Im Monat Januar sind keine Probleme aufgetreten. Ein Bericht über die Geschichte und Technik der Fünfzylindermotoren von Volvo.

Versäumnisse beim Reifendruck aber sonst ist alles in Ordnung

31.01.2009, Kilometer: 16.700.

Eine Kontrolle des Reifendruckes ergab, dass mein Händler leider alle vier Winterreifen statt wie von mir gewünscht mit zweieinhalb bar nur mit 2,2 bar Druck aufgepumpt hat. Das entspricht zwar den Vorgaben des Herstellers, aber um den Rollwiderstand etwas zu senken, habe ich ausdrücklich zweieinhalb bar Druck gewünscht. Das Versäumnis ist rasch korrigiert. Ansonsten sind auch im Januar 2009 keinerlei Probleme mit dem Wagen aufgetaucht. Noch immer freue ich mich auf jede Fahrt mit meinem weissen Elch.

Da dieser Monatsbericht somit eigentlich sehr kurz ausfallen würde, er wäre nämlich hier bereits zu Ende, habe ich beschlossen, etwas über die famosen Volvo 5-Zylinder-Reihenmotoren zu schreiben.

Geschichte und Technik der Fünfzylindermotoren von Volvo

Im Verlaufe des Jahres 1991 stellt Volvo das neue Modell Volvo 850 GLT mit Frontantrieb und quer eingebautem 5-Zylinder-Reihenmotor vor.

Der Motor war damals komplett neu und wurde in dem Modell entweder mit einem manuellen Fünfganggetriebe oder mit einer Viergangautomatik angeboten. Die Technik des Motors umfasste doppelte, obenliegende Nockenwellen (DOHC — "Double Overhead Camshaft"), 20 Ventile, ein variables Ansaugsystem und ein elektronisches, mikroprozessorbasiertes Motormanagementsystem.

Dieser Motor lebt bei Volvo in vielen Varianten bis zum heutigen Tag weiter und prägt mit seinem unverwechselbaren Charakter alle Baureihen der Schweden. Heute gibt es ihn kombiniert sowohl mit manuellen wie auch automatischen Fünf- und Sechsganggetrieben.

Diese neue Maschine wurde damals als weiteres Mitglied von Volvos modularer Motorenfamilie entwickelt. Das erste Mitglied dieser Familie war der 6-Zylinder-Reihenmotor aus dem Jahr 1990. Alle Motoren dieser Familie teilen sich viele identische Komponenten und werden auf den gleichen Produktionsstraßen gefertigt, was einerseits hilft Kosten zu sparen und gleichzeitig auch die Qualität steigert.

Während der Entwicklung wurde besonders Wert auf leichtes Gewicht, kompakte Masse, ein grosses Leistungsspektrum, geringer Verbrauch und Emissionen, geringe Vibrationen, hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer gelegt.

Die Motoren werden heute sowohl als Saugmotoren, Turbomotoren mit schwacher Aufladung (LPT — "Low Pressure Turbo"), sowie auch als Turbomotoren mit starker Aufladung (HPT — "High Pressure Turbo") angeboten. Alle teilen sich aber den typischen, begeisternden, heiser fauchenden Klang, sowie ein betont breites Drehmomentplateau in der Leistungsentfaltung. Es sind keine Hochdrehzahlmotoren, sondern sie bieten stattdessen bereits sehr viel Drehmoment bei tiefen Drehzahlen. Damit ermöglichen sie schaltfaules Fahren und sehr lang übersetzte Getriebe womit auch der Treibstoffverbrauch weiter gesenkt werden kann.

Heute gibt es bei Volvo sowohl Benzin- wie auch Diesel-5-Zylinder-Motoren jeweils in mehreren Leistungsstufen. Der Benziner wird von Volvo zum Beispiel mit einem Leistungsspektrum von 103 bis 220 kW angeboten. Zusätzlich gibt es auch verschiedene Hubraumvarianten von zwei Liter Hubraum über 2,3 Liter, 2,4 Liter bis zweieinhalb Liter Hubraum. Die Variante als Zwei-Liter-Benziner wurde, soweit ich weiss, jedoch nur in Italien angeboten und dies auch nur aufgrund der speziellen Besteuerung der Fahrzeuge in Italien.

Alle Volvo 5-Zylinder-Motoren werden in der Volvo Skövde Engine Plant in Skövde, Schweden gebaut.

In meinem S40 T5 wird der 5-Zylinder-Reihenmotor als Benziner in der zweieinhalb Liter Variante mit der LPT-Aufladung eingesetzt. Dieser Motor vereint in sich auf brillante Weise die Vorteile eines modernen Dieselmotors, nämlich sehr hohes Drehmoment bereits bei tiefen Drehzahlen, mit dem Klang und dem Drehvermögen sowie der Leistung eines modernen Benzinmotors. Er bietet somit die Vorteile beider Treibstoffvarianten in einem Motor.

In konkreten Zahlen bedeutet das eine Leistung von 169 kW, sowie ein Drehmoment von 320 Nm von 1.500 bis 5.000 Umdrehungen pro Minute.

