Pferde-Stärke
Mit „aggressivem Downsizing“ will Ford im neuen Mustang die gegensätzlichen Forderungen nach Dynamik und Effizienz unter einen Hut bringen. Dazu wird der Mustang hierzulande zwar mit einem Vierzylinder angeboten - allerdings mit einem echten Kraftpaket
München, 9. Dezember 2013 – Kann ein Vierzylinder eine 'Stang-gemäße Motorisierung sein? Die Freunde des amerikanischen Pony-Cars diskutieren diese Frage, seit bekannt ist, dass Ford es mit neuen 2,3-Liter-Ecoboost-Motoren ausstatten will. Wir werden uns nicht einmischen, weil man über Geschmack bekanntlich ausdauernd aber kaum fruchtbar streiten kann. Man sollte in solchen Diskussionen nur nicht den Fehler begehen und die 2,3-Liter-Mustangs zwischen 1974 und 1993 als Zeugen aufrufen. Verglichen mit dem kommenden 2.3 Ecoboost waren das Behelfsmotorisierungen.
Wir hoffen, der Hinweis auf den parallel angebotenen V8 kann Glaubenskriegen ihre Schärfe nehmen. Wer keinen R4 mag, kann weiterhin einen V8 fahren. Nur den V6 wird es hierzulande nicht geben. Grund sind natürlich die europäischen Flottenverbrauchsvorgaben. Was aber ist neu am 2.3 Ecoboost, der nach vorläufigen Angaben ebenso viel Leistung bieten soll wie der V6, aber sogar noch mehr Drehmoment – und das bei niedrigeren NEFZ-Werten? Hier die ersten Erkenntnisse, einiges davon noch vorläufig, wie Ford selbst sagt.
Pferde-Stärke (4 Bilder)
(Bild: Ford (alle))
„Aggressives Downsizing"
Sicher ist, dass der Motor mit Direkteinspritzung und Turboaufladung zur Steigerung der Leistung und Effizienz sowie einer erhöhten Abgasrückführrate arbeiten wird. Die Rezeptur nach der Motoren effizienter werden, stammt ohnehin aus dem klassischen Tuning und nennt sich „Entdrosselung“. Sie wird konstruktiv ebenso berücksichtigt wie die Maßnahmen zur Verbesserung der Standfestigkeit, wie sie in einem Hochleistungsmotor unumgänglich sind. Die Bezeichnung „Ecoboost“ ist daher auch für einen Sportwagenmotor sinnvoll und angemessen. Ford spricht von „aggressivem Downsizing“.
Das Kurbelgehäuse des Vierzylinders ist ein Gussteil aus Aluminium mit einer weit über die Kurbelwellenebene heruntergezogenen Schürze. Zur Aussteifung des Kurbelgehäuses dient eine inklusive Hauptlagern von unten angeschraubte, leiterrahmenförmige Bedplate aus Stahl. Die direkt an das Zylinderkurbelgehäuse geschraubte Ölwanne aus Aluminiumguss ist mit Schwallblechen ausgestattet, um auch bei hohen Kurven- und Bremsbeschleunigungen eine unterbrechungsfreie Ölversorgung sicherzustellen. Als Ölfüllmenge mit Filter gibt Ford übrigens 5,7 Liter an (5W-30), das Service-Intervall mit 16.000 km. In „Open-Deck“-Anordnung stehen die Zylinder im oberen Bereich frei, sind aber mit den angrenzenden Einheiten jeweils zusammengegossen. Dadurch sind die Zylinder bis zu ihrer heißen Zone ganz oben von Kühlmittel umströmt. Die Zylinderlaufbuchsen aus Stahl sind eingegossen.
Das Triebwerk besteht aus einer geschmiedeten Stahlkurbelwelle, geschmiedeten Stahlpleueln mit schwimmend gelagerten Kolbenbolzen, Leichtmetallkolben mit eingegossenem Ringträger aus Stahl sowie einer Leichtlaufbeschichtung auf den Druckseiten des Kolbenhemds. Die Kolbenböden sind zur Drallerzeugung mit Mulden versehen und wegen der zumal für einen aufgeladenen Motor hohen Verdichtung von 9,5:1 mit Ventiltaschen versehen. Um sie thermisch zu entlasten, sind die Kolbenböden spritzölgekühlt. Im Interesse einer guten Drehmomentelastizität ist der Motor mit 87,55 x 94,0 mm langhubig ausgelegt, der Einzelzylinderhubraum beträgt 565 Kubikzentimeter. Um den Massenkräften zweiter Ordnung zu begegnen, rotiert im Kurbelgehäuse eine Ausgleichswelle. Eine bedarfsgeregelte Ölpumpe mit Kettenantrieb liegt an der Steuerseite.
