Volvo Cars bringt den vollkommen neu entwickelten 2,4 Liter Fünfzylinder zunächst im Volvo S80. Im Prinzip wurde nur die Fünfzylinder-Konfiguration und die Bezeichnung D5 vom Vorgänger übernommen. Das neue Aggregat schafft eine signifikante Verbrauchreduzierung und erfüllt bereits die Euro 5-Norm. Die Volvo Motorenentwickler konnten durch High-Tech Lösungen wie sequentiell operierende Turbolader, Keramik-Glühkerzen und Piezo Injektoren den Verbrauch, für ein Fahrzeug dieser Größe beachtlich, auf nur 6,2 Liter/100 km drastisch reduzieren. Die CO2 Emissionen liegen mit nur 164g/km deutlich unter der 180g/km-Grenze. Beeindruckend vor allem nach einem Blick auf die Leistungsdaten des neuen Triebwerks mit 204 PS und einem maximalen Drehmoment von 420 Nm.
"Wir hatten die Aufgabe einen modernen, leistungsfähigen Dieselmotor zu entwickeln, der die Euro 5 Norm erfüllt", sagt Derek Crabb, Vice President Powertrain Engineering. "Der bisherige Fünfzylinder war nach mehreren Entwicklungsschritten
am Ende seines Potentials. Wir begannen daher mit einem weißen Blatt Papier und bedienten uns der neuesten Technologie zu der wir heute Zugang haben. Außerdem wurde dieser Motor wieder zur Gänze von uns bei Volvo Cars entwickelt und gebaut."
Leistung und Fahrkomfort auf Top- Niveau
Der neue 2,4 Liter Dieselmotor reagiert spontan auf kleinste Gaspedalbewegungen und bietet optimale Fahrbarkeit. Das über einen breiten Drehzahlbereich hohe Drehmoment bietet in Verbindung mit der schnell schaltenden Getriebeautomatik
eine außergewöhnlich sanfte Art der Fortbewegung mit enorm verbesserten Verbrauchswerten. Durch den Einsatz von zwei sequentiell operierenden Turboladern unterschiedlicher Größe konnten die hohen Anforderungen in puncto Fahrbarkeit und Leistung über einen weiten Drehzahlbereich erfüllt werden. Das Ergebnis ist ein spontanes Ansprechen und eine schnelle Beschleunigung bei jeder Geschwindigkeit sowie eine kontinuierliche Kraftentfaltung ohne spürbaren Wechsel vom kleinen auf den größeren Turbolader. Das bedeutet genügend Kraftreserven für kurze und damit sichere Überholmanöver, vor allem zwischen 80 und 120 km/h.
Modernste Einspritztechnologie mit Piezo Injektoren ermöglicht feinste Zerstäubung des Kraftstoffs im Brennraum und damit effektive Verbrennung und niedrige Emissionen. Zudem liefert diese Technologie einen Motorsound, der beinahe an einen Sechszylinder-Benzinmotor heranreicht. Also exzellente Resultate in Bezug auf Geräuschkomfort und –Wahrnehmung.
Verbrauch niedriger als erwartet
"Als wir mit dem Projekt begannen lag unser Ziel bei einem Verbrauch von 6,4 Litern auf 100 km im Volvo S80, unserer großen Limousine", erinnert sich Derek Crabb. "Mit fortschreitender Entwicklung sahen wir, daß wir diesen Wert unterbieten können und heute sind wir bei nur 6,2 Litern angelangt. In Verbindung mit der Getriebeautomatik konnten wir den Verbrauch um mehr als acht Prozent reduzieren, von 7,3 auf 6,7 Liter auf 100 km".
Der niedrige Verbrauch ist das Resultat modernster Motorentechnik mit zwei sequentiell operierenden Turboladern, die über einen weiten Drehzahlbereich für hohes Drehmoment und geringe Emissionen sorgen. Das Einspritzsystem mit Piezo Injektoren arbeitet unter einem hohen Druck von 1.800 bar und sorgt für feinste Zerstäubung des Kraftstoffs. Mehrere Vor- und Nacheinspritzungen bewirken dabei ein niedriges Verbrennungsgeräusch und eine effektive Verbrennung.
Geringe Emissionen
"Die technischen Lösungen zur Verbrauchsreduzierung helfen aber auch den umwelttechnischen Fußabdruck zu verringern", erklärt Derek Crabb. "Eine der Grundanforderungen bei der Entwicklung des neuen Motors war auch die Reduktion der Partikelemissionen".
Neben den beiden Turboladern, den Piezo Injektoren und einer optimierten Abgasrückführung, verfügt der neue D5-Motor über Glühkerzen aus Keramik. Diese High-Tech Lösung sichert exzellente Starteigenschaften durch schnelles Aufheizen. 1000 Grad werden nach nur zwei Sekunden erreicht, was natürlich auch drastisch reduzierte Emissionen mit sich bringt. Unter bestimmten Fahrbedingungen, speziell bei niedrigen Drehzahlen, sorgen die hohen Temperaturen der Keramik-Glühkerzen für höhere Zylindertemperaturen und damit optimierte Verbrennungseffizienz. Die progressive Einspritztechnologie ermöglicht mehrere Einspritzungen auch nach der Haupteinspritzung, um die Rußpartikel aus den Abgasen zu beseitigen.
"In Verbindung mit der optimalen Luftbemessung der einzelnen Zylinder und der Nacheinspritzung atmet der Motor perfekt durch. Mit einem gewissen Stolz zeigen wir daher beim Volvo S80 D5 die beiden Auspuffrohre", sagt Derek Crabb.
Drei Jahre Entwicklung
Der neue Volvo-Fünfzylinder ist der erste Motor aus der neuen Projektzentrale für die Entwicklung von Dieselmotoren. "Der gesamte Prozeß vom ersten Briefing bis zum Einbau in ein Versuchsfahrzeug dauerte weniger als drei Jahre", sagt Derek Crabb. "Wir werden die Weiterentwicklung und die Anpassungen für die Verwendung des Aggregats in anderen Volvo-Modellen kontinuierlich begleiten".
Bei Design und Entwicklung des neuen Motors wurden Module erstellt, die Nebenaggregate, Motorumfeld und Fixpunkte für die Montage der Turbolader umfassen. Dadurch wird der Einbau in andere Volvo-Modelle einfacher, auch mit Spielraum für die Weiterentwicklung in Hinblick auf künftige Anforderungen.
"Das modulare Design erleichtert auch die Produktion im Volvo-Motorenwerk", erklärt Derek Crabb. "Um optimale Voraussetzungen für die Serienfertigung des neuen Fünfzylinders zu schaffen, haben wir einen permanenten Erfahrungs- und Ideenaustausch mit den Produktionsverantwortlichen in unserem Motorenwerk eingeführt".