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Toyota Optimal Drive Maßnahmen

Feinschliff am 1.0-Motor bringt zwölf Prozent Ersparnis

Unternehmen
Köln. Bereits zweimal wurde der 1.0 VVT-i Dreizylindermotor von Toyota als "Motor des Jahres" ausgezeichnet. Doch auch an so gelobten Triebwerken gibt es weiterhin Raum für Verbesserungen. Im Zuge des Maßnahmenpaketes Toyota Optimal Drive gingen die Ingenieure an den Feinschliff des Aggregats und konnten den Verbrauch nochmals merklich senken.

Mit lediglich 67 Kilogramm inklusive Öl und Kühlmittel ist der 51 kW/69 PS-Dreizylinder ein Leichtgewicht. Um ihn für den Einsatz in den Modellen iQ, Aygo und Yaris nochmals sparsamer zu machen, galt es nun, die bauartbedingt ohnehin schon geringeren Reibungsverluste weiter zu minimieren. Dazu wurden zuerst einmal alle Lager bearbeitet. Die Gleitlager des Motors sind nun mit Mikrorillen versehen. Statt einer glatten Fläche übernehmen so einzelne ölführende Kanäle die Lagerung der beweglichen Teile. Zudem wurde das Kolbengewicht reduziert. Statt 280 Gramm bringen die Kolben nur noch 180 Gramm auf die Waage. Weitere Verbesserung bei der Reibung bringt die Verwendung von 0W/30 Leichtlauföl mit sich, das besonders im kalten Zustand die Reibung im Motor vermindert, weil es sich schneller erwärmt.

Die Thermik des Motors wurde nochmals optimiert. Ein Kunststoffeinsatz im Motorblock sorgt beispielsweise dafür, dass das Kühlwasser besser verteilt wird und sich der Motor schneller aufwärmt. Am unteren Ende des Totpunkts entsteht am wenigsten Wärme. Dadurch bleibt das Öl an dieser Stelle etwas zäher als weiter oben im Brennraum. Der Kolben muss zusätzliche mechanische Arbeit verrichten, um den erhöhten Widerstand des zäheren Öls zu überwinden. Nun wird in diesem Bereich des Zylinders weniger Kühlwasser zugeführt als am oberen Ende. Das Öl erwärmt sich gleichmäßiger und die Reibung sinkt. Der Motor erreicht nun schneller seine Betriebstemperatur und läuft somit auch länger in seinem besten Wirkungsbereich.

Zur Temperaturverbesserung sorgt auch ein veränderter Ansaug- und Einlasskanal. Dort konnten die Entwickler eine Abgasrückführung integrieren. Durch die Zuführung von bis zu 20 Prozent Abgas in den Ansaugtakt bei mittleren und hohen Drehzahlen reduziert sich der Sauerstoffanteil während der Verbrennung und die Temperatur der Verbrennung sinkt. Durch diese etwas magere Gemischbildung bei moderaten Temperaturen emittiert der Motor weniger Stickoxyde, was für die Einhaltung der Abgasnorm Euro5 relevant ist.
Zusätzlich ermöglicht die Abgasrückführung bei hohen Drehzahlen, dass die Drosselklappe weiter öffnet. Das wiederum reduziert Füllverluste und verringert die mechanische Arbeit im Motor: Der Verbrauch sinkt.

Dem Ziel, die Kraft im Motor optimal zu verteilen, dient auch die um acht Grad aus der Mitte platzierte Kurbelwelle. Im Moment des höchsten Arbeitsdrucks lehnt sich der Kolben bei gerader Platzierung der Kurbelwelle leicht an eine Zylinderwand an. Dieser zusätzliche Druck erhöht die Reibung. Die Versetzung um acht Grad verhindert diesen Anlehneffekt und reduziert somit die Reibung. In der Folge steigt das Drehmoment auf - für diesen Hubraum - beachtliche 93 Newtonmeter.

Zur Gewichtsersparnis wird der Ventildeckel aus Kunststoff hergestellt. Je nach Modell konnten die Techniker den Luftfilter samt Gehäuse in den Ventildeckel integrieren. Dadurch sinkt wiederum das Gewicht.

Der 1.0-Liter verfügt über die variable Ventilsteuerung VVT-i. Eine neue Ansteuerung ermöglicht es nun, schon beim Berühren der Kupplung die Schubabschaltung des Motors zu aktivieren und die Einspritzventile zu schließen. So spart der Fahrer bereits beim Schalten.

Ein weiteres Mosaiksteinchen im Gesamtbild von Toyota Optimal Drive ist das intelligente Lademanagement der Bordelektrik. Die Lichtmaschine lädt nach Möglichkeit nur dann die Batterie auf, wenn sich das Auto im Schiebebetrieb befindet oder gerade abgebremst wird. Auf diesem Weg verbrennt der Motor keinen Treibstoff zur Erzeugung elektrischer Leistung.

Insgesamt summieren sich diese Einzelmaßnahmen auf einen um 12 Prozent besseren Verbrauch bei gleicher Leistung. Im iQ emittiert dieser Motor somit 99 Gramm CO2, im Yaris bleibt er unter 110 Gramm.