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1.1 vs. 1.1


 
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Doc²
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BeitragVerfasst am: 31.05.2018 20:10    Titel: 1.1 vs. 1.1 Antworten mit Zitat

Das Ford auch für ihre Motoren bekannt und berühmt sind, ist in der Autoszene kein Geheimnis. Immer mal wieder mal werden Motoren auf den Markt gebracht welche nicht umsonst Preise einheimsen, die Fachpresse begeistern und die Fahrer jeden Tag aufs Neue von ihrer Qualität überzeugen.
Oftmals gilt das aber nicht für die kleineren Motoren der Brot und Butter Autos.
Hier gilt: „Hauptsache es reicht zum fahren“.

Da aber gerade für den Fiesta Mk8 ein neuer 1,1 l Motor eingeführt wurde, heutzutage einer der letzten seiner Art, weil Sauger, lohnt sich der Blick zurück und der Vergleich von damals und heute. In diesem Beitrag wird der neue 1,1er Motor aus dem Fiesta Mk8 mit 70 PS / 52 kW oder 85 PS / 63 kW vergleichen mit dem 1,1er aus dem Fiesta Mk3 mit 50 PS / 37 kW.

Motordaten:
    Bezeichnung: 1.1 l Ti-VCT
    Motorcode 70 PS: XPJA; XPJB / 80PS : XYJC; XYJC
    Hubraum: 1,084 l
    Leistung: 70PS/52kW bei 5000–6500U/min (99-76Nm)/ 85PS/63kW bei 6300U/min (95Nm)
    Drehmoment: 110 Nm bei 3500 U/min
    Bohrung / Hub: 73,0 / 86,3 mm
    Verdichtung: 12 : 1
    Zylinder: 3
    Ventile: 4 pro Zylinder / 12 Gesamt
    Nockenwellen: 2
    Nockenwellenverstellung: Einlass 52 ° / Auslass 47° zwei Schaltstellungen*
    Überschneidung: -21 ° bis 78 ° *
    * Daten basieren auf 1.6 Ti-VCT

    Bezeichnung: 1.1 l HCS (CFI)
    Motorcode: G6A
    Hubraum: 1,119 l
    Leistung: 50 PS / 37 kW bei 5200 U/min (68 Nm)
    Drehmoment: 83 Nm bei 3000 U/min
    Bohrung / Hub: 68,7 / 75,5 mm
    Verdichtung: 8.8 : 1
    Zylinder: 4
    Ventile: 2 pro Zylinder / 8 Gesamt
    Nockenwellen: 1
    Nockenwellenverstellung: -
    Überschneidung: 25 °
Um die beiden, eigentlich drei, Motoren zu vergleichen gehe ich Punkt für Punkt vor und stelle als erstes die Teile und den Aufbau gegenüber.
Beide Motoren verfügen über einen Grauguss Zylinderblock. Auch die Kurbelwellen sind aus Grauguss, nur hat der HCS Motor eine 5 -fach gelagerte Kurbelwelle mit 4 Gegengewichten, hingegen die XPJ und XJY Motoren eine 4 Fach gelagerte mit 6 Gegengewichten.
Die Zylinderköpfe unterscheiden sich sowohl im Material, der alte Grauguss, der neue Aluminiumguss, als auch im Aufbau. Die Anzahl der Ventile und Kanäle unterscheidet sich sowie der Ort der Nockenwellenlagerung. Beim HCS rotiert die Nockenwelle im Motorblock, unweit der Kurbelwelle und wird durch eine kurze Kette angesteuert. Beim neuen drehen sich zwei Nockenwelle im Zylinderkopf. Die Nockenwellenverstellung ist direkt an den Nockenwellen angebracht. Die Wellen werden von einem Riemen angetrieben welcher in Öl läuft.

Die elektrische Einspritzung bei beiden Motoren erfolgt noch über den herkömmlichen Weg.
Es wird in die Saugrohre eingespritzt, beziehungsweise beim alten HCS Motor auf die Drosselklappe.
Der Wasserkreislauf ist bei allen Motoren geteilt nur bei den neuren in drei Kreisläufe, anstelle des bekannten Zwei-Kreislaufsystem.

Nach dem die Teile soweit bekannt und sind kann man deren Funktion gegeneinander aufwiegen.
Das wohl herausstechendste Merkmal der XYJ und XPJ Motoren sind deren drei Zylinder.
Das hier einfach nur ein 4 Zylinder Motor um einen Zylinder verkleinert wurde ist durchaus Möglich und die große Ähnlichkeit des Motorcodes und es Bohrungsmasses vom 1,5 l Dieselmotor, Beispiel XUJF, lässt erahnen das dieser der Spender für den Block gewesen sein könnte. In Verbindung mit einem etwas geringeren Hub würde die geringere Verdichtung vom XPJ und XYJ Motor erreicht und schon könnte erklärt sein wo der neue kleine Motor seinen Ursprung hätte haben können. Bestätigt ist das aber nicht da Ford zurzeit ( 05.18 ) dazu noch keine Daten heraus gibt.
Dass die Verringerung um einen Zylinder, unter anderem, die inner Motorische Verlustleistung verringern soll, durch weniger Reibung, zeigt uns die Mathematik:
Die Kolbenlauffläche in den 4 Zylindern des HCS Motors beträgt 652 cm² in den 3 Zylindern vom XYJ und XPJ hingegen nur 594 cm². Auch das Verhältnis Oberfläche zu Volumen wurde durch die 3 Zylinder verbessert. 0,779 zu 0,840 bedeutet das der Hubraum weniger Fläche im Verhältnis zum Volumen hat, was aber auch klar ist da sich der Einzelhubraum von 0,2795 l auf 0,361 l vergrößert hat. Auch durch die kleinere Zylinderwandfläche werden die Abgaswerte verbessert, da weniger Kraftstoff-Wandanlagerungen auftreten können, welche unverbrannt mit dem Abgasstrom austreten.

Da mir keine Leistungskurve von Ford zur Verfügung gestellt wurde, sowie keine Daten zur Nockenwelle und Ventilen, lassen sich die Motordaten nur im begrenzten Maße erklären.
Feststeht das der 1,1er HCS Motor größere Ventile haben wird, aber die Gesamtöffnungsfläche der Ventile trotzdem beim 1,1 XYJ und XPJ Motor größer sein wird, da hier die beiden kleineren Einlass- aber auch Auslass-Ventile mehr Fläche dem Gasstrom frei geben werden. Die Vignetierung der HCS Ventile wird diese Annahme eher noch Unterstützen, denn die anzunehmende Thumble Strömung im XYJ und XPJ Motor bedingt nicht so große Leitkanten im Kopf. Die Verdichtung von 12 : 1 und 8,8 : 1 ist auch ein Grund für die mehr Leistung des neues 1.1er Motors. Da beide neuen Motoren ihr Maximales Drehmoment von 110 Nm bei 3500 U/min erreichen herrscht auch hier die beste Befüllung und der höchste Druck im Zylinder. XPJ und XYJ 12,65 zu HCS 9,3 bar mittlerer indizierter Druck in Bar. Wenn der HCS Motor durch eine höhere Verdichtung hier auf den gleichen Druck gebracht werden würde, hätte er statt 83 Nm knapp 112 Nm, rein rechnerisch währe er also auf einem ähnlichem Niveau wie die neueren Motoren. Gleichzeitig würden aber auch die innermotorischen Belastungen steigen, auf welche der 1,1 HCS vollkommen neu abgestimmt werden müsste, durch zum Beispiel verbesserte Kolben, Pleuel und angepasste Zündkerzen, um nur ein paar Punkte zu nennen.

