ENTWICKLUNG Dieselmotoren

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Der neue 1,3-l-Dieselmotor von Fiat

Das Erreichen der Schad-stoffgrenzwerte der ab2005 geltenden Euro-4-Norm setzt beim Diesel-motor eine Vielzahl vonMaßnahmen voraus,die in den vergangenenJahren zu Produkten ent-wickelt wurden. Volkswagenwies nach, dass diese Abgas-norm bei Personenwagen bis1400 kg Gewicht rein mit motor-internen Maßnahmen zu errei-chen ist; vor kurzem kündigte Opeleinen 1,7-l-Dieselmotor mit Euro-4-Erfül-lung an. Und nun folgt der GM-Konzern-partner Fiat mit einem 1,3-l-Vierzylinder-motor, der hier ausführlicher beschriebenwerden soll.

Von Christian Bartsch

1 Zylinderblock

Kleine Dieselmotoren hoher spezifischerLeistung werden künftig noch größereBedeutung erlangen als bisher. Mit 51 kW(70 PS) bei 4000/min und einem maxima-len Drehmoment von 180 Nm bei 1750/min soll der neue 1,3-l-Dieselmotor vonFiat sowohl den erneuerten Punto undzwei weitere neue Modelle des Hausesantreiben, als auch im Corsa und Astravon Opel verwendet werden, Bild 1. Auseiner Bohrung von 69,6 mm und einemHub von 82 mm ergibt sich ein Hubraumvon 1,265 l, der wegen des Stichmaßes von77 mm nicht wesentlich erweitert werdenkann. Der Zylinderblock aus Gusseisenließe jedoch eine noch Leistungssteige-rung zu. Beim Grundmotor verwendet Fiateinen Abgasturbolader von 3K-Warnerohne verstellbare Leitschaufeln, jedochmit Ladeluftkühler, Bild 2. Die spätere leis-tungsgesteigerte Variante soll einen Ab-gasturbolader mit Leitschaufelverstellungerhalten.

Aber auch die geschmiedete Kurbelwel-le sowie die geschmiedeten Pleuel bietenPotenzial für mehr Leistung. Der Zylinder-block wird nach unten durch eine Bett-platte aus Aluminium abgeschlossen, vonder die Lagerdeckel aufgenommen wer-den. Aus Aluminium besteht auch derVierventil-Zylinderkopf mit zwei Nocken-wellen. Die auslassseitige Nockenwellewird durch eine Kette, die einlassseitigedurch Zahnräder am hinteren Ende derersteren angetrieben. Rollenkipphebel mithydraulischem Spielausgleich bewegendie Ventile, deren Schäfte um 4° nachaußen geneigt sind, um Platz für die in derZylinderachse sitzenden Injektoren zuschaffen.

Zur Erzielung eines optimalen Dralls sit-zen die Ein- und Auslassventile in Motor-längsrichtung nicht in zwei Reihen, son-dern quer dazu, Bild 3. Dadurch werden dieEinlasskanäle unterschiedlich lang, ohneEinschnürungen beim Drallkanal zu be-nötigen. Eine ähnliche Ausführung findetsich auch bei den V-TDI-Dieselmotoren vonAudi. Dass es bei der kleinen Zylinderboh-rung im Zylinderkopf außerordentlich engzugeht, zumal auch noch die Glühkerzedarin untergebracht werden muss, soll hiernur am Rande erwähnt werden. Die drei-fach beringten Kolben besitzen die üblicheBrennraummulde mit dem Pilz unter demInjektor.

2 Einspritzung und Abgasanlage

Die von Fiat verwendete Common-Rail-Einspritzanlage von Bosch entstand ausder ersten Version mit 1350 bar und liefert

hier nun einen maximalen Druck von 1400 bar, der nach Angaben von Fiat-Inge-nieur Dr. Roberto Imarisio für die Leis-tungsstufe 51 kW ausreicht – ebenso diebekannten Magnetventil-Injektoren. Fiatarbeitet mit ein bis drei Einspritzungenpro Arbeitsspiel, die je nach Temperatur,Lastmoment und Drehzahl gesteuert wer-den, Bild 4. Bei niedriger Last und Dreh-zahl sowie bei Leerlauf sorgen zwei Vor-einspritzungen für niedrige Verbren-nungsgeräusche, während bei voller Lastund hoher Drehzahl weder Vor- nochNacheinspritzung verwendet werden.

Vor-, Haupt- und Nacheinspritzung sindnur bei Temperaturen unter 60 °C ineinem kleinen Bereich des Kennfelds vor-gesehen. Theoretisch sind laut Bosch fünfEinspritzungen pro Arbeitsspiel möglich,die jedoch in diesem Fall den Brennverlaufnicht verbessern können.

