Antriebstechnik 18.04.2008, 19:34 Uhr

Dieselboxer läuft leise und ruhig  

VDI nachrichten, Frankfurt/Main, 20. 3. 08, wop – Im Herbst gibt es die neuen Mittelklasselimousinen Subaru Legacy und Outback mit Dieselboxermotor – erstmals im Pkw. Das außerordentlich laufruhige und geräuscharme 2,0-l-Aggregat leistet 110 kW und verfügt über ein Drehmoment von max. 350 Nm. Sein Durchschnittsverbrauch soll 5,6 l/100 km, der Aufpreis gegenüber den jeweiligen Benzinmodellen unter 2000 € betragen.

Dieselmotoren als Boxer hat es bei Groß- und Flugmotoren schon in den 30er-Jahren des vorigen Jahrhunderts gegeben. Dagegen ist bei Pkw lediglich ein Versuch aus dem Jahr 1974 bekannt geworden. Ernst Fiala, damals Chef für Forschung und Entwicklung bei VW, beauftragte Peter Hofbauer und Herbert Heitland, sowohl einen Vierzylinder-Dieselreihen- als auch einen Vierzylinder-Dieselboxermotor zu entwickeln. Hofbauer nahm für den „EA 827“ (Entwicklungsauftrag) den vorhandenen Vierzylinder-Ottomotor als Basis, erreichte sein Ziel in Rekordzeit, und der schnelllaufende Diesel machte Furore im Golf. Heitland musste scheitern, weil der Boxer eine völlige Neukonstruktion geworden wäre, für die VW in der damaligen Absatzflaute der „Öl-Krise“ das Geld fehlte.

Dieser Tage präsentiert der japanische Hersteller Subaru, der bisher alle seine Fahrzeuge mit Benzinboxermotoren ausrüstet, einen 2,0-l-Vierzylinder-Dieselboxermotor. Das in acht Jahren entwickelte Aggregat leistet 110 kW bei 3600 min-1 und soll ein max. Drehmoment von 350 Nm bei 1800 min-1 erreichen.

Bei ersten Fahrten im neuen Subaru Legacy erwies sich der Dieselboxer als außerordentlich laufruhig. Als „echter“ Boxer, bei dem die Hubzapfen der benachbarten Zylinder gegeneinander um 180 Grad versetzt sind, hat er keine freien Massenkräfte erster und zweiter Ordnung. Alle Hubzapfen liegen in einer Ebene, so dass alle 180 Grad eine Gemischzündung erfolgt. Ausgleichswellen braucht der Motor nicht. Zudem ist er sehr gut gedämpft. Selbst beim Kaltstart lässt er kaum hören, dass es sich um einen Diesel handelt. Bei steigenden Drehzahlen bis zur Laufgrenze von 4500 min-1 wird das Laufgeräusch völlig von den Fahr- und Windgeräuschen überdeckt.

Der Motor hat eine Verdichtung von 16,3 : 1 und jeder Zylinder vier parallel hängende Ventile. Die vier Nockenwellen der beiden Zylinderbänke werden durch Ketten angetrieben, die auch für die Hochdruckpumpe und den Klimakompressor zuständig sind. Für die übrigen Nebenaggregate reicht ein Vielkeilflachriemen aus, so dass der Motor extrem kurz gebaut werden konnte: Er ist um 61 mm kürzer als die Vierzylinder-Benzinboxer des eigenen Hauses.

Der sehr steife Motorblock aus Aluminium mit eingegossenen Graugussbuchsen ist in der Kurbelwellenmittelebene vertikal geteilt, wie schon der luftgekühlte Benzinboxer von VW. Die fünffach gelagerte, sehr steife Kurbelwelle kennt weder Biege- noch Torsionsschwingungen. Allerdings kamen bei ersten Testfahrten Zweifel auf, das max. Drehmoment (350 Nm) bei 1800 min-1 zu erreichen, denn der Motor wirkt bei niedrigen Drehzahlen kraftlos, gewinnt an Temperament – sprich Drehmoment! – erst jenseits von 2000 min-1, um bis zur Höchstdrehzahl stetig zuzulegen.

Als Erklärung böten sich eine Reihe von Gründen an. Etwa das im Gegensatz zu den langhubig konstruierten europäischen Dieselmotoren quadratisch ausgelegte Bohrung-Hub-Verhältnis (86 mm x 86 mm) des Dieselboxers von Subaru. Zudem wurde wohl der Abgasturbolader (ATL) von IHI mit verstellbaren Leitschaufeln etwas zu groß gewählt, so dass er erst bei höheren Drehzahlen für gute Zylinderfüllung sorgt.

Der Lader ist direkt an den Zylinderkopf der rechten Zylinderbank angeflanscht, während die Abgase der beiden linken Zylinder durch ein mehr als 0,5 m langes, gemeinsames Abgasrohr unter dem Motor hindurch zur rechten Seite geleitet werden. Es ist anzunehmen, dass Subaru das Ansprechverhalten durch zwei kleine ATL – auf jeder Seite einen – hätte wesentlich verbessern können.

Ganz dieseluntypisch verhält sich der selbstzündende Boxermotor beim Anfahren aus dem Stand, wo er bei wenig Gas leicht abgewürgt wird. Offensichtlich wurde die Schwungradmasse zu leicht ausgelegt. Damit scheint auch die Einspritzung von Denso überfordert zu sein, die max. 1800 bar liefert und von einer Zweikolben-Hochdruckpumpe versorgt wird. Der Dieselboxer sollte wohl ein rein japanisches Produkt werden, so dass man auf die Erfahrungen von Bosch verzichtete. Denso liefert auch die Piezo-Injektoren. Abgasrückführung erfolgt über einen kleinen Wasserkühler sowie ein elektrisches Regelventil. Der Ladeluftkühler über dem Motor ist luftgekühlt.

Trotz der kritischen Anmerkungen ist der Mut der Konstrukteure bei Subaru zu bewundern. Sie haben einen überaus soliden Motor geschaffen, der in der Herstellung sicher nicht billig ist – der aber ebenso sicher auch höhere Leistungen und Drehmomente verträgt. Der Dieselboxer ist ein Erstlingswerk, darum fallen seine Schwächen vor allem angesichts seiner extremen Laufruhe nicht so arg ins Gewicht.

Im Subaru Legacy soll der Dieselboxer erstmals im Herbst zu haben sein, gegen Ende des Jahres im Impreza. Für die Mittelklasselimousine Legacy wird mit Fünfgang-Schaltgetriebe 208 km/h Höchstgeschwindigkeit angegeben, in 8,7 s beschleunigt sie aus dem Stand auf 100 km/h und ihr mittlerer Verbrauch je 100 km soll 5,6 l (148 g CO2/km) betragen. Der Aufpreis gegenüber den jeweiligen Benzinmodellen würde bei angehobener Wagenausstattung unter 2000 € betragen, heißt es bei Subaru.

Parallel zum Vierzylinder verfolgt Subaru die Entwicklung eines Sechszylinder-Dieselboxermotors mit 3,0 l Hubraum. Der dürfte jedoch erst dann aktuell werden, wenn das „Eis“ für den Dieseleinsatz in den USA taut. Allein für Europa wären die verkaufbaren Stückzahlen für Subaru zu klein.

CHRISTIAN BARTSCH

 

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