Der japanische Automobilhersteller Toyota hat eigenen Angaben zufolge eine neue Generation effizienter und leistungsstarker Motoren entwickelt. Die Einführung der neuen Triebwerke startete in diesem Jahr und soll bis 2021 auf einen Großteil der Modelle ausgedehnt werden.

Toyota hat nach eigenen Angaben sein Motorenkonzept grundlegend überarbeitet. Der japanische Automobilhersteller betont, die Leistung der neuen Triebwerke um rund 10 Prozent verbessert zu haben, während sich die Effizienz sogar um 20 Prozent erhöhte. Der neue 2,5-l-Benzinmotor besitzt laut Unternehmen einen thermischen Wirkungsgrad von 40 Prozent, in den Hybridmodellen sogar 41 Prozent.

Steckbrief

Eckdaten des 2,5-l-Benzinmotors von Toyota

  • Zylinderanzahl: 4
  • Hubraum: 2.478 ccm
  • max. Leistung: 151 (130) kW
  • max. Drehmoment: 250 Nm / 4.800/min (220 Nm / 3.600–5.200/min)
  • Direkteinspritzung: D-4S
  • Verdichtung: 13:1 (14:1)

Laut Hersteller erreicht das neue Aggregat eine spezifische Leistung von mehr als 60 kW pro Liter Hubraum. Als Resultat soll ein wirtschaftlicher Verbrennungsprozess mit umweltverträglichen Emissionswerten und einem trotzdem dynamischen Ansprechverhalten entstanden sein. Der Hersteller gibt an, bis Ende 2021 insgesamt neun Motoren in 17 Versionen auf den Markt bringen zu wollen. Hört sich gut an. KRAFTHAND wollte wissen, was genau verändert wurde.

Neues Plattformkonzept

Seit 2016 hat Toyota eine Plattformstrategie mit dem Namen New Global Architecture (TNGA), die als Basis für alle neuen Modelle der Marke dient. Für diese Plattform entwickelte Toyota nun auch den Antriebsstrang und den Verbrennungsmotor weiter. Die Entwickler aus Japan haben dabei den Verbrennungsprozess der Ottomotoren über arbeitet und viele Systemkomponenten weitestgehend standardisiert, um so eine Produktivitätssteigerung zu erreichen. Einheitliche Standards sollen aber auch mehr Möglichkeiten bei der Motorenentwicklung mit sich bringen. Denn ähnlich wie beim neuen 2,5-l-Motor sollen sich in Zukunft auch die anderen Motoren mit der gesamten Produktpalette des Konzerns ausstatten lassen.

Grafik: Motorenvergleich
Die neue Motorenplattform mit moderner Hybrid- und Getriebetechnologie kombiniert soll laut Toyota in fünf Jahren mindestens 60 Prozent aller verkauften Antriebe ausmachen. Bilder: Toyota

Überarbeiteter Motoraufbau

In der nebenstehenden Grafik ist gut zu erkennen, dass der Langhuber einen vergrößerten Winkel zwischen Ein- und Auslassventil besitzt. Der größere Winkel bewirkt einen flacheren Ansaugweg und hat den Effekt, dass die Luft walzenförmig in den Verbrennungsraum strömt. Toyota spricht hier vom sogenannten Tumble-Flow. Neben einem respektablen Verdichtungsverhältnis von 13:1 und einer Mehrpunkt-Direkteinspritzung haben die Entwickler bei Toyota auch einen im Durchmesser vergrößerten und in der Form veränderten Einlassventilsitz verwendet. Diese Änderungen sollen ebenfalls zur Strömungsoptimierung beitragen. Obendrein wurde der Ventilsitz mit einer neuartigen Lasertechnik geglättet, um ein verbessertes Taumelverhältnis und einen erhöhten Luftströmungskoeffizienten zu erreichen. Das Resultat: Eine höhere spezifische Leistung bei geringerem Kraftstoffverbrauch und weniger Abgasemissionen.

Querschnitt Motoraufbau

Variabel gesteuert

Bei der Steigerung des Wirkungsgrads tragen natürlich auch die variablen Regelungen einiger Systemkomponenten einen großen Anteil. Beispielsweise haben die geregelte Ölpumpe (1) und die Wasserpumpe (2) einen elektrischen Antrieb. Somit lassen sich die Fördermengen und der Förderzeitpunkt frei bestimmen. Ebenfalls variabel gesteuert ist die elektronische Drosselklappe (3), die Betätigung der Ein- und Auslassventile (4) und die AGR-Regelung (5). Die Möglichkeiten verschiedene Komponenten variabel steuern zu können, ist somit ebenfalls ein wichtiger Schritt, um moderne Verbrennungsmotoren bezüglich Wirkungsgrad und Verbrauch weiter optimieren zu können.