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Motorenkonzepte im Vergleich

Die Wahrheit über Downsizing

Downsizing, Testwagen, Motorenkonzepte Foto: Hans-Dieter Seufert 28 Bilder

Kleiner Hubraum, wenig Zylinder und trickreiche Aufladung. Kurz: Downsizing. Doch was ist dran am Trend? Drei Klassen, je zwei unterschiedliche Motorenkonzepte und die Hoffnung auf eine Antwort.

23.04.2015 Annette Napp, Jens Dralle

Audi A7 Sportback 3.0 TDI Ultra und BMW 525d Touring

Die Erinnerung als solche besitzt offenbar nicht nur die Eigenschaft, Dinge zu verklären, sondern auch zu dramatisieren. Ging der BMW 525d mit doppelt aufgeladenem Vierzylinder nicht deutlich schlechter, wirkte er nicht deutlich angestrengter bei der letzten Testfahrt vor knapp zwei Jahren? Das aktuelle Exemplar jedenfalls sprintet ziemlich entschlossen los, hinterlässt keinerlei Indizien eines Hubraumoder Zylinderdefizits. Offenbar gelang es den BMW-Entwicklern, das Zusammenspiel von Nieder- und Hochdrucklader (Letzterer mit variabler Turbinengeometrie) zu perfektionieren. Bereits bei 1500 Umdrehungen entwickelt das Triebwerk ein maximales Drehmoment von 450 Newtonmetern, das von der Achtstufenautomatik perfekt portioniert wird. Das hilft nicht nur, den über 1,8 Tonnen schweren BMW 525d Touring in 7,5 Sekunden von 0 auf 100 km/h zu wuchten. Nebenbei ermöglicht der Antriebsstrang auf der Eco-Runde einen Verbrauch von 5,8 l/100 km – rund achtzehn Prozent mehr als der NEFZ-Wert des Herstellers. Sowohl beim Sprint als auch beim Verbrauch kommt der Audi mit Sechszylinder-Triebwerk nicht ganz mit. Klarer Vorteil für den kleineren Motor also? Klare Antwort: Nein.

Audi A7 im Vergleich nur mit 400Nm

Obwohl der 90-Grad-V6 im Audi A7 etwas weniger Drehmoment (400 Nm bei 1250/min) entwickelt, sticht er den BMW 525d beim Beschleunigen oberhalb von 100 km/h aus. Viel wichtiger: Der ebenso wie der BMW-Motor mit 2000 bar Einspritzdruck arbeitende TDI geht teils deutlich knauseriger mit dem Diesel um. Bei einer Reisegeschwindigkeit von 160 km/h – die beide ziemlich lässig aus den Brennräumen schütteln – beträgt die Differenz immerhin 1,3 l/100 km. Dazu leistet die längere Gesamtübersetzung ihren Beitrag, denn der mit 1,6 bar aufgeladene Audi-Motor (BMW: 2,2 bar) muss bei diesem Tempo rund 400/min weniger aufbieten, hinterlässt so den Eindruck des deutlich souveräneren Antriebs. Übrigens: Jenseits von 4000/min klingen beide Motoren angestrengt, jeder eben auf seine spezielle Weise.

Die Spezialität des Audi A7: das Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe, das im Vergleich zu dem der Quattro-Varianten unter anderem mit einem Fliehkraftpendel (reduziert Schwingungen und ermöglicht so nochmals früheres Hochschalten) und axial statt radial angeordneter Kupplung arbeitet. Einzige Schwäche: verzögerte Reaktionen beim Anfahren und Kick-down. Ansonsten bietet der Audi A7 Ultra einen effizienten Antrieb, an den man sich sicher gerne erinnert.

