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Toyota setzt Maßstäbe bei der Dieselentwicklung

Neue Vierzylindermotoren mit bis zu 132KW/180 PS

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Köln. Toyota setzt im kommenden Jahr bei der Dieselentwicklung weiter Maßstäbe. Die neue Generation von Dieselmotoren, unter der Bezeichnung D-4D 180 Clean Power gerade auf dem Pariser Salon vorgestellt, beinhaltet nicht nur das sauberste, sondern auch das stärkste Dieselaggregat seiner Hubraumklasse. Die neuen Voll-Aluminium-Diesel mit einem Hubraum von 1,9 bis 2,2 Litern werden den weltweit geringsten Ausstoß an NOx (Stickoxiden) und Rußpartikeln aller Dieselmotoren haben und bis zu 180 PS leisten. Ein Leistungspotential von 132 kW/180 PS wird derzeit lediglich von Hubraum stärkeren V6-Dieselmotoren erreicht. Gleiches gilt für das maximale Drehmoment von 400 Nm.

Der Motor des Toyota D-4D Clean Power Konzepts nutzt eine piezoelektrische Common-Rail-Einspritzung. Das System arbeitet mit einem Einspritzdruck von 1.800 bar und erzielt damit den höchsten Druck, den derzeitige piezoelektrische Systeme bereitstellen können. Heute sind die meisten Common-Rail-Einspritzanlagen mit Magnetventil-Injektoren bestückt, die über ein elektrisch angeregtes Magnetfeld betätigt werden. Im neuen D-4D Motor kommen stattdessen Piezo-Injektoren zum Einsatz.

Das Prinzip der Piezoelektrik wurde bereits im Jahr 1880 von Pierre und Jacques Curie entdeckt. Wesentliches Merkmal ist die Eigenschaft einiger Kristalle, sich unter dem Einfluss einer elektrischen Spannung auszudehnen. Wird der Strom abgeschaltet, kehren die Kristalle in ihren ursprünglichen Zustand zurück.

Nach diesem Prinzip arbeiten auch die Piezo-Injektoren des neuen D-4D Motors, die mit einem Paket von piezoelektrischen Keramik-Elementen bestückt sind. Sobald ein elektrischer Strom angelegt wird, dehnen sich die Elemente blitzschnell aus und öffnen auf diese Weise die Ventilnadeln, so dass der Kraftstoff aus der Common-Rail-Leitung in die Zylinder gelangt. Da Piezo-Injektoren wesentlich schneller ansprechen als Magnetventile, kann eine größere Menge Kraftstoff in kürzerer Zeit eingespritzt werden. Im Ergebnis ermöglicht die Technik eine bessere Zerstäubung des Kraftstoffs und damit eine effizientere Verbrennung.

Darüber hinaus bietet das revolutionäre Einspritzsystem weitere Vorteile. So lassen sich bis zu fünf Einspritzvorgänge pro Verbrennungstakt realisieren. Mittels Piezo-Injektoren kann besonders die Piloteinspritzung sehr präzise gesteuert und mehrfach mit unterschiedlicher Dosierung aufgeteilt werden und damit das Verbrennungsgeräusch reduziert werden.

Um einen höheren Wirkungsgrad zu erzielen, arbeitet der D-4D Clean Power Motor mit einer niedrigeren Verdichtung. Dank der Verwendung von keramischen Schnellglühkerzen konnte das Kaltstartverhalten dennoch verbessert werden. In Verbindung mit den Piezo-Injektoren reduzieren sie zudem die Entstehung von Weißrauch.

Der Toyota D-4D Clean Power Motor ist mit dem revolutionären Toyota D-CAT (Diesel Clean Advanced Technology) System ausgerüstet. Diese fortschrittliche Technologie kommt bereits im Toyota Avensis zum Einsatz und sorgt dafür, dass die Limousine einen besonders niedrigen Partikelausstoß und die geringsten NOx-Emisionen aller modernen Dieselfahrzeuge aufweist. Die D-CAT Technologie stellt einen wichtigen Schritt auf dem Weg zur Vereinheitlichung der Abgasgesetzgebung für Diesel und Benziner dar, weil sie zeigt, dass auch Dieselmotoren in der Lage sind, schärfste zukünftige Grenzwerte einzuhalten.

Für die D-CAT Technologie besitzt Toyota mehr als 1.600 neue Patente. Sie basiert auf einer Reihe von Systemkomponenten. Von zentraler Bedeutung ist der Speicherkatalysator DPNR (Diesel Particulate NOx Reduction System), der als weltweit einziges System seiner Art NOx und Rußpartikel zeitgleich konvertieren kann und dabei völlig wartungsfrei arbeitet.

Mit Beginn des kommenden Jahres nimmt Toyota Motor Industries Poland (TMIP) die Produktion des neuen D-4D Dieselmotors auf. Im ersten Schritt werden 150.000 Einheiten jährlich produziert. Insgesamt hat Toyota 200 Millionen Euro in die neue Produktionsstätte investiert. Damit geht das D-4D Clean Power Konzept in Serie und beweist, wie wichtig Toyota die Weiterentwicklung der Dieseltechnologie nimmt.