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Aufladung Ford verwirft Doppelaufladung

| Redakteur: Jürgen Goroncy / Hartmut Hammer

Obwohl beim Kooperationspartner PSA ein 2,2-Liter-Diesel als Biturbo im Regal steht, entwickelte Ford daraus eine Variante mit einfacher Aufladung. Ein nominell besseres Kosten-Nutzen-Verhältnis gab den Ausschlag.

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Das Downsizing ist einer der bestimmenden Trends im Motorenbau – zuerst bei den Ottomotoren, seit kurzem auch bei den Dieselmotoren. In Stuttgart und München wird schon intensiv darüber nachgedacht, auf einen Nachfolger der derzeitigen V8-Selbstzündergeneration zu verzichten. Denn doppelt aufgeladene Sechszylinder stoßen in Leistung und Drehmoment in vergleichbare Regionen vor und sind dabei sparsamer und obendrein viel günstiger zu fertigen. Seit kurzem kommt diese Technik sogar bei Vierzylinder-Dieselmotoren zum Einsatz.

BMW gilt landläufig als der erste Automobilhersteller mit doppelt aufgeladenen Dieselmotoren. Das ist nur eingeschränkt richtig! In Bezug auf die Sechszylindermotoren stimmt es noch. Doch bei den Vierzylinder-Dieselmotoren mit doppelter Aufladung war PSA der Pionier. Der französische Konzern stellte kurz vor den Bayern Mitte 2006 im Peugeot 407 mit dem 2,2-Liter-HDI den ersten Vierzylinder-Dieselmotor mit eben dieser Aufladung vor. Heute ist das 125-kW-Aggregat in vielen Konzernmodellen oberhalb der Mittelklasse verbaut.

Mercedes-Benz hat den Serienstart eines doppelt aufgeladenen Vierzylinder-Dieselmotors für 2008 in der neuen C-Klasse angekündigt. Der 2,2-Liter-Motor wird mit seinen zwei Turboladern 125, respektive 150 kW Leistung entwickeln. Lancia präsentiert jetzt im neuen Delta einen Biturbo mit 140 kW und 400 Nm Drehmoment. Opel hat zwar im Jahr 2006 ebenfalls einen doppelt aufgeladenen 1,9-Liter-Dieselmotor als Prototypen (150 kW) vorgestellt, aber noch keine Serientaten folgen lassen.

Zusatznutzen nicht überzeugend genug

Die Ford-Ingenieure scheren jetzt aus dieser Entwicklungsrichtung aus, obschon sie Zugriff auf den fertigen Biturbo ihres Kooperationspartners PSA gehabt hätten: Die Modelle Mondeo, S-Max und Galaxy müssen mit einem Dieselaggregat mit einfacher Aufladung Vorlieb nehmen. Der Zusatznutzen aus der doppelten Aufladung gegenüber den damit verbundenen Kosten war offenkundig nicht überzeugend genug. Zumal nominell mit diesem Schritt kaum Einbußen einhergehen: Aus dem gleichen Grundmotor holen die Ford-Ingenieure mit nur einem Turbolader sogar etwas mehr Leistung und Drehmoment, als die PSA-Maschine bietet.

Geblieben ist die Basis: 2,2 Liter Hubraum, Verdichtung 16,6:1 und Motorblock aus Grauguss. Das Einspritzsystem der dritten Generation stammt von Bosch und agiert mit einem Einspritzdruck von bis zu 1 800 bar. In den Injektoren bewegen Piezostacks die Düsennadel, der Kraftstoff wird durch Sieben-Loch-Düsen in den Brennraum eingespritzt – bis zu sechs Mal pro Arbeitstakt möglich. Ein Dieselpartikelfilter ist auch bei Ford obligatorisch.