Ein agiler Langhuber
Der Zylinderkopf ist ebenfalls aus Aluminium gegossen. Die beiden Nockenwellen aus Stahl laufen in Gleitlagern, lediglich die durch den Kettenantrieb höher beanspuchten Lager auf der Steuerseite sind Kugellager, um die Reibung zu minimieren. Beide Nockenwellen haben – im Gegensatz zu den elektrischen Stellern in V6 und V8 – je ein hydraulisches Verstellmodul. Sie betätigen je Zylinder je zwei Ein- und Auslassventile direkt über beschichtete Stößel, der Ventilspielausgleich scheint hydraulisch zu erfolgen. Das Einlassventil hat einen Durchmesser von 31 Millimetern und einen Hub von 8,31 mm, das Auslassventil misst 30 mm und erhebt sich 7,42 mm. Die Kerzen stehen zentral senkrecht im „V“ der Ventile, die Einspritzventile münden von der Einlasseite her von schräg oben zwischen den Einlassventiltellern und produzieren einen asymmetrischen Einspritzstrahl. Der Einlasstrakt besteht aus nahtgeschweißtem Verbundstoff, darin befindet sich eine Kanalsteuerung, um die Füllung per Resonanzaufladung zu verbessern. Die Hochdruck-Benzinpumpe wird von der Rückseite der rechten Nockenwelle angetrieben, die Vakuumpumpe von der linken. Die Abgaskanäle sind in den Kopf eingegossen, um das Kühlmittel schneller erwärmen und den Temperaturhaushalt des Laders besser steuern zu können.
Der Twin-Scroll-Abgasturbolader mit elektrisch gesteuertem Ventil in einem Scroll-Kanal plus pneumatisch gesteuertem Wastegate vereint die Vorteile einer sequenziellen mit der Kompaktheit einer konventionellen Aufladung: Er bietet bereits bei niedriger Drehzahl mit verschlossenem Scroll-Kanal einen hohen Aufladegrad und ein schnelles Ansprechverhalten, bei hoher Last und Drehzahl dagegen kann er ein großes Fördervolumen zur Verfügung stellen, indem beide Kanäle geöffnet werden. Beim Twin-Scroll-Lader werden die Abgaskanäle von jeweils zwei Zylindern so zusammengefasst, dass sich die Druckschwankungen der Abgasströme gegenseitig verstärken.
Der Abgasgegendruck sinkt und der Gaswechsel des Motors verbessert sich. Stramme 407 Nm maximales Drehmoment zwischen 2500 und 4500 Touren sowie 227 kW oder 309 PS bereits bei 5500/min sind die Früchte dieses Aufwands. Die hohen Rückführraten gekühlten Abgases dagegen verbessern die Effizienz im Teillastbereich, weil der Motor bei hoher Rate mit weiter geöffneter Drosselkappe geringere Pumpverluste erleidet. Zudem dient bei hoher Last das gekühlte Abgas als Klopfbremse und kann dank verringertem Bedarf an Vollastanreicherung den Verbrauch weiter senken helfen.
HeiĂźeres Eisen als der V6?
Der Motor muss also nicht ständig hoch drehen und im täglichen Leben ist das ja auch so angenehm, dass die meisten Fahrer diese Drehzahlbereiche auch nutzen. Sie tun es allerdings nur, wenn sich das nicht wie eine Vergewaltigung der Technik anfühlt. Zur Verbesserung der Laufkultur bei niedriger Drehzahl benötigt der Hochleistungsmotor also noch einige Maßnahmen. Neben der Ausgleichswelle wird dazu ein Zweimassenschwungrad mit Fliehkraftpendel eingesetzt. Es verringert signifikant die Drehungleichförmigkeit des Motors und damit die in den Antriebsstrang eingeleiteten Vibrationen. Damit wird der Motor im Sinne der Effizienz öfter bei niedriger Drehzahl gefahren werden. Der bloßen Geräuschunterdückung dienen die aktiven Motorlager, die störende Vibrationen in bestimmten Bereichen per Gegenschall weitgehend auslöschen können. Das lästige und typische Brummen und Dröhnen eines Vierzylinders bei bestimmten Drehzahlen kann mit solchen Maßnahmen erstaunlich wirkungsvoll unterdrückt werden, eine Laufkultur nahe V6-Niveau ist zu erwarten.
Das einzige, was die Freunde des emotionalen 'Stang-Fahrens dem Vierzylinder dann wirklich noch vorwerfen können, ist sein Auspuffsound. Den kompensiert er aber immerhin durch bessere Fahrdynamik. Ein sportlicher Fahrer freut sich schließlich über jedes gesparte Kilo auf der Vorderachse. So gesehen könnte der R4 ein heißeres Eisen werden als der V6. (fpi)