Was macht den 5.0 Liter Coyote Motor aus dem 2018 Mustang so besonders?

Der 2018er Mustang hat uns nicht nur durch seine teilweise stark veränderte Optik überrascht. Das Faceliftmodell der aktuellen Baureihe zeichnet sich auch durch einige Überraschungen unter der Motorhaube aus. Im Falle des EcoBoost-Motors führt dies leider zu einem geringen Leistungsverlust, der 5.0 Coyote Motor hingegen wurde gründlich überarbeitet und kommt nun im europäischen Modell auf eine Leistung von 450PS. Im Falle des US-Modells sind es sogar 460 BHP (brake horse power: die Einheit für die Bruttomotorleistung (ohne Getriebe, Lichtmaschine usw.) in USA). 

Wo kommt diese Differenz eigentlich her? Mit dem Facelift bekommen nun beide Motorisierungen des Mustangs hier in Europa sogenannte Ottopartikelfilter serienmäßig verbaut. Feinstaub wird nur mit Dieselmotoren in Verbindung gebracht, entsteht aber bei Benzinmotoren mit Direkteinspritzung ebenfalls. Vereinfacht ausgedrückt beinhaltet der Ottopartikelfilter ein poröses Gewebe, durch das die Abgase hindurchgeleitet werden - der Feinstaub wird dabei aufgehalten und aus dem Abgasstrom herausgefiltert und später mit ausreichend hohen Abgastemperaturen fast vollständig verbrannt. Diese gründlichere Abgasreinigung bringt - wie jedes zusätzliche Bauteil im Abgasstrom - den Nachteil mit sich, dass es ein wenig Leistung und Effizienz raubt: Bei hoher Last wird der Partikelfilter zu einem geringfügigen Flaschenhals und sorgt dafür, dass der Abgasdruck vor dem Filter ansteigt. Die Folge ist, dass der Motor mehr Kraft aufwenden muss, um die verbrannten Abgase in den Auslasskanal zu pressen. Dieses Problem haben der 5.0 Coyote Motor und dem 2.3 Liter EcoBoost gemein. Darüber hinaus unterscheidet sich aber auch die Motorsoftware in vielen Punkten von der des US-Modells. In Europa weichen nicht nur die Abgasanforderungen von denen in den USA ab, auch die Messverfahren unterscheiden sich - was es notwendig macht, die Kennfelder so weit zu modifizieren, dass der Motor den europäischen Anforderungen standhält.

Der 5.0 Coyote Motor der aktuellen Generation geht ohnehin einen sehr interessanten Weg, um ein Optimum aus Effizienz, Abgaswerten und Leistung zu erreichen: Üblich ist es, bei Ottomotoren auf das Konzept der Saugrohreinspritzung oder Direkteinspritzung zu setzen. Hier einmal kurz die Vor- und Nachteile beider Konzepte. 

Saugrohreinspritzung:
Dieses Konzept bedeutet, dass die Einspritzdüsen für den Kraftstoff sich in der Ansaugbrücke befinden, heute üblich ist es, dass am Ende der Ansaugbrücke kurz vor dem Einlasskanal des Zylinderkopfes pro Zylinder eine Einspritzdüse verbaut ist. Der Kraftstoff muss mit dem Öffnen des Einlassventils eingespritzt werden, dadurch hat er recht viel Zeit, um vor der Zündung möglichst vollständig zu verdampfen und sich gleichmäßig mit der Luft zu vermischen.

Vorteil:

  • Der technische Aufwand ist recht gering und die Bauteile sind günstig
  • Die Abgasqualität ist recht gut und sauber

Nachteil:

  • Die Klopfanfälligkeit ist vergleichsweise hoch
  • Dadurch sind für Volllast Limitierungen in maximal möglicher Verdichtung und Brennraumdruck gesetzt

Direkteinspritzung:
Bei dieser Variante führen die Einspritzdüsen direkt in den Brennraum und das bedeutet, dass  erst nach dem Verschließen des Einlassventils der Kraftstoff flüssig eingespritzt wird. Während des Verdichtens steigt die Brennraumtemperatur an, was dazu führt, dass ein Teil des Kraftstoffs verdampft - und dies wiederrum hat zufolge, dass die Brennraumtemperatur abgesenkt wird und die Klopfneigung verringert wird.

Vorteil:

  • Höhere Verdichtung möglich
  • Geringerer Kraftstoffverbrauch
  • Höhere Motorleistung möglich

Nachteil:

  • Schlechtere Abgaswerte, da Feinstaub und Stickoxide bei der Verbrennung entstehen
  • Höherer Aufwand für Abgasreinigung
  • Komplexere Technik

Der aktuelle Coyote ist deswegen eine Besonderheit, da er beide Konzepte beinhaltet und somit das Beste aus beiden Welten vereint: Dank Direkteinspritzung konnte die Verdichtung von ehemals bereits nicht niedrigen 11:1 auf 12:1 angehoben werden, wodurch die thermische Effizienz angehoben wird und letzten Endes der Kraftstoffverbrauch gesenkt werden kann. Bei Teillast und im Leerlauf läuft der Motor mit der konventionellen Saugrohreinspritzung, die gute Abgasemissionswerte und einen weicheren und ruhigeren Motorlauf bietet. Mit steigender Last wird dann auf das Direkteinspritzsystem umgeschaltet, da der Kühleffekt des Kraftstoffs im Brennraum es erlaubt, den Motor auch ohne schwindelerregende Oktanzahlen mit hohem Zündwinkel unter Last zu betreiben und somit das volle Potential der hohen Verdichtung auszuschöpfen. Das Ergebnis ist eine für einen Saugmotor hohe Motorleistung mit einem sehr breiten nutzbaren Drehzahlband, ein direktes Ansprechverhalten und gleichzeitig sehr gute Emissionswerte.

Tags: Technik-Tipp

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