Dreizylinder-Motoren: Neue sparsame Hightech-Triebwerke Die magischen 3

28.06.2014

Sparsame Dreizylinder sind im Kommen. Unterschiedlichste Hightech-Lösungen sorgen für Laufruhe und Temperament

Die Vorherrschaft des Vierzylinders beginnt zu schwinden. Immer häufiger setzen Autohersteller moderne Dreizylindermotoren ein. Und diese haben nichts mehr mit den schwächlichen und unkultivierten Sparmotörchen in Kleinst- und Kleinwagen zu tun. Bei den Neuen handelt es sich um Hightech-Triebwerke, die in puncto Technik, Ausstattung und Leistungsentfaltung in keinster Weise an Billigheimer von einst erinnern – außer bei der Zylinderzahl und dem enormen Sparpotenzial.

 

Dreizylinder: Triebwerke von BMW, Ford, Opel und VW

Techniker sprechen von Downsizing und meinen damit eine Verkleinerung der technischen Abmessungen wie Gewicht, Hubraum und Größe bei deutlich gestiegener Effizienz. Ergebnis: mehr Leistung, geringerer Verbrauch und weniger CO2-Emissionen. Diese Motoren haben zudem – durch Einsatz aufwändiger Technik – eine deutlich bessere Laufruhe und bieten somit mehr Komfort als so manches Vierzylinder-Triebwerk.

Dafür muss allerdings kräftig investiert werden. Zum Beispiel in neue Leichtbau-Materialien, komplizierte Beatmungs- und Ventiltechnik, ausgeklügelte Hochdruck-Einspritzungen, Abgasrückführsysteme und cleveres Thermomanagement.

Durch das kleinere Gewicht des um einen Zylinder gekappten Motors werden weniger Treibhausgase emittiert. Weniger bewegte Masse und die niedrigere innere Reibung im Dreizylinder lassen im Vergleich zum Vierzylinder Sparpotenziale von fünf bis 15 Prozent zu. Motoren mit weniger bewegten Bauteilen bieten zudem ein deutlich besseres Ansprechverhalten.

Und: Ein Dreizylinder trägt die Gene eines Sechszylinder-Reihenmotors in sich. Der große Zündabstand und die gleichmäßige Zündfolge des halben Sechszylinders ermöglichen – zumindest theoretisch – eine angenehme Laufruhe. In der Praxis war das bisher selten spürbar, erst jüngste Konstruktionen können auch in diesem Punkt überzeugen.

Das Wiederbeleben altbekannter Dreizylinder-Technik begann schon 1997 mit dem Start der kleinen Turbo-Triebwerke für den Smart. Der Turbo-Benziner mit 600 cm3 Hubraum leistete anfangs 45 PS und sollte mit 6,5 Liter Super pro 100 km auskommen. Im Verhältnis zur „Transportleistung“ von maximal zwei Personen war der Smart damit allerdings kein wirkliches Sparauto. Im Jahr 2000 folgte dann der Turbodiesel mit moderner Common-Rail-Einspritzung. Das 800-cm3-Triebwerk leistete 41 PS und begnügte sich im Normverbrauch mit 3,3 l Diesel/100 km.

BMW: Der Sportler unter den Dreizylindern

Einen Meilenstein bei der Entwicklung zum modernen Dreizylinder vollzog BMW mit der TwinPower-Turbo-Technologie, einer Kombination aus variabler Laststeuerung, Direkteinspritzung und Turboaufladung. Damit lassen sich wirkungsvoll Effizienz und Dynamik gleichermaßen steigern. Die Münchner suchten nach den thermodynamisch günstigsten Zylinder-Abmessungen und entschieden sich für Einzelhubräume von knapp 500 cm3 – das technische Optimum für Wirkungsgrad und Laufruhe.

Dank der großen Zündabstände lässt sich hier der Ladungswechsel besonders gut auf satte Drehmomententfaltung und schnelles Ansprechen abstimmen. In diesem Dreizylinder setzt BMW die jüngste Generation der Direkteinspritzung „High Precision Injection“ und die variable Ventilsteuerung VALVETRONIC ein. Der Dreizylinder ist frei von den sogenannten Massenkräften der 1. und 2. Ordnung.

Wank-Schwingungen, die beim Dreizylinder prinzipbedingt entstehen, merzt eine Ausgleichswelle aus. Drehschwingungs-Tilger sollen zudem im niedertourigen Bereich für einen kultivierten Motorlauf sorgen. Dass das bei diesem Aggregat hervorragend gelang, konnten wir bereits bei eigenen Tests erfahren. Das Triebwerk leistet in Mini Cooper und BMW 218i 136 PS und im sportlichen Hybrid BMW i8 231 PS.