Die Reserven dieses Motorenkonzeptes sind sehr gross und alleine mit Chiptuning sind ohne weitere bauliche Maßnahmen bereits Leistungen von 200 kW und 400 Nm Drehmoment möglich. Durch den Einsatz eines leistungsfähigeren Ladeluftkühlers, einer drei Zoll Downpipe und eines Race-Katalysators sind leicht zusätzliche 30 kW und 50 Nm möglich, wobei dann allerdings leider das Getriebe oft nicht mehr mithalten kann. Bei korrekter Pflege und Versorgung mit hochwertigem Motoröl schaffen aber auch solchermaßen hochgezüchtete Triebwerke leicht 250.000 km und mehr.

Der 5-Zylinder-Reihenmotor des Volvo S40 T5.

5-Zylinder-Reihenmotoren sind, leider, nicht weit verbreitet in der Autoindustrie. Das ist schade, denn sie besitzen alle sehr viel Charakter, vor allem in der kehlig-heiseren "Aussprache". Heute dominieren in den meisten Fahrzeugen gesichts- und charakterlose 4- und 6-Zylinder-Motoren.

In den letzten 25 Jahren haben nur Audi, Honda, Volvo, Fiat und Mercedes selber entwickelte 5-Zylinder-Reihenmotoren in der Großserie eingesetzt. Man findet sie sowohl als Diesel- wie auch als Benzinmotoren und von 1,9 bis zweieinhalb Liter Hubraum. Eigentlich gibt es ja sogar noch einen 3,7 Liter großen 5-Zylinder-Reihenmotor von GM (General Motors). Dieser wird aber nur in Trucks eingesetzt.

Dabei besitzen die 5-Zylinder-Motoren sehr viele Vorteile, nämlich etwas vereinfacht und überspitzt gesagt die Leistung eines 6-Zylinder-Motors mit den Abmessungen eines 4-Zylinder-Motors. Damit passen sie einfach quer eingebaut in den Motorraum und ermöglichen so besonders leistungsfähige Fahrzeuge mit Frontantrieb.

Durch die Bauweise kann der Hersteller gegenüber einem 4-Zylinder-Motor eine Ausgleichswelle einsparen und weil sie die Lücke zwischen den 4-Zylinder- und 6-Zylinder-Reihenmotoren perfekt füllen, profitieren sie besonders von modularen Designs und damit von millionenfach eingesetzter Technik. Dabei werden viel Entwicklungszeit und Kosten eingespart.

Ein besonderer Vorteil der 5-Zylinder-Motoren gegenüber den 4-Zylinder-Motoren ist die Frequenz, in der die einzelnen Zylinder feuern. Bei einem 4-Zylinder-Viertaktmotor feuert alle 180° Kurbelwellenumdrehung ein Zylinder (720° / 4 = 180°). Ein einzelner Zylinder kann aber nicht länger als während 180° Umdrehung der Kurbelwelle feuern. Damit erfolgen die Zündungen eines 4-Zylinder-Motors sequentiell und ohne Überlappung. Der Motorlauf ist "rau" und ungleichmäßig. Es treten Brummfrequenzen auf, welche den typischen Klang dieser Motoren ausmachen.

Ein 5-Zylinder-Viertaktmotor feuert hingegen alle 144° Kurbelwellenumdrehung (720° / 5 = 144°). Weil jede Feuerung eines Zylinders 180° Kurbelwellenumdrehung dauert, bedeutet dies, es feuert zu jedem gegebenen Zeitpunkt mehr als ein Zylinder gleichzeitig, womit die Leistungsabgabe "weicher" erfolgt. Die einzelnen Feuerungen überlappen sich somit während 36° Kurbelwellenumdrehung. Die Zündreihenfolge der feuernden Zylinder ist bei 5-Zylinder-Motoren normalerweise 1-3-5-4-2.

Mit jedem Zylinder zusätzlich überlappen sich auch die einzelnen Feuerungen der Zylinder immer mehr. Zum Beispiel feuert bei einem 6-Zylinder-Viertaktmotor alle 120° ein Zylinder. Die Feuerungen überlappen sich somit während 60° Kurbelwellenumdrehung. Deshalb läuft ein 6-Zylinder-Reihenmotor nochmals ruhiger und vibrationsärmer als ein 5-Zylinder-Reihenmotor. Der Unterschied zwischen 5- und 6-Zylinder-Motoren ist allerdings viel geringer als der Unterschied zwischen 4- und 5-Zylinder-Motoren.

Gleichzeitig benötigt der 5-Zylinder-Motor aber weniger Bauteile, baut kürzer, ist leichter und hat weniger innere Reibung als ein 6-Zylinder-Motor.

Der 5-Zylinder-Motor besitzt gegenüber dem 6-Zylinder-Motor aber mehr freie Kräfte der ersten und zweiten Ordnung (Vibrationen), ganz einfach, weil der 6-Zylinder-Reihenmotor überhaupt keine solchen freien Kräfte besitzt.

Trotzdem stellt der 5-Zylinder-Reihenmotor einen hervorragenden Kompromiss zwischen der Leistungsfähigkeit und Vibrationsarmut des 6-Zylinder-Reihenmotors und der geringen inneren Reibung und kleinen Masse des 4-Zylinder-Reihenmotors dar.

Benzinverbrauch

31.02.2009, Kilometer: 16.700.

Der Benzinverbrauch beträgt gemäß Bordcomputer im Durchschnitt weiterhin zehn Liter auf 100 Kilometer.