Urteil: Nachteile für den Audi nur marginal

Der BMW 525d untermauert die These, dass ein vergleichsweise kleines, hochaufgeladenes Triebwerk vorwiegend einen günstigen NEFZ-Verbrauch ermöglicht, aber keinen Vorteil im Alltag bietet. So punktet der Zweiliter-Vierzylinder auf der Eco-Runde und schindet ein Zehntel Vorsprung beim Standardsprint heraus. Bei fast allen anderen Messungen erarbeitet sich der Antrieb des sieben Kilogramm schwereren Audi A7 Vorteile und vermittelt nebenbei den Eindruck, standesgemäßer motorisiert zu sein. Speziell bei Autobahnfahrten selbst nur knapp jenseits der Richtgeschwindigkeit fährt der Audi mit dem Dreiliter-Aggregat souveräner und sparsamer.

VW Golf 1.4 TSI ACT BMT und Mazda 3 Skyactiv-G 165

Sie haben sich wirklich eine Menge einfallen lassen, die Mazda-Ingenieure. Um die komplexe Turbotechnik samt ihrer Peripherie zu umgehen, lassen sie ihren Zweiliter-Saugmotor mit einer Verdichtung von 14,0 : 1 arbeiten – so hoch wie die inzwischen ausgemusterten Saugmotoren der Formel 1. Dem dadurch entstehenden Risiko unkontrollierter Verbrennung ("Klopfen") begegnet man mit einem längeren Abgassystem sowie Brennräumen, die eine schnellere Verbrennung ermöglichen. Wer nun im Mazda 3 mit diesem speziellen, tapfere 165 PS starken Aggregat unterwegs ist, bekommt von dem Spektakel nichts mit – sonst allerdings auch nicht viel.

Der Vierzylinder arbeitet recht schüchtern, zeigt weder bauartbedingte stürmische Drehfreude noch gieriges Ansprechen. Daher kann er dem Kompaktwagen trotz Leistungs- und Hubraumvorteil nicht zu Fahrleistungen verhelfen, die dem Konkurrenten aus Wolfsburg die LEDs in den Tagfahrleuchten ausknipsen würden. Und beim Verbrauch? Sieht es ebenso mau aus: Der üppige Hubraum kann nicht verhindern, dass der Mazda 3 in einigen Tempobereichen mit über 1000/min mehr unterwegs ist, was zu einem Verbrauchsnachteil von bis zu 2,0 l/100 km gegenüber dem VW Golf führt.

VW Golf mit durchschnittlich höchsten 2.000 U/min

Selbst auf der besonders verhalten gefahrenen Eco-Runde beträgt die Differenz noch immer einen ganzen Liter. Der VW Golf bummelt dagegen meistens irgendwo um 2000 Umdrehungen über Land. Sein 1,4-Liter- Aggregat schmeißt bereits bei 1500/min mit 250 Newtonmetern mehr Drehmoment auf die Kurbelwelle, als es dem Motor im Mazda 3 je gelänge. Und wenn sich ihm nicht gerade Steigungen in den Weg werfen oder kräftige Beschleunigung gewünscht ist, knipst der TSI einfach zwei Zylinder aus – völlig unmerklich. Apropos: Der gesamte Antrieb arbeitet mit höchster Diskretion, wird erst oberhalb von 4000/min hörbar knurrig.

Doch so viel muss er nicht einmal bei 180 km/h aufbieten. Ja, abgesehen von einem leicht verzögerten Ansprechen im Drehzahlkeller macht dieser Vertreter der EA211-Familie (siehe Seite 65) eigentlich alles richtig. Dazu trägt auch das leicht und exakt, wenngleich nicht ganz so jubelnd knackig wie im Mazda 3 schaltbare Sechsganggetriebe des VW Golf bei, dessen Übersetzungen immer passen. Nur über die mögliche Anfälligkeit des Turbo-Zaubers lässt sich keine Aussage treffen. Vielleicht bleibt den Mazda-Ingenieuren ja die Hoffnung, das langfristig haltbarere Triebwerk gebaut zu haben.