Ford: Kompakt, kultiviert und durchzugsstark

Bei Ford hat die Dreizylinder-Zukunft bereits 2012 mit der Einführung des 1.0 EcoBoost begonnen. Der kompakte Turbobenziner entsteht in der hochmodernen Kölner Motorenfabrik und feierte sein Debüt im Ford Focus. Inzwischen wird er auch in Fiesta, C-MAX, B-MAX, Tourneo Courier und im Mondeo (ab 2015) angeboten. Der hubraumkleinste Ford-Motor leistet vor allem dank Turbo und Benzin-Direkteinspritzung bis zu 125 PS. Der Normverbrauch des Focus 1.0 EcoBoost liegt bei 5,0 Litern pro 100 km (114 g/km CO 2 ), in der 100-PS-Version emittiert er sogar nur 109 g/km CO2 .

Zu den Besonderheiten des Motors zählt seine kompakte Bauweise. Die Grundfläche des Grauguss- Motorblocks ist nicht größer als ein DIN A4-Blatt. Der besonders früh ansprechende Turbolader arbeitet extrem hochtourig, Maximaldrehzahl: 248.000 /min. Die variable Ti-VCT-Nockenwellensteuerung optimiert zudem den Durchsatz des Verbrennungsgemischs in den Zylindern.

Das verbessert das Ansprechverhalten und sorgt für ein frühes Drehmomentmaximum bei 1300 Touren. Besonderheit: Der Einspritzvorgang kann während des Verbrennungstakts in mehrere Sequenzen unterteilt werden. Das ermöglicht eine weiche, präzisere und vollständigere Verbrennung für niedrigere Abgas-Emissionen.

Opel: leises Kraftpaket

Opels neuer 1.0 ECOTEC-Dreizylinder mit 115 PS soll noch in diesem Jahr sein Debüt in Adam und Corsa haben. Hochdruck-Direkteinspritzung, kompakter Turbolader, variable Ventilsteuerung und ein in den Zylinderkopf integrierter Abgaskrümmer sollen Laufruhe und Leistungsentfaltung verbessern. Im Vergleich zum 1.6-Vierzylinder bietet der Neue ein um 30 Prozent gestiegenes Drehmoment und soll zudem um 20 Prozent sparsamer sein.

VW: Dreizylinder im Benzin- und Diesel-Segment

Die Wolfsburger starten mit einem neuen 1.0 TSI und einem neuen 1,4-Liter-TDI – beide sind zunächst nur für Polo und Golf vorgesehen. Bei diesen Dreizylindern kommen weiterentwickelte Ladungswechsel- und inspritzkomponenten zum Einsatz. Vorteil: Durch eine besonders frühe Zylinderfüllung soll sich der dynamische Drehmomentaufbau verbessern – eine Technik für Fahrspaß und Spritsparen.

Die weiterentwickelte Ladungswechsel- und Einspritz-Technologie des Dreizylinder-TSI sorgt für eine effizientere Verbrennung und eine schnellere Energieumsetzung. Mit Turboaufladung und Direkteinspritzung leistet der Dreizylinder im Golf 115 PS, im Polo 95 und 110 PS. Den 1.0 TSI soll es künftig auch als Erdgas-Variante geben.

Der Dreizylinder-Diesel startet in drei Leistungsstufen (74, 85 und 103 PS). Gegenüber den Vorgängermotoren soll eine Verbrauchsreduzierung um bis zu 21 Prozent erreicht werden. Die neuen 1.4 TDI lösen alle bisherigen Diesel (1,2-Liter-Dreizylinder-TDI und 1,6-Liter-Vierzylinder-TDI) im Polo ab.

Das machen andere:

Citroën: Im C4 e-THP 130 sorgt der Dreizylinder-Turbo-Direkteinspritzer mit 131 PS für Effizienz

Dacia: Der Sandero TCe 90 nutzt den 0,9-Liter-Turbo-Benziner von Renault (90 PS, 135 Nm)

Hyundai/PSA: 1,0-Liter-Dreizylinder-Benziner (82 PS) mit variabler Ventilsteuerung und Schaltsaugrohr

Mitsubishi: Für den Space Star gibt es den 1,2-Liter-Dreizylinder mit 80 PS – ein Saugmotor älterer Bauart

Nissan: Für den Note ist ein Dreizylinder-Direkteinspritzer mit Kompressor (80 PS) zu haben

Peugeot: Neu in 308 und in der Kombiversion 308 SW ist der e-THP, ein 1,2-Liter-Dreizylinder-Motor mit Turbo und Direkteinspritzung (110 und 130 PS)

Renault: Der TCe 90 ist ein 0,9-Liter-Turbo-Benziner, er leistet im Clio 90 PS

Suzuki: Für Alto und Splash gibt es den sparsamen Dreizylinder mit 1,0 Liter Hubraum und 68 PS

Toyota: Den Aygo treibt ein 1,0-Liter-Benziner mit 69 PS an, der baugleich in Citroën C1 und Peugeot 108 zum Einsatz kommt

Holger Ippen

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