Fiat nutzt anderes Prinzip als BMW mit seinem elektromechanischen System

Ob Diesel, Wankel oder Stirling: Bereits seit Jahrzehnten gehen Heerscharen von Erfindern der Frage nach, wie der relativ bescheidene Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors verbessert werden kann. Unter der Bezeichnung MultiAir will der Fiat-Konzern nun eine revolutionäre Entwicklung gemacht haben. Es handelt sich um eine zylinderindividuelle Ventilsteuerung für Benzinmotoren. Anders als das System von BMW (Valvetronic und Doppel-Vanos) funktioniert es nicht elektromechanisch, sondern elektrohydraulisch. Die Technik wurde gemeinsam mit MagnetiMarelli und INA Schaeffler entwickelt.

Neue Form der Ventilsteuerung
Bei MultiAir werden der Hub und die Öffnungs- sowie Schließzeit der Einlassventile nicht ausschließlich mechanisch von einer Nockenwelle gesteuert wie bei einem konventionellen Motor. Bei einer normalen Ventilsteuerung eines Vierventilers sorgen die Nocken der rotierenden Einlassnockenwelle für das Öffnen und Schließen der Ventile. Die zur Verbrennung nötige Luft wird durch die Stellung einer Drosselklappe geregelt. Zu den Nachteilen gehört eine geringe Effizienz aufgrund von Pumpverlusten an der Drosselklappe. Außerdem kann sich das Ventilspiel wechselnden Leistungsanforderungen nicht gut anpassen. Das MultiAir-System soll diese Nachteile eliminieren. So ist die Drosselklappe hier ständig voll geöffnet, sodass keine Pumpverluste auftreten können. Die zugeführte Gemischmenge wird über die Ventile gesteuert.

Fünf Betriebszustände
Außerdem kann sich das System durch insgesamt fünf Betriebszustände gut an wechselnde Bedingungen anpassen. Auf mechanische Bauelemente wird auch bei MultiAir-Motoren nicht verzichtet, doch werden sie durch eine elektronisch gesteuerte Hydraulik ergänzt.

Nur eine Nockenwelle
Die neuen Motoren besitzen zwar eine Auslass-, aber keine Einlassnockenwelle. Dabei verfügt erstere über einen zusätzlichen Nocken, der das Ventilspiel mechanisch auf eine ölgefüllte Hydraulikkammer überträgt. Der Fluss des Hydrauliköls wird durch ein Magnetventil kontrolliert. Ist dieses Ventil geschlossen, dann verhält sich die Hydraulikkammer wie ein starres Bauteil: Sie überträgt die Nockenbewegung auf die Ventile wie bei einem normalen Motor. Dieser Betriebszustand – ,Full Lift" genannt – tritt nur ein, wenn die volle Motorleistung nötig ist. Bei niedrigerer Leistungsanforderung wird das Ventil geöffnet, sodass die Übertragung der Nockenbewegung auf die Ventile unterbleibt.

Insgesamt fünf Betriebszustände
Neben dem Full-Lift-Zustand kennt das System vier weitere Betriebszustände. Beim Motorstart und im Leerlauf wird der LIVO-Modus aktiviert. Die Abkürzung steht für Late Intake Valve Opening, also späte Öffnung der Einlassventile. Die Ventile werden auch nicht so weit und nur kurz geöffnet. Beim Kaltstart des Motors gelangt auf diese Weise nur wenig kalte Luft in den Zylinder – dadurch springt das Aggregat leichter an. Der dritte Betriebszustand ist EIVC, was für Early Intake Valve Closing oder frühes Schließen der Einlassventile steht. Dieser Modus wird bei mittleren und niedrigen Drehzahlen und geringer Zylinderfüllung aktiviert. Dabei werden Pumpverluste reduziert, die Literleistung erhöht und ein unerwünschtes Zurückströmen in den Ansaugstutzen wird vermieden.

Ventile öffnen sich mehrfach pro Takt
Der nächste Modus heißt Partial Load, also Teillast. Er unterscheidet sich vom EIVC-Modus nur durch ein etwas weiteres Öffnen und ein späteres Schließen der Ventile. Schließlich gibt es einen Multi-Lift-Modus, der durch ein mehrfaches Öffnen der Einlassventile gekennzeichnet ist. Er ist für niedrige Last, Stop-and-go-Verkehr oder Leerlauf vorgesehen.

Zehn Prozent weniger Verbrauch
Mit den fünf verschiedenen Modi lässt sich die Zylinderfüllung stets dem jeweiligen Lastzustand anpassen, sodass der Motor fast immer mit einem optimalen Wirkungsgrad betrieben wird. Dadurch soll der Kraftstoffverbrauch um bis zu zehn Prozent sinken – im Mai 2009 hieß es noch 25 Prozent –, die Leistung um zehn Prozent steigen und das Drehmoment im unteren Drehzahlbereich um bis zu 15 Prozent zulegen. Die Abgasnorm Euro 5 und sogar Euro 6 sollen eingehalten werden.

Erster Einsatz im Alfa MiTo
Erstmals zur Anwendung kommt die MultiAir-Technik im Alfa MiTo. In Deutschland kommen zwei 1,4-Liter-Turbobenziner mit 135 und 170 PS auf den Markt. Ersterer ist bereits zu Preisen ab 17.300 Euro verfügbar, die starke Version soll ab Dezember 2009 bestellbar sein und dann in hochwertiger Quadrofoglio-Verde-Ausstattung 20.950 Euro kosten. Ebenfalls Ende 2009 soll der Fiat Punto Evo 1,4-Liter-MultiAir-Motoren erhalten – welche, das sagt Fiat noch nicht.

MultiAir-Zweizylinder ab 2010
Für 2010 wird ein komplett neuer MultiAir-Zweizylinder-Benziner mit 900 Kubikzentimeter Hubraum angekündigt. Von dieser Maschine sind ein Saugmotor und zwei Turboversionen vorgesehen, ein aufgeladenes Aggregat soll bivalent mit Benzin und Erdgas betrieben werden können. Sensationell erscheinen die geplanten CO2-Werte, die je nach Version weniger als 80 Gramm betragen sollen. Zu einem späteren Zeitpunkt soll das System von den Ottomotoren auf Dieseltriebwerke übertragen werden.

MultiAir-Technik von Fiat