Urteil: Turbomotor fehlerfrei - Saugmotor müde und enttäuschend

Die Hoffnung war da, definitiv. Klare Erwartungshaltung an den Motor des Mazda 3: wache Reaktionen auf kleinste Zuckungen im rechten Fuß, sabbernde Gier nach Drehzahlen – zumindest im Vergleich zum aufgeladenen Golf-Triebwerk. Doch der Japaner enttäuscht nicht nur in diesen Punkten, er liefert auch durchweg schlechtere Verbrauchs- und Beschleunigungswerte. Vor allem überrascht, dass die Differenz derart hoch ausfällt. Beim VW Golf jedenfalls geht das Downsizing-Konzept voll auf. Womit nicht zu rechnen war: dass das TSI-Aggregat ungeachtet des geringeren Durstes erheblich mehr Fahrspaß bietet. Noch Fragen?

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Motorenrezepte Die Wahrheit über Downsizing
auto motor und sport 05/2015
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Skoda Fabia 1.2 TSI und Ford Fiesta 1.0 Ecoboost

Bereits kurz nach dem ersten Fahrzeugtausch auf der Vergleichsfahrt besteht kein Zweifel: Der Skoda hat's drauf. Quirlig, als fürchtete er, irgendein bedeutendes Ereignis zu verpassen, legt der 1,2-Liter-Vierzylinder los, beschleunigt den 1,1 Tonnen schweren Skoda Fabia völlig mühelos. Dazu ploppen die sechs Gänge des manuellen Getriebes locker in die Gassen, stellen mit passenden Übersetzungen optimalen Kraftschluss her. Zwar fehlt dem TSI ein charakteristischer Klang – so wie das Dreizylinder-Trommeln des Ford etwa –, dafür macht er jedoch überhaupt keinen Radau, läuft sehr leise. Einziges Manko: eine deutliche Anfahrschwäche.

Doch was soll's, denn er knausert ja bestimmt auch mit dem Kraftstoff, oder? Nein. Auf der Eco-Runde hält sich der Skoda Fabia mit 4,9 l/100 km noch ziemlich zurück, bleibt sogar dicht an der Werksangabe von 4,8 l/100 km. Der Ford schlägt hier deutlicher über die Stränge: Auch er braucht zwar nur 4,9 l/100 km, verspricht seinen Kunden allerdings, dass 4,3 l/100 km möglich sind – eine Differenz von 14 Prozent. Mehr lässt sich der 125 PS starke Kleinwagen jedoch nicht vorwerfen.

Ford Fiesta durch die Bank weg sparsamer

Mal ganz abgesehen davon, dass derart viel Leistung mit dem knapp unter 1,1 Tonnen schweren Ford Fiesta anstellt, was sie will, bleibt auch der Verbrauch des mit 1,2 bar aufgeplusterten Einliter-Motörchens immer unter dem des Konkurrenten. Selbst bei höheren Geschwindigkeiten auf der Autobahn zeigt das Ecoboost-Aggregat keinerlei Hang zum Exzess. Während von 140 zu 160 km/h das Verbrauchsdelta beim Skoda Fabia 1,8 l/ 100 km beträgt, kommt der Fiesta auf 1,6. Beim Testverbrauch triumphiert er ebenfalls und benötigt gemessen an der Leistung absolut vertretbare 6,4 l/100 km.

Trotz enger gestuftem Sechsganggetriebe will der Fabia mit 6,8 l/100 km gefüttert werden. Vor allem der lang übersetzte fünfte (und damit letzte) Gang hilft dem Ford Fiesta beim Knausern, drückt dennoch nicht überm..ig aufs Temperament. Und obwohl der TSI des Skoda Fabia sehr leise und vibrationsfrei arbeitet, benimmt sich auch der naseweise Ford ("Langsames Fahren spart Kraftstoff", mahnt sein Bordcomputer) nicht wie ein Clown im Koffeinrausch – die Gegengewichte auf der Schwungscheibe helfen offensichtlich. Ein erfreulicher, charakterstarker, zudem sparsamer Antrieb also. Nach dem ersten Fahrzeugtausch war das nicht absehbar, doch genau auf diese Eigenschaften kommt es hier an.

