiteres Schmankerl ist zu vermelden: Nach Austausch weniger Teile konnte der Diesel- in seine urform als Benzin-motor (1932) zurückverwandelt werden. Die Aufladung, die den Subaru hellwach am gas hängen lässt, sparte sich Roth für 1934 auf: für die Version als Zweitakter, die es auf eine spe-zifische Leistung von 20 PS/l (Subaru 75 PS/l) brachte. Die Zahlen beweisen: Evolution hat stattgefunden. glück gehabt, dass krupp nie-mals Pkw baute. Erik Eckermann

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