Das Toyota D-4D 180 Clean Power Konzept

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1 Paris 2004 Das Toyota D-4D 180 Clean Power Konzept Der Motor leistet circa 180 PS und unterschreitet die EURO-IV-Grenzwerte in Sachen NOx- und Partikelausstoß um 50 bzw. 80 Prozent Innovativer Toyota D-4D Motor Clean Power Konzept: Hohe Leistung bei geringst möglichen Emissionen Leistung und Drehmoment auf Topniveau: circa 180 PS und 400 Nm Dank Toyota D-CAT liegen NOx- und Rußpartikelausstoß circa 50 bzw. 80 % unterhalb der EURO-IV-Grenzwerte Unter der Bezeichnung D-4D 180 Clean Power hat Toyota ein Konzeptfahrzeug entwickelt, das sich durch eine luxuriöse Ausstattung und eine leistungsfähige Antriebstechnologie auszeichnet. Erste Hinweise auf die besondere Persönlichkeit liefern Merkmale wie der Kühlergrill im Metallgitter-Design und die Lackierung in Quicksilver, die ansonsten nur den exklusiven T Sport Modellen des Herstellers vorbehalten sind. Das Herzstück des Toyota D-4D Clean Power Konzepts verbirgt sich hingegen unter der Motorhaube. Dort arbeitet die Prototypen-Version des neuen D-4D-Aggregats, das im nächsten Jahr auf dem europäischen Markt eingeführt wird. Das innovative Triebwerk erfüllt die Bezeichnung Clean Power mit Leben und setzt Maßstäbe in der Hubraumklasse von 1,9 bis 2,2 Liter. Leistung und Drehmoment bewegen sich auf Topniveau, während gleichzeitig der weltweit geringste Ausstoß an NOx (Stickoxiden) und Rußpartikeln aller Dieselmotoren zu verzeichnen ist (Werte gelten für das Toyota D-4D 180 Konzeptfahrzeug). Der Toyota D-4D Clean Power Motor entwickelt circa 180 PS und leistet damit deutlich mehr als herkömmliche Motoren mit 1,9 bis 2,2 Liter Hubraum. Dieses Potenzial wird lediglich von Hubraum stärkeren V6-Dieselmotoren erreicht. Gleiches gilt für das maximale Drehmoment von 400 Nm. Diese bislang unerreichte Ausgewogenheit hinsichtlich Leistung und Umweltverträglichkeit ist nur durch den Einsatz fortschrittlichster Diesel-Technologie möglich. Ein Beispiel dafür ist das einzigartige Toyota D-CAT System. 13

2 Revolutionäre Einspritz-Technologie Einsatz von Piezo-Injektoren Höchster Einspritzdruck, der mit dieser Technologie je erzielt wurde Eine niedrige Verdichtung erhöht den Wirkungsgrad Paket von piezoelektrischen Keramik-Elementen Bild 1: Piezo-Injektor Besuchen Sie uns: 14

3 Paris 2004 Der Motor des Toyota D-4D Clean Power Konzepts nutzt eine piezoelektrische Common-Rail-Einspritzung. Das System arbeitet mit einem Einspritzdruck von bar und erzielt damit den höchsten Druck, den derzeitige piezoelektrische Systeme bereitstellen können. Heute sind die meisten Common-Rail-Einspritzanlagen mit Magnetventil-Injektoren bestückt, die über ein elektrisch angeregtes Magnetfeld betätigt werden. Im neuen D-4D Motor kommen stattdessen Piezo-Injektoren zum Einsatz. Das Prinzip der Piezoelektrik wurde bereits im Jahr 1880 von Pierre und Jacques Curie entdeckt. Wesentliches Merkmal ist die Eigenschaft einiger Kristalle, sich unter dem Einfluss einer elektrischen Spannung auszudehnen. Wird der Strom abgeschaltet, kehren die Kristalle in ihren ursprünglichen Zustand zurück. Nach diesem Prinzip arbeiten auch die Piezo-Injektoren des neuen D-4D Motors, die mit einem Paket von piezoelektrischen Keramik-Elementen bestückt sind. Sobald ein elektrischer Strom angelegt wird, dehnen sich die Elemente blitzschnell aus und öffnen auf diese Weise die Ventilnadeln, so dass der Kraftstoff aus der Common- Rail-Leitung in die Zylinder gelangt. Da Piezo-Injektoren wesentlich schneller ansprechen als Magnetventile, kann eine größere Menge Kraftstoff in kürzerer Zeit eingespritzt werden. Im Ergebnis ermöglicht die Technik eine bessere Zerstäubung des Kraftstoffs und damit eine effizientere Verbrennung. Darüber hinaus bietet das revolutionäre Einspritzsystem weitere Vorteile. So lassen sich bis zu fünf Einspritzvorgänge pro Verbrennungstakt realisieren. Mittels Piezo-Injektoren kann besonders die Piloteinspritzung sehr präzise gesteuert und damit das Verbrennungsgeräusch reduziert werden. Um einen höheren Wirkungsgrad zu erzielen, arbeitet der D-4D Clean Power Motor mit einer niedrigeren Verdichtung. Dank der Verwendung von keramischen Schnellglühkerzen konnte das Kaltstartverhalten dennoch verbessert werden. In Verbindung mit den Piezo-Injektoren reduzieren sie zudem die Entstehung von Weißrauch. 15