Urteil: Ford wiederlegt negativ behaftete Downsizing-Theorie

Da zerbröselt sie, die plakative These vom extremen Downsizing-Triebwerk, das ausschließlich im Prüfstandsbetrieb einen niedrigen Verbrauch ermögliche. Zugegeben, auch der Testverbrauch des sehr erfreulich arbeitenden Ford-Dreizylindermotors bleibt 49 Prozent über der Werksangabe. Da die NEFZNorm aber kaum den Herstellern vorgeworfen werden kann, gebührt dem quirligen und sparsamen Fiesta die Krone in diesem Duell. Vor allem bei höheren Tempi steigt der Verbrauch des Skoda Fabia stärker an und liegt bei 160 km/h 0,6 l/100 km über dem des Ford Fiesta. So bleibt dem TSI-Motor einzig die niedrigere Geräuschkulisse – zu wenig.

Was steckt hinter NEFZ und WLTP?

Der Neue Europäische Fahrzyklus (NEFZ) löste 1996 den sogenannten Drittelmix ab. Warum? Weil dessen Werte als praxisfern, da zu niedrig, eingestuft wurden. Exakt dieser Kritik sieht sich nun der NEFZ ausgesetzt, was sicher zum Teil am Zyklus selbst, vorwiegend jedoch an den Prüfbedingungen liegt. Die Homologation kann nämlich mit Hilfe einiger Tricks erlangt werden. Dazu darf auf den Prüfstand beispielsweise ein speziell konditionierter Prototyp gerollt werden, der zunächst über eine sehr einfache Ausstattung verfügt, damit also besonders leicht ist. Zwar muss eine Klimaanlage an Bord sein, doch die kann ausgeschaltet bleiben, obwohl die Temperatur auf dem Prüfstand mit 30° C vorgegeben wird. Demnach entfällt also der Kaltstart. Aktuell sehen die Regularien des Nachfolgezyklus WLTP (World Harmonized Light Vehicles Test Procedure) vor, die Temperatur auf 23° C zu reduzieren.

Hersteller handeln in Grauzonen

Doch es geht noch weiter: So ist die Batterie beim NEFZ voll geladen, weshalb der Generator während der Prüfung nicht arbeiten muss und daher sogar ganz abgekoppelt werden darf. Um den Rollwiderstand zu minimieren, kann das Fahrzeug mit der kleinstmöglichen Radgröße und deutlich erhöhtem Reifenluftdruck antreten. Es wird noch absurder: Fugen und Spalten wie etwa an den Türen dürfen abgeklebt werden, um die Aerodynamik zu verbessern. Trotz allem ist es den Herstellern erlaubt, nochmals vier Prozent vom Messwert abzuziehen, als Toleranzwert sozusagen. Der Zyklus selbst begünstigt mit seinem 20-prozentigen Anteil an Stillstandsphasen Modelle mit Start- Stopp-Automatik, was einen Verbrauchsvorteil von bis zu 0,5 l/100 km ergeben kann.

Beim WLTP sollen diese Phasen auf 13 Prozent reduziert werden. Weiterhin ist vorgesehen, die Zeit zum Erreichen bestimmter Geschwindigkeiten zu verkürzen sowie das gesamte Durchschnittstempo von 33,6 km/h auf 46,4 km/h zu erhöhen. Dazu trägt auch das höhere Maximaltempo von 131 statt 120 km/h bei. Allein deshalb befürchten einige Hersteller, dass extrem hubraumschwache, hochaufgeladene Motoren wie Einliter-Dreizylinder oder 0,9-Liter-Zweizylinder künftig keine relevanten Verbrauchsvorteile erzielen.