Die wirklichen Vorteile welcher der neue 1,1er hat bekommt er durch seine Nockenwellen mit deren Verstellung. Selbst wenn ein 1,1er HCS mit der Verdichtung vom XYJ oder XPJ Motor laufen würde, so hätte er bei 5200 U/Min eine ähnliche Leistung wie der 70 PS 1,1er XPJ Motor von rund 68 PS / 50 kW (91 Nm). Das ist aber noch lange nicht so ausdauernd wie die 70 PS Variante oder die Höhe der 85 PS Variante. Denn diese spielen ihre Vorteile der Nockenwellenverstellung gepaart mit den größeren Ventilquerschnitten bis über 6000 U/Min aus, ein Drehzahlbereich welche für den 1,1 HCS nicht mehr freigegeben ist.
Die Nockenwellenverstellung, von Ford Ti-VCT genannt, ist auf dem Markt nicht unbekannt. Andere Hersteller nutzen Verstellbare Nockenwellen schon viele Jahre länger.
Erstmals wurde das System von Ford im August 2011 im Ford Focus verwendet.
Obwohl die Verstellmöglichkeiten recht gering sind, kann das System ein enormes Potential aus einem konventionellen Motor heraus kitzeln.
Bei der von Ford Verwendeten Nockenwellen Verstellung kann zwischen zwei Nockenwellen Stellungen hin und her geschalten werden. So kann die Einlassnockenwelle entweder auf früh oder spät gestellt werden, gleiches gilt auch für die Auslassnockenwelle.
Da beide Nockenwellen unabhängig von einander Arbeiten können, sind verschiedenen Kombinationen denkbar: beide auf spät, beide auf früh, eine auf spät die andere auf früh und auch umgekehrt. Somit kann man sowohl für den Teillastbereich als auch für den Volllastbetrieb die jeweils beste Ventilsteuerung erreichen.
Ein stufenloses System, sowohl im Verstellbereich als auch im Nockenhub, kombiniert mit Schaltsaugrohren, könnte die Anpassung noch exakter machen und die Spreizung zwischen Teillast- und Volllast-Betrieb noch verbessern. Somit bildet das von Ford verwendete System nur den Einstieg in die moderne Motorsteuerung und zeigt das mögliche Potential welches noch aus dem Motoren geholt werden kann.

Die Drehemomentwerte von 110 Nm bei 3500 U/min und 99 – 76 Nm bei 5000 – 6500 U/Min beziehungsweise 95 Nm bei 6300 zeigen wie gut die Zylinderbefüllung im oberen Drehzahlbereich immer noch ist. Im Drehzahlbereich von 6000 U/min liegen immer noch 73 beziehungsweise 87 % vom maximalen Drehmoment an. Das bedeutet das über einen Drehzahlbereich von 4000 U/min hinweg ein Drehmomentplato gehalten wird.
Dies ermöglicht gute Fahrleistungen auch bei höheren Geschwindigkeiten wenn man die Gänge immer voll ausfährt. Großer Vorteil gegenüber einem Turbomotor ist das hier ein großes Drehzahlband genutzt werden kann und dank der Verstellung der Motor auch bei niedrigen Drehzahlen keine Einschränkungen im Betrieb vorhanden ist.
Hier kann der alte HCS Motor nicht mithalten. Die starre Nockenwelle und Gesamtauslegung vom Motor stellt immer nur ein Kompromiss dar. Der Motor muss in jedem Drehzahlbereich genügend Kraft zur Verfügung stellen und ist deswegen nicht nur auf ein bestimmtes Drehzahlband festgelegt.

Insgesamt muss man Ford für den Mut einen Saugmotor als Einstiegsmotor zu verwenden loben da andere Hersteller bereits schon vor Jahren ausschließlich auf Turbo Motoren gesetzt haben und keine Sauger mehr anbieten.
Auch wenn der neue 1,1er Fiesta Motor keines dieser Automobilen Wundermotörchen sein wird, so ist er von der Auslegung her sowohl sinnvoll im Alltag nutzbar als auch darüber hinaus, denn durch seinen großes nutzbares Drehzahlband, über 5000 U/min, mit dem hohen Niveau am Ende, kann er bei sportlicher Schaltung auch bei höheren Geschwindigkeiten mithalten. Auch wenn die Höchstgeschwindigkeit von 160 und 170 km/h angegeben wird.

Die Getriebedaten der hier verglichenen Motoren sind hier zu finden.

Ein kurzes Video welches den 1.5 l Ti-VCT Motor vorstellt.

Weitere Videos zum Thema bei Youtube.

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