Jaguar V6-Diesel: Katze in Öl

13.06.2003

  Technische Daten  

Der V6-Diesel ist eines der modernsten Aggregate

Der von Jaguar in Cooperation mit PSA Peugeot Citroën entwickelte 2.7 Liter V6-Vierventil-Hochleistungsmotor wird in diversen Leistungs-, Drehmoment- und Abgasauslegungen erhältlich sein. Das Aggregat entspricht dem neuesten Stand der Technik und verfügt unter anderem über eine hochmoderne Common-Rail Hochdruck-Direkteinspritzung und einen Leichtbau-Gusseisenzylinderblock. Dieses hier erstmals in der Großserienproduktion von Zylinderblöcken eingesetzte Material ermöglicht die Realisierung kompakter Strukturen von grosser Robustheit und Steifigkeit, mit Vorteilen hinsichtlich Langlebigkeit und Geräuschdämmung. Debütieren wird der neue Motor in einem Jaguar. Als Mitglied der zu Ford gehörenden Premier Automotive Group wird Jaguar ab dem kommenden Jahr den Diesel im Jaguar S-Type anbieten.

Da die Nachfrage nach Premium-Modellen mit Dieselmotor ist in den letzten Jahren speziell in Europa dramatisch gestiegen ist, reagieren die Engländer nun auf die Anforderungen des Markts. Man hofft, mit der neuen V6-Motorenfamilie Kunden in diesem hart umkämpften Wettbewerbssegment künftig eine interessante Alternative bieten zu können.

Der neue Motor soll in verschiedenen Leistungs- und Drehmomentvarianten mit bis zu 207 PS (EEC) bzw. 440 Nm (DIN) in mehreren Modellprogrammen der Ford Motor Company und der PSA Peugeot Citroën angeboten werden. Um das Niveau an Leistung, Kultiviertheit und Fahrverhalten sicherzustellen, das von einem Jaguar-Motor erwartet wird, hatte die britische Ford-Tochter an der Definition der Basismotorkenndaten und Technologien für das V6-Dieselprogramm maßgeblichen Anteil.

Der 60-Grad V6-Motor mit einem Hubraum von 2720 ccm ist ein komplett neues Triebwerk. Das Aggregat kann sowohl längs als auch quer eingebaut werden und ist für diverse Marken von Ford und PSA Peugeot Citroën vorgesehen. Die neue Motorbaureihe ist für hohe Leistung und hohe Laufkultur ausgelegt und wird in diversen Leistungs- und Drehmomentvarianten mit bis zu 207 PS bzw. 440 Nm (DIN) gebaut.

Ganz oben im Pflichtenheft für den neuen Motor stand die Laufkultur. Um diese zu erreichen, wurde gezielt auf eine Minimierung der Geräuschabstrahlung hingearbeitet. So besteht der Zylinderblock besteht aus Gusseisen mit verdichtetem Graphit und bildet in Verbindung mit einem separaten Aluminium-Leiterrahmen einen leichten, kompakten und verwindungssteifen Unterbau für den Motor. Die hohe Festigkeit und Härte von Eisen mit verdichtetem Graphit erforderte den Einsatz neuer Fertigungstechnologien und Werkzeugmaschinen, um das Material in der Großserienfertigung handhaben zu können. Zusätzliche Querschrauben binden die Hauptlagerdeckel in die Struktur ein und kontrollieren ihr Hochfrequenzverhalten. Der Riementrieb der Ventilsteuerung und des Einspritzsystems trägt ebenfalls zur Laufkultur bei. Die Abdeckungen der besonders geräuscharm arbeitenden Riemen sind so ausgeführt, dass ihre Oberfläche ein Minimum an Geräusch abstrahlt.

Die Nockenwellendeckel bestehen aus Verbundmaterial und sind durch ein vibrationsabsorbierendes Elastomermaterial vom Rest der Motorstruktur isoliert. Weitere konstruktive Merkmale sind Alu-Gusskolben mit einer Doppelwellenkanalkühlung. Bei diesem Verfahren sprühen Präzisionsdüsen im Blockinneren Öl auf die Kolbeninnenseite. Das Öl fließt von dort durch zwei wellenförmige Kanäle durch das Innere des Kolbenkopfs und kühlt diesen dabei. Ein positiver Nebeneffekt dieser Auslegung ist eine Verringerung der Kolbenschlaggeräusche. Die Pleuelhauptlager sind bedampft - das Lagermaterial wird dabei in einem speziellen Prozess in Lagen beschichtet, um höher belastbare und somit haltbarere und schlankere Bauteile realisieren zu können. Die Pleuelfüße sind als künstlich gebrochene Stahlteile ausgeführt, während in die Pleuelköpfe eine trichterförmige Bohrung eingearbeitet ist, die für eine bessere Verteilung der Kraft auf den gewichtsoptimierten Schaft sorgt. Dank modernster Materialien konnte eine komplett wartungsfreie riemengetriebene Ventilsteuerung realisiert werden. Eine reibungsmindernde PTFE-Beschichtung minimiert nicht nur die Arbeitsgeräusche des Ventiltriebs, sondern senkt zusätzlich auch den Kraftstoffbedarf.

Die Reinaluminium-Zylinderköpfe sind mit vier Ventilen pro Zylinder und zwei oben liegenden Nockenwellen ausgeführt. Diese Konfiguration garantiert eine optimale Steuerung der Einlass- und Auslassvorgänge, mit Vorteilen für Leistung und Abgasbilanz. Die Zylinderkopfbauweise mit Kanalabschaltung und Kolben mit ringförmigen Brennräumen garantiert eine Verbrennung mit hohem Wirkungsgrad. Ein für einen Diesel vergleichsweise niedriges Verdichtungsverhältnis von 17,3:1 verringert den Abgasausstoß, senkt die Verbrennungsgeräusche und ermöglicht den Einsatz eines neuartigen Aufladesystems. Bei einem Dieselmotor bedeutet ein niedrigeres Verdichtungsverhältnis, dass am Kolbenkopf weniger Hitze entsteht und der Kraftstoff besser verbrannt wird. So entstehen weniger Abgase.

Das Dieselaggregat verfügt über eine Common-Rail Direkteinspritzung der neuesten Generation mit einem Betriebsdruck von 1650 Bar. Die von den einzelnen Düsen eingespritzte Kraftstoffmenge wird von einem Piezo-Aktuator gesteuert, der in Verbindung mit einem geschlossenen Regelkreissystem die Kraftstoffdosierung von bis zu fünf Einspritzungen pro Zyklus gewährleistet. Diese Konfiguration ermöglicht eine hohe Leistung bei niedrigem Abgasausstoß. Die Spritzlöcher der Einspritzdüsen haben einen Durchmesser von 145 Mikrometer. Die Düsen können so einen extrem feinen Kraftstoffstrahl erzeugen, der die Bildung eines möglichst gleichmäßigen und damit vollständig verbrennenden Kraftstoff-Luft-Gemisches ermöglicht.

Elektronisch betätigte Turbolader, ein Abgasrückführungssystem und eine Kanalabschaltung tragen ebenfalls zu einer Reduzierung der Emissionen bei. Dank dieser modernen Technik ist der V6-Motor mit der Euro IV Abgasnorm kompatibel und die Partikelemissionen können bei Einsatz des von PSA bekannten Diesel-Partikelfilters auf ein äußerst geringes Maß reduziert werden.

Die Motorparameter werden von einer Steuerelektronik permanent überwacht und gesteuert. Zu diesem Zweck verarbeitet die Steuerung die Informationen von insgesamt 23 Sensoren und sendet Befehle an 20 Stellglieder. Die Steuerung betätigt zudem ein Kanalabschaltsystem, welches durch das Öffnen und Schließen von Klappenventilen im Einlasstrakt die Drall- und Stromcharakteristik über den gesamten Motorbetriebsbereich optimiert. Zudem steuert die Elektronik die Betätigung des Abgasrückführungssystems, der Turbolader mit Verstellgeometrie und - zugunsten eines schnelleren und präziseren Ansprechens - der Drosselklappe. Zusätzlich unterstützt eine voll drehmomentabhängige Strategie die Steuerung der Mehrfacheinspritzung und die Integration mit den Getriebe- und Bremssteuergeräten. Die instationäre Drehmoment- und Ladedrucksteuerung ermöglicht die Optimierung der Motorleistung ohne Beeinträchtigung der Haltbarkeit des Motors.

Die Steuerelektronik ist zudem integraler Bestandteil der Servicestrategie für den neuen Motor. Sie überwacht einen in der Ölwanne montierten Ölstands-, Öltemperatur- und Ölqualitätssensor und bewertet mittels eines komplizierten Algorithmus den Arbeitszyklus des Ölsystems. Auf der Grundlage dieser Daten informiert die Steuerelektronik den Fahrer über die Zeit und die Laufleistung bis zum nächsten Ölservice sowie über den aktuellen Ölstand und aktiviert bei Bedarf die Ölstandskontrollleuchte. Der Algorithmus verarbeitet dabei nicht nur die vom Sensor gelieferten Daten, sondern berücksichtigt auch andere Betriebsparameter des Motors, wie die Temperatur, den Stand und die Qualität des vorhandenen Öls, die Geschwindigkeit, die Drehzahl, das Drehmoment, die Zeit seit dem letzten Ölservice und den Gesamtkilometerstand.

Der V6 bringt mit 202 kg (DIN 70020) ein niedriges Gewicht auf die Waage, was wesentlich zum guten Leistungsgewicht und zur Wirtschaftlichkeit dieses Aggregates beiträgt. Gebaut wird der 2.7 Liter Dieselmotor im britischen Dagenham. Die jährliche Produktionskapazität von zunächst bis zu 150.000 V6-Motoren kann bei Bedarf erweitert werden.

(Text: Rainer Roßbach )
(Fotos: Jaguar)

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