Mittlerweile ist klar, dass gemäß NEFZ homologierte Fahrzeuge nach dem neuen Prüfverfahren um bis zu 20 Prozent höhere Werte erzielen. Das wäre näher an der Praxis, doch inzwischen versuchen die meisten Hersteller über Lobbyisten, die Einführung des WLTP hinauszuzögern. An den Starttermin 2017 glaubt jedenfalls niemand mehr.

Der neue Weltzyklus WLTP

Die wesentlichen Unterschiede zum NEFZ sind die Länge der Teilzyklen, das höhere Geschwindigkeitsniveau und die um bis zu 13 Prozent kürzeren Standzeiten. Darüber hinaus müssen die Hersteller Fahrzeuge zur Homologation schicken, die über ein marktrelevantes Ausstattungsniveau verfügen, zudem muss die zweitgrößte verfügbare Rädergröße montiert sein. Klingt gut? Prinzipiell ja, der WLTP würde praxisgerechtere Normverbräuche ermöglichen – wenn er denn tatsächlich kommt.

Fazit: Downsizing funktioniert – oft

Die grundsätzliche Erkenntnis unserer Vergleiche: Gegen das Prinzip des Downsizings spricht nichts. Das lässt sich zweifelsfrei am Duell Mazda 3 gegen VW Golf erkennen. Hier macht der 1,4-Liter-Turbomotor des VW den Zweiliter-Sauger des Mazda in allen Disziplinen nass. Selbst beim Fahrspaß sieht der Japaner kein Land. Dass jedoch das hemmungslose Eindampfen des Basismotors bei gleichzeitig extremer Aufladung für den Alltag keine Verbrauchsersparnis bringt, zeigt der BMW 525d Touring. Nur bei der sparsam gefahrenen Eco-Runde und im Pendlerverbrauch unterbietet er den Audi A7 knapp. Was der Käufer davon hat? Nichts. Es sei denn, er kauft sich einen 218 PS starken Kombi der oberen Mittelklasse nur, um damit nie schneller als 120 km/h zu fahren. Ansonsten bietet der Dreiliter-V6-TDI im Audi teils deutlich niedrigere Verbrauchswerte.

Und auch mehr Antriebskomfort? Das weniger, denn obwohl der Audi-V6 mehr Lässigkeit ausstrahlt, wirkt der BMW-Vierzylinder souveräner als erwartet. Ganz anders sieht es bei der Kleinwagen-Paarung aus: Mit dem Einliter-Dreizylinder gelingt es Ford, den Kleinwagen Fiesta ebenso flott wie sparsam zu motorisieren. Der Skoda Fabia mit 1,2-Liter-Vierzylinder verbraucht in fast allen Disziplinen mehr. Für alle Modelle gilt aber auch: Ihre jeweiligen NEFZ-Verbrauchsangaben sind in etwa so aussagekräftig wie die Angaben über die Kosten neuer Flughäfen, Bahnhöfe oder Philharmonien. Höchste Zeit also, dass ein praxisgerechterer Zyklus verabschiedet wird.

So haben wir getestet

Um eine Aussage über die Effizienz der unterschiedlichen Motoren zu ermöglichen, absolvierten die Fahrzeugpaare mehr als nur die Standard-Verbrauchsmessungen. So wurde neben dem Eco-, dem Pendlerund dem Sportfahrer-Verbrauch auch der Kraftstoffkonsum bei Autobahntempo erhoben. Dazu wurden die Testwagen bei drei unterschiedlichen Tempi (120, 140, 160 km/h) konstant über das Hochgeschwindigkeits-Oval des Bosch-Prüfzentrums Boxberg gescheucht. Steigt bei extremen Downsizing-Motoren jenseits der Richtgeschwindigkeit der Verbrauch wirklich überproportional an? Diese Messung liefert die Antwort. Darüber hinaus zählt zur Überprüfung der Effizienz auch eine Beschleunigungsmessung.

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