Mit sechs Spritzlöchern pro Injektor beiSpritzlochdurchmessern von 0,12 mmwird offensichtlich die Brennraumflächeabgedeckt. Die Verdichtung beträgt 18:1,liegt also im heute üblichen Mittelfeld, diemaximalen Zünddrücke sollen 160 barbetragen. Für das Unterschreiten der Ab-

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1 Zylinderblock

Bild 1: Der kleineDieselmotor vonFiat im einbau-fertigen Zustand – erst hier ist zuerkennen, wieplatzsparend dieAnbauten unter-gebracht wurdenund wie groß der motornaheKatalysatortatsächlich ist

Bild 2: Ansicht desMotors von derKupplungsseite,die von der Hoch-druckpumpe aufder auslassseiti-gen Nockenwellebeherrscht wird –rechts am Zylin-derblock das Ab-gasrückführventil

gasgrenzwerte der Euro-4-Norm ist jedochauch der motornahe Oxidationskatalysa-tor mit einem Inhalt von 1,5 l verantwort-lich, dessen Einlauftrichter mit dem Aus-lassstutzen des Abgasturboladers ein Gus-sstück bildet. Er wurde von Delphi ent-wickelt, die den Stahlbehälter des mit Pla-tin beschichteten Keramikkörpers mitdem Gussstück verschweißen. Von Pier-burg dagegen stammt das elektromagne-tische Abgasrückführventil. Das rückzu-führende Abgas wird wie üblich mit Was-ser gekühlt, eine selektive Abgaseinlei-tung gibt es noch nicht.

3 Wartung und Stückzahl

Der Motor wiegt einschließlich aller Nebenaggregate (nach DIN) 130 kg und istwie üblich für eine Laufstrecke von250.000 km ausgelegt – darum auch derNockenwellenantrieb durch eine Kette,die beidseitig geführt wird, während einFlachkeilriemen die Nebenaggregate -antreibt. Dessen Antriebsscheibe sitztüber dem Kurbelwellen-Schwingungs-dämpfer.

Die Ölwechselintervalle legte man mit30.000 km fest. Anstelle einer Ölfilterpa-trone wird beim Ölwechsel nur der Filter-einsatz gewechselt. Auch das dient derSenkung der Wartungskosten. EinÖlkühler ist mit dem Ölfilter kombiniert.Erwähnenswert ist weiterhin, dass derMotor erst bei 5000/min abgeregelt wirdund nicht bereits ab 4500/min, wie sonstbei Fiat-Dieselmotoren üblich. Das trägtwesentlich zum lebendigen Eindruck bei,den der Motor bei ersten Fahrversuchenhinterließ.

Mit einer Länge von 460 mm (bis Kupp-lung), einer Breite von 500 mm und einerHöhe von 650 mm (einschließlich derNebenaggregate) passt der Motor auch inkleine Fahrzeuge. In einbaufertigemZustand verschwindet der Motor völligunter den Nebenaggregaten, die mitzunehmender Abgasentgiftung immervoluminöser werden und leider mitabnehmendem Hubraum nicht mitschrumpfen. Ein Partikelfilter ist wedernotwendig noch vorgesehen, weil derMotor die Abgasgrenzwerte der Euro-4-Norm bereits ohne Partikelfilter unter-schreitet.

Fiat rechnet zunächst mit einer Stück-zahl von 500.000 Motoren pro Jahr, die inKooperation mit Opel und GM in Polen(Bielsko-Biala) produziert werden sollen.Größere Stückzahlen werden für späternicht ausgeschlossen. Sowohl im künfti-gen Fiat-Kleinwagen „Projekt 169“ alsauch im Opel Corsa soll der Motor etwa 4,5 l Kraftstoff pro 100 km verbrauchen. ■

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Bild 3: Anord-nung der Ven-tile im Zylinder-kopf (oben) –die gestrichelteLinie gibt dieMotor- Längs-achse an; dasDiagramm(unten) zeigtden erreichtenDrall

1 Zylinderblock

2 Einspritzung und Abgasanlage

Bild 4: Dia-gramm mit denEinspritzberei-chen 1 bis 5 beieiner Kühlmit-teltemperaturbis 60 °C– dieNacheinsprit-zung im Be-reich 3 dientder schnellerenErwärmung desKatalysators

Bild 5: Kenn-linien für Leis-tung (in PS)und Drehmo-ment (in Nm)über der Dreh-zahl