- 2,0-Liter Turbo-Vierzylinder mit Direkteinspritzung und Port-Injection
- Debüt 2015 im Lexus NX 200t, erste Toyota-Turbounit in neuer Familie
- VVT-i und VVT-iW ermöglichen Otto- und Atkinson-Zyklen zur Effizienzsteigerung
- Twin-Scroll-Turbolader mit ~1,17 bar, integrierter Ladeluftkühler direkt am Motor
Der Motor 8AR-FTS ist ein 2,0-Liter-Benzinmotor mit Direkteinspritzung aus der AR-Motorenfamilie mit vier Zylindern.
Er debütierte 2015 mit dem Lexus NX 200t und stellte die erste Turbounit von Toyota in einer Reihe neuer Motoren dar, die dank direkter Einspritzung, Zylinderkopf mit integriertem Abgaskrümmer und fortschrittlicher Turboladersteuerung eine signifikant verbesserte thermische und Kraftstoffeffizienz aufwiesen.
Der Motor selbst ähnelt dem Saugmotor 6AR-FSE sehr, weist jedoch einzigartige Merkmale und Unterschiede auf.
Der 8AR-FTS-Motor hat einen Aluminium-Block mit offenen Edelstahl-Stegen und “spiny” Gusseisen-Zylinderlaufbuchsen, die im Blockmaterial fusioniert sind. Der Motorblock ist mit zwei gegenläufigen Ausgleichswellen mit Zahnrädern, einer vollständig ausbalancierten Stahlkurbelwelle, hochfesten Stahlpleueln und leichten Aluminiumkolben ausgestattet.
Die Kolben werden mit von der ECM gesteuerten Kühlöldüsen in Abhängigkeit von den äußeren Bedingungen gekühlt, um die Haltbarkeit zu verbessern. Er ist mit einer variablen Entlastungsölpumpe ausgestattet, die ebenfalls die Effizienz des Motors erhöht.
Das Design des Zylinderkopfs des Modells 8AR-FTS beinhaltet einen integrierten Abgaskrümmer. Er verfügt über zwei separate Auslassöffnungen: eine für die Zylinder 2 und 3 und die andere für die Zylinder 1 und 4.
Der neue Aluminiumzylinderkopf hat auch 16 Ventile und zwei Nockenwellen (DOHC), die von einer Steuerkette angetrieben werden. Das Ventil ist mit Kipphebeln und hydraulischen Einstellern für konstanten Null-Ventilspiel ausgestattet. Während die Entladezeit durch VVT-i eingestellt wird, wird die Rotation der Nockenwelle durch das “Variable Valve Timing - Intelligent Wide” (VVT-iW) von Toyota gesteuert.
Die Kombination von VVT-i und VVT-iW ermöglicht es dem Motor, in zwei verschiedenen Zyklen zu arbeiten - den Otto- und Atkinson-Zyklen. Je nach Motordrehzahl wechselt er zwischen ihnen, um maximale Effizienz zu erzielen. Die Einlassnockenwelle hat eine zusätzliche Nocke mit 4 Nocken, die eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe antreibt, die auf dem Zylinderkopf montiert ist. Die Auslassnockenwelle hat eine zusätzliche Funktion - sie treibt eine Vakuumpumpe an.
Der 2.0T 8AR-FTS-Motor hat einen Twin-Scroll-Turbolader, der von Lexus (Miyoshi-Werk) entworfen wurde. Die Abgase werden der Turbinenrad durch zwei Kanäle in unterschiedlichen Winkeln zugeführt, was es ermöglicht, einen Mechanismus mit variabler Geometrie zu eliminieren und die Effizienz leicht zu erhöhen.
Der maximale Ladedruck beträgt etwa 1,17 bar. Ein luftgekühlter Ladeluftkühler ist direkt auf dem Motor vor dem Ansaugkrümmer montiert. Die Motorgeschwindigkeit wird vom “Système de commande électronique de l’accélérateur intelligent” (ETCS-i) gesteuert. Wie der 6AR-Motor hat das Modell 8AR-FTS eine kombinierte Kraftstoffeinspritzung - die Direkteinspritzung in die Zylinder und die konventionelle Einspritzung im Port.
Lexus nennt es ESTEC D-4ST (economy with superior thermal efficiency combustion in 4 stroke with Turbo). Je nach Motordrehzahl verwendet das System entweder beide Arten von Injektoren oder nur die Direktinjektoren.
Wie bereits erwähnt, ist das Modell 8AR-FTS der erste neue Turbo-Benzinmotor der nächsten Generation nach einer langen Produktionszeit der Modelle 3S-GTE und 1JZ-GTE. Doch der Hersteller hat nicht aufgehört und diese Serie mit einem kleinen Turbomotor - 1.2T 8NR-FTS - fortgesetzt.
Probleme des 8AR-FTS-Motors und Zuverlässigkeit
Der neue 2,0-Liter-Turbo-Motor mit Direkteinspritzung kombiniert erfolgreiche und bewährte Lösungen, die in ähnlichen Motoren verwendet werden, die von anderen Herstellern in den letzten 5 bis 10 Jahren produziert wurden. Zum Beispiel reduziert ein integrierter Abgaskrümmer die Abgastemperatur und somit die thermische Belastung und den Verschleiß des Turboladers.
Die zusätzliche Kraftstoffeinspritzung in die Ansaugkanäle bekämpft effektiv die Kohlenstoffbildung auf den Einlassventilen und den Wänden der Ansaugkanäle.
Aber vergessen wir nicht, dass der Motor ein relativ kompliziertes Design mit vielen elektronischen Teilen hat. Ein bemerkenswertes Beispiel ist die Tatsache, dass der Motor nicht 1, sondern 2 oder sogar 3 Thermostate hat. Und wie Sie wissen, bedeuten mehr Komponenten und Elektronik in der Regel weniger Zuverlässigkeit.
Zum Beispiel haben einige Besitzer eines Lexus 200t ein schwer zu diagnostizierendes Problem, das mit einer fehlenden Reaktion des Gaspedals nach mehreren schnellen Beschleunigungen verbunden ist. In den meisten Fällen wurde das Problem durch ein vollständiges Software-Reset oder den vollständigen Austausch der Motorsteuereinheit behoben.
Das Umleitungsventil der Turbine kann Geräusche verursachen. Es ist auch die Ursache für den instabilen Betrieb des Motors bei hoher Geschwindigkeit, was zu einer Leistungsreduzierung führt. Dieses Problem betrifft die Motoren der ersten beiden Produktionsjahre (der Hersteller hat dieses Ventil bereits durch ein neues, kleineres ersetzt).
Zusammenfassend können wir sagen, dass die Zuverlässigkeit des 8AR-FTS-Motors mit dem neuesten 2.0TSI GEN 3 von Volkswagen vergleichbar ist. Die Lebensdauer des Motors beträgt etwa 150.000 bis 200.000 km (hauptsächlich begrenzt durch die Langlebigkeit des Motorblocks).
Quelle: global.toyota, pressroom.lexus.com, nst.com.my
