Neuer 1,6-Liter-GDI-Motor für Hybridfahrzeuge vorgestellt

Der neue Kappa-1,6-Liter-GDI-Motor wurde entwickelt, um Leistung, Performance und Kraftstoffeffizienz zu steigern und gleichzeitig die Produktionskosten und CO₂-Emissionen in den wachsenden Segmenten der mittelklassigen Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEV) und Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEV) zu senken.

Das neue Aggregat kommt Anfang 2016 auf den Markt, parallel zum Start der ersten dedizierten Hybride von Hyundai & Kia mit den Codenamen AE (Hyundais Prius-Rivale) und DE (Kia Hybrid-SUV). Es ist die erste Kombination aus Atkinson-Zyklus, gekühlter Abgasrückführung (EGR) und einer Langhub-Spezifikation des Unternehmens, um den thermischen Wirkungsgrad zu maximieren.

Der Atkinson-Zyklus selbst reduziert die Ladungswechselverluste durch das späte Schließen der Einlassventile und verbessert die Kraftstoffeinsparung durch eine relativ höhere Expansion. Dabei sorgt ein in die kontinuierliche variable Ventilsteuerung (CVVT) integriertes Einlass-Ölsteuerventil (OCV) für einen vereinfachten Ölfluss. Zudem ist der CVVT-Verstellwinkel für ein schnelleres Ansprechen vergrößert.

Das im Motor eingesetzte EGR-System leitet Abgase zurück in den Zylinder und verbrennt sie erneut. Der neue Kappa HEV-Motor allein erzielt eine Kraftstoffverbrauchsverbesserung von 3 % durch drei Stufen: Das stromaufwärts entnommene Gas sorgt für eine EGR-Rate von über 20 %, der EGR-Kühler erreicht eine Kühleffizienz von 98 % und das einstufige EGR-Ventil hat eine Ansprechzeit von 56,9 Millisekunden. Ein speziell gestalteter gerader Einlasskanal erhöht die Tumble-Strömung des EGR-Gases, was eine schnelle Verbrennung ermöglicht und so den Verbrauch weiter senkt sowie die Leistung steigert.

Darüber hinaus werden die Kraftstoffeinsparungen weiter gesteigert, indem die Kühlmitteltemperaturen von Zylinderblock (105 °C) und Zylinderkopf (88 °C) getrennt geregelt werden. Dies reduziert Reibung und Klopfen, da im Block ein wärmeres Kühlmittel zirkuliert. Der Zylinderblock heizt schnell auf, was die Reibung senkt und einen effizienteren Betrieb ermöglicht, während der Zylinderkopf mit moderat niedrigen Temperaturen arbeitet, um die Klopfneigung zu unterdrücken – und damit den Kraftstoffverbrauch verbessert.

Der neue Motor verfügt zudem über einen sechslöchrigen, lasergeschweißten GDI-Injektor und ein Hochdruck-Kraftstoffversorgungssystem mit maximal 200 bar, das eine saubere Verbrennung gewährleistet, den Verbrauch senkt und die Emissionen reduziert, um alle globalen Emissionsstandards zu erfüllen.

Die Integration dieser Technologien steigert den thermischen Wirkungsgrad des Motors von 30 % (bei herkömmlichen Motoren) auf 40 % und sichert eine wettbewerbsfähige Leistung. Das neue Aggregat leistet 105 PS (77,2 kW) und 15,0 kgf·m (147 Nm) und wird in zukünftigen Hybridmodellen zum Einsatz kommen.