Der wichtigste Unterschied zwischen beiden Varianten ist die Aufladung: hier die beiden kleinen starren Lader, dort ein größerer Turbolader mit variabler Turbinengeometrie. Trotz technischer Überlegenheit auf dem Papier ist der PSA-Motor bezüglich Leistung (125 zu 129 kW) und Drehmoment (370 zu 400 Nm) im Vergleich zum Ford leicht im Hintertreffen (s. Tabelle rechts). Kleine Ehrenrettung: Wenigstens der Drehmomentverlauf des Biturbos ist etwas besser. Schon bei 1 500 U/min erreicht das PSA-Aggregat sein maximales Drehmoment von 370 Nm. Die Ford-Variante entwickelt an diesem Betriebspunkt nur 350 Nm, legt aber auf 400 Nm zu und hält diesen Wert bis etwa 2 700 U/min konstant. Das Drehmoment des PSA-Motors hingegen nimmt nach dem Peak bei 1 500 U/min wieder leicht ab. Ford spendierte dem 2,2-Liter-Aggregat einen Overboost, sodass kurzfristig sogar 420 Nm zur Verfügung stehen.

Hohe Kosten für Registeraufladung

Auch die Leistungskurve der französischen Variante steigt zunächst etwas steiler an, fällt dann aber bei etwa 2 200 U/min hinter die Ford-Kurve zurück. Ab diesem Punkt entwickelt der Ford bei gleicher Drehzahl immer etwas mehr Leistung und erreicht das Leistungshoch etwas früher als der französische Bruder. Die Kosten für die Registeraufladung sind augenscheinlich nicht ohne. Da droht möglicherweise selbst den deutschen Premiumherstellern Ungemach. Die mittlerweile exorbitanten Kraftstoff- und Unterhaltskosten sowie die stärker aufkommende Tempolimit-Diskussion sprächen für künftig eine Nummer kleiner angelegte Fahrzeugkonzepte, raunen Ingenieure hinter vorgehaltener Hand. Damit entfiele allerdings ein wichtiges Argument für die leistungsstärkeren, doppelt aufgeladenen Dieselmotoren. Auch Premiumkunden dürften nicht bereit sein, einen hohen Aufschlag für nicht nutzbare (und insoweit nicht mehr benötigte) Leistung zu bezahlen. Ob PSA unter diesen Vorzeichen noch lange am Biturbo festhält?

Doppelaufladung: Zwei Wege mit ähnlicher Wirkung

Doppelte Aufladung ist nicht gleich doppelte Aufladung. PSA zwangsbeatmet seinen Vierzylinder nicht mit unterschiedlich großen Turboladern, sondern verwendet zwei identische, kleine Garrett-Turbolader. Sie sind parallel sequenziell geschaltet: Bei niedrigen Drehzahlen sorgt zunächst ein Lader für gute Zylin-derfüllung und rasches Ansprechen des Motors. Der zweite Turbolader läuft in dieser Phase mit, da ihm ein Ventil schon etwas Abgas zuführt. Je nach Lastanforderung wird zwischen etwa 2 500 und 3 500 U/min der zweite Lader komplett zugeschaltet; Beide Lader haben übrigens, wie bisher alle Konzepte mit doppelter Aufladung, keine variable Turbinengeometrie. BMW und Mercedes-Benz setzen auf Stufenaufladung: Zuerst stopft ein kleiner Lader das Turboloch und merzt die Anfahrschwäche aus. Benötigt der Motor im Weiteren mehr Luft, wird der kleine Lader abgeschaltet und der große aktiviert. Die unterschiedliche Ansteuerung der beiden Lader dürfte aber nicht der Grund sein, dass PSA aus dem 2,2-Liter-Dieselmotor weniger Leistung (125 kW) schöpft als Mercedes-Benz (125 und 150 kW) oder BMW (150 kW). Die relativ bescheidene Ausbeute hängt vielmehr mit dem eigenen Motorenprogramm zusammen: Über dem Vierzylinder-Biturbo rangiert der 2,7-Liter-V6-Diesel, der schon aus Imagegründen die Spitze in Leistung und Drehmoment in der PSA-Dieselpalette markieren muss. Der aber leistet (mit einfacher Aufladung) nur moderate 150 kW.

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