4 Spitzentechnologie in Sachen Abgasbehandlung Drastische Reduzierung von NOx und Partikeln dank Toyota D-CAT DPNR ist der einzige Speicherkatalysator, der NOx und Partikel zeitgleich konvertiert Optimierte Abgasrückführung für bessere Abgaswerte Der Toyota D-4D Clean Power Motor ist mit dem revolutionären Toyota D-CAT (Diesel Clean Advanced Technology) System ausgerüstet. Diese fortschrittliche Technologie kommt bereits im Toyota Avensis zum Einsatz und sorgt dafür, dass die Limousine den geringsten NOx- und Partikelausstoß aller modernen Dieselfahrzeuge aufweist. Die D-CAT Technologie, für die Toyota mehr als neue Patente besitzt, basiert auf verschiedenen Systemkomponenten. Von zentraler Bedeutung ist der Speicherkatalysator DPNR (Diesel Particulate NOx Reduction system), der als weltweit einziges System seiner Art NOx und Rußpartikel zeitgleich konvertieren kann und dabei völlig wartungsfrei arbeitet. Zu den wesentlichen Bestandteilen des Systems zählt außerdem die jüngste Entwicklungsstufe der Common-Rail-Einspritzung. Neben diesen beiden Hauptelementen sind weitere Steuersysteme und Komponenten integriert. Die Steuerung der Prozessabläufe innerhalb des DPNR-Speicherkatalysators erfolgt über das Motor-Management, das zu diesem Zweck auch die Gemischzusammensetzung der Abgase variiert. Dabei greift die Elektronik bei Bedarf auf den Exhaust Port Injector (EPI) zurück, der als fünfte Einspritzdüse im Auslasskanal platziert ist. Die Kraftstoffeinspritzung in den Auslasstrakt fettet das Abgasgemisch kurzzeitig an und sorgt dafür, dass die im Katalysator gespeicherten Stickoxide und Rußpartikel reduziert werden. EPI wird auch zum Abbau der Schwefelanteile eingesetzt. Sobald die Schwefel- Anreicherung im DPNR-Katalysator ein bestimmtes Maß erreicht hat, wird durch Einspritzung in den Auslasstrakt die Temperatur im Katalysator erhöht und der Schwefel auf diese Weise umgewandelt. Das Toyota D-CAT System arbeitet zudem mit einer hocheffizienten, gekühlten Abgasrückführung. Durch die Kühlung kann eine größere Menge Abgas in den Brennraum zurückgeführt werden. Das elektrisch betätigte Rückführungs-Ventil benötigt lediglich 50 Millisekunden, um sich zu öffnen. Besuchen Sie uns: 16

5 Paris 2004 EGR-Ventil EGR-Kühler Kraftstoffeinspritzung in den Auslasskanal EDU ECU Common Rail Einspritzdüse Kraftstofftank Zylinderkopf Förderpumpe Drosselklappe DPNR Bild 2: Toyota D-CAT Bauteile EGR-Kühler-Katalysator Abgastemperatursensor Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Sensor Oxidationskatalysator 17

6 Das Toyota D-CAT System verhilft dem Motor zu einer herausragenden Stellung im Segment. Verglichen mit den strengen Grenzwerten der Abgasnorm Euro IV emittiert der Toyota D-4D 180 Clean Power circa 50 % weniger Stickoxide und 80 % weniger Rußpartikel. Bild 3: NOx und Partikel-Ausstoß Partikel (g/km) EURO IV Vorschrift D-4D 180 Clean Power Konzept NOx (g/km) Besuchen Sie uns: 18

7 Paris 2004 Produktion in Europa Neues Werk für einen brandneuen Motor Fertigungskapazität von Motoren pro Jahr Investition von 200 Millionen Euro sichert 500 neue Jobs Mit Beginn des kommenden Jahres nimmt Toyota Motor Industries Poland (TMIP) die Produktion des neuen D-4D Dieselmotors auf. Damit geht das D-4D Clean Power Konzept in Serie. TMIP ist bereits die zweite Fertigungsstätte, die Toyota in Polen errichtet hat. Schon seit 1999 erfolgt bei TMMP (Toyota Motor Manufacturing Poland) die Produktion von Schaltgetrieben. TMIP ist auf einem m 2 großen Areal entstanden. Die Produktionsanlagen nehmen eine Fläche von m 2 ein und können pro Jahr bis zu Motoren ausstoßen. Insgesamt hat Toyota 200 Millionen Euro in die neue Fertigungsstätte investiert und allein im Werk 500 neue Arbeitsplätze geschaffen. 19

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