Hintergrund: Aktuell stemmt der kräftigste für den Astra verfügbare Motor, der 2.0 CDTI, bis zu 350 Nm auf die Kurbelwelle. Dieser Wert wird im Zusammenspiel mit unserem Drehmomentwandler dank der geschickten Anordnung von Pumpenrad, Stator und Turbinenrad kurzzeitig um den Faktor 2 gesteigert. Dieses Schubkraftpotenzial prägt unter anderem die ausgesprochen souveräne Charakteristik der auch für den Insignia erhältlichen Antriebskombination. Punktuell allerdings sind knapp 700 Nm definitiv zu viel des Guten. Das gilt besonders bei einem kompakten Fronttriebler wie dem Astra mit eingeschränktem Motor/Getriebe-Bauraum und entsprechender Komponenten-Auslegung. Konkret: Vor einem Eingangsmoment dieser Größenordnung würde die Getriebe-Hauptwelle schlichtweg kapitulieren.

Also muss die Schaltzentrale ran. Aktiver Motoreingriff heißt die Devise. Dem geht eine Momentaufnahme voraus: Die Getriebesteuerung stellt in so genannter Echtzeit eine Beziehung her zwischen dem aktuell per Gaspedal angeforderten und dem drehzahlabhängig verfügbaren Motormoment sowie den Spezifika des Wandlers. Wird bei dieser Berechnung ein definierter Grenzwert überschritten, zügelt die Steuerung den Motor. Außerdem errechnen wir bei der Entwicklung eines Automatikgetriebes Dauerhaltbarkeitswerte und hinterlegen entsprechende, zusätzliche Begrenzungen in der Software.

Unsere Getriebesteuerung kümmert sich aber längst nicht nur um die Hauptwelle. Auch den Radsätzen und Kupplungen sowie den Achsübersetzungs-Bauteilen am Getriebeausgang bis hin zu den Antriebswellen, wo jeweils über 3.500 Nm auftreten können, werden nur konstruktiv berücksichtigte Kräfte zugemutet.

Erst am Reifen endet die Zuständigkeit unseres Superhirns. Den Radschlupf kontrolliert die Traktionskontrolle unter der Ägide der Motorsteuerung. Und welche Stellgrößen da eine Rolle spielen, ist wieder eine ganz andere Geschichte…

Die Antwort ist relativ simpel: Wir entwickeln Autos für Menschen. Und wir wissen, dass jedes noch so ausgeklügelte, objektive Bewertungsverfahren die menschlichen Empfindungen und Befindlichkeiten nicht vollständig erfassen und adäquat berücksichtigen kann. Die Feinabstimmung ist nach wie vor Sache von (Sitz)Fleisch und Blut – selbstverständlich mit Unterstützung moderner Messtechnik.

Was die Mitglieder des Motorsteuerungsteams auszeichnet, ist ein besonderes Gespür, beispielsweise für Drehzahländerungen bei Gangwechseln, für Lasteinflüsse bei der Zuschaltung von Verbrauchern wie Klimaanlage oder heizbare Heckscheibe… Auch für Phänomene wie Lastschlag und Abstellschütteln bei unterschiedlichen Temperaturen, Luftfeuchtigkeitswerten und Höhenlagen haben wir ganz empfindliche Antennen.

Darüber hinaus treiben uns Fragen um wie: Ist das Pedalkennfeld im Lastpunkt x bei Drehzahl y in Ordnung? Passt dieser Kennfeldlastpunkt zu dem von Georg Bednarek & Co. vorgeschlagenen Schaltkennfeld des Automatikgetriebes? Hier bestand die Herausforderung übrigens darin, einen sauberen Kompromiss zwischen Komfort (z.B. Rangieren bzw. Fahren in 30er-Zone) und Sportlichkeit zu finden.

Dieses Beispiel verdeutlicht den hohen Stellenwert des Faktors Mensch auch in der modernen Motoren- bzw. Automobilentwicklung. Denn: Seit wann können Computer und Prüfstände Kompromisse schließen? Und das auf hohem Niveau?

Uns standen der Sports Tourer 1.4 und der 1.6 Turbo zur Verfügung. Als Referenzmodelle hatten wir einen Astra H Caravan 1.4 TWINPORT, den Ford Focus Turnier 1.6, Skoda Octavia Combi 1.8 TSI und einen VW Golf Variant 2.0 TDI dabei.

Dieter Schindel ließ sich in puncto Streckenwahl mal wieder nicht lumpen: Autobahnanteile, Ortsdurchfahrten und verschlängelte Landstraßen – von allem etwas und alles vom Feinsten, eingebettet in die schöne pfälzische und rheinhessische Landschaft.

In den Kurven, besser gesagt: Serpentinen, hatte ich diesmal mein Aha-Erlebnis. Dazu muss ich vorausschicken: Als Performance-Mann bin ich ein exzellenter Geradeausfahrer , querdynamische Höchstleistungen überlasse ich lieber Michael Harder & Co.

Nun, auf den vielen Windungen von der Autobahn runter nach Bacharach wollte ich im Caravan den Faden zum vor mir wedelnden ST 1.6 Turbo nicht abreißen lassen. Es kam, wie es kommen musste: In einer Ecke war ich viel zu schnell – Untersteuern. Dann hab ich das gemacht, was wohl jeder in der Situation automatisch macht: Fuß vom Gas und auf die Bremse. Ganz brav drehte der gute Caravan mit dem Heck ein und war wieder auf Linie. Ein bisschen Gummi und ein paar Nerven blieben auf der Strecke – alles halb so schlimm. Das meinte nachher auch ein Kollege: Ich sei ja wohl noch nicht mal im ESP-Regelbereich gewesen.

Von dem Sports Tourer war nach der Aktion übrigens weit und breit nichts mehr zu sehen. Der fuhr in aller Ruhe zwei Kehren vor mir seinen Stiefel runter. Da merkt man halt schon, dass der neue Astra eine Generation weiter ist. Glückwunsch an das Chassis-Team!

Ziel des hier gezeigten Simulationstyps ist es, die Auswirkungen verschiedener Saugrohr-„Architekturen“ und Ventilsteuerzeiten auf den Ladungswechsel zu überprüfen. Dank dieser Darstellungen gewinnen wir Erkenntnisse hinsichtlich:

• Gleichverteilung (Bekommt jeder Zylinder gleich viel Luft?)
• Rückströmung (Wird Abgas ungewollt zurück gesaugt?)
• Turbulenzzonen (Ist die Zylinderfüllung gefährdet?)

Die Animation vermittelt einen Eindruck von der Gasdynamik im Ansaug-/Abgastrakt und von den komplexen Abläufen in den Zylindern. Mit Hilfe der Farben wird der Wechsel der Luftströmungsgeschwindigkeiten von blau = niedrig bis rot = hoch deutlich.

Um einige Beispiele zu nennen: Dank des hohen Drehmoments schon unter 2.000 min^-1 konnten wir das Getriebe lang übersetzt auslegen. Anders als die ADAC-Tester sehe ich das nicht als Nachteil. Besonders auf Autobahnstrecken lernt man das niedrige Drehzahlniveau zu schätzen, denn es reduziert den Verbrauch – und das ohnehin niedrige Geräuschniveau.

Die Powertrain-Kollegen haben einen hervorragenden Job gemacht: Der 1.4 Turbo ist ein echter „Downsizing“- oder besser „Rightsizing“-Motor. Vermeintliche Kleinigkeiten bewirken im Zusammenspiel ein paar Gramm CO₂-Ersparnis auf der Autobahn – im echten Fahrbetrieb, nicht nur im Testzyklus. So haben die Kollegen auch speziell auf die Aerodynamik geachtet und beispielsweise kleine Veränderungen an der Kühlungsöffnung vorgenommen. Eine elektronisch gesteuerte Kraftstoffpumpe fördert nur exakt die Menge zur Einspritzdüse, die wirklich benötigt wird – das spart Strom und damit wiederum Kraftstoff. Und die Leistung des Klimakompressors wird – je nach Umweltbedingungen – ebenso elektronisch geregelt. So führt schließlich die Summe all dieser Maßnahmen zu einem Praxisverbrauch, der sich sehen lassen kann: Im EcoTest-Schnitt 6,5 l/100 km.

Insbesondere die Abstimmung der Motorsteuerung unter extremen klimatischen Bedingungen ist eine echte Herausforderung für Mensch und Maschine. Das Aggregat muss am Polarkreis genauso wie im unerträglich heißen Death Valley ohne Mucken starten und sauber laufen – ein Wechselbad der Extreme.

Die Teams in Nordschweden muteten den Motoren Spezialversuche bis weit unter -30 °C zu. Währenddessen checkten die Kollegen im umgekehrt unwirtlichen Südwesten der USA das Startverhalten bei +45 °C, analysierten Leistungskurven, schauten ganz genau auf die Kühlung, beobachteten den Einfluss verschiedener Kraftstoffqualitäten und legten dabei immer die strengstmöglichen Abgasnormen zu Grunde.

Der erste Wettbewerber-Vergleich führte uns von Rüsselsheim nach Südtirol – ein Zehn-Stunden-Trip über Landstraßen und Autobahnen. Doch Zuversicht und gute Laune bekamen einen Knacks, als gerade mal 30 Kilometer nach dem Start per Funk die Ausfallmeldung eines Wagens kam. Die komplette Flotte von zwölf Fahrzeugen bog auf den nächsten Parkplatz ab. Nach wenigen Minuten kam die Entwarnung: Motorunabhängiger Software-Fehler, der schnell behoben werden konnte.

Danach lief alles wie am Schnürchen. Die Kollegen attestierten unserem Motor eine hervorragende Elastizität, Durchzugskraft, viel nutzbare Leistung sowie gleichzeitig einen angenehm zurückhaltenden Klang und hohes Sparpotenzial. Schon bei der ersten Manöverkritik in einem der beliebten Südtiroler Gasthäuser war klar: Passend zum schön abgehangenen Dolomitenspeck hatte auch unser 1.4 Turbo sehr früh einen hohen Reifegrad erreicht.

Noch bevor ein Aggregat im SSM, IV oder gar im PPV werkeln kann, müssen die Integrations- und DMU-Ingenieure (digital mock-up) schauen, ob und wie alles in den Motorraum passt. Wichtige Kriterien hierbei sind die Festlegung der Motorlage (Position, Winkel) und die Schnittstellen zu Motor und Getriebe wie Kühlwasser-, Treibstoff-, Strom-, und Reinluftversorgung, Ladeluftanschlüsse, Kabelsatz allgemein, Abgasanlage, Motorlagerung sowie die mechanische Leistungsübertragung. Weitere Stichworte in diesem Zusammenhang: Geräuschabstrahlung, Temperaturgrenzwerte, Druckverlustreduzierung, Service-Zugänglichkeit und Freigängigkeiten auch bei extremen Fahrmanövern.

Das Bild zeigt Karl Ludwig Klingelschmitt, Klaus Frondorf und mich (von links) beim Check der Einbauposition des neuen Turboladers. Wir mussten sicherstellen, dass der Abstand zu anderen Bauteilen auch dann groß genug ist, wenn der Aktuator der Turbinenleitschaufeln arbeitet. Der große Bildschirm hat sich übrigens auch bei der Fußball-WM bewährt…

Der „Rundflug“ um den 1.7 CDTI vermittelt einen Eindruck vom Motor-Puzzle, das wir täglich spielen.

Nun waren wir alle auf die ersten Ergebnisse gespannt. Erfüllt der Motor die hohen Leistungszielwerte? Was macht der Kraftstoffverbrauch? Können wir den Wettbewerb auch in dieser wichtigen Disziplin schlagen? Kann die neue volumenstromgeregelte Ölpumpe wirklich ihre Vorteile ausspielen? Und vor allen Dingen, sind die umgesetzten Versteifungsmaßnahmen auch im harten Dauerlauf ausreichend?

Die Antworten lauteten ja – aber sie waren auch mit Erkenntnissen verbunden, die uns zeigten, wo noch Änderungen nötig waren. Das bedeutete in der Praxis den Umbau von Prototypen, damit alle Entwickler wieder die gleichen Bedingungen hatten. Eine logistische Herausforderung, denn in dieser Phase war die Zahl unserer Motoren bereits auf knapp 100 gewachsen, viele davon schon in Fahrzeugen eingebaut, die für Testfahren überall auf dem Globus unterwegs waren. Aber auf unsere Entwicklungswerkstätten und Lieferanten war Verlass: Unser kleiner Turbo blieb im Plan.

Für uns ging es vor knapp drei Jahren nach der erfolgversprechenden Vorausentwicklungsphase so richtig los. Gefordert war ein hoch aufgeladener und gleichzeitig zuverlässiger Serienturbomotor auf Basis der kleinsten Opel-Motorenfamilie mit sportlichen Leistungsdaten bei gleichzeitig minimalem Kraftstoffverbrauch.

Um diese Quadratur des Kreises zu schaffen, wurde nichts dem Zufall überlassen – ein Entwicklungsteam von knapp 100 Ingenieuren machte sich an die Berechnungs- und Testarbeit. Unter Einsatz neuester Tools prüften wir das Motorkonzept auf Herz und Nieren bezüglich der Anforderungen unter Serienbedingungen. Ich kann mich noch gut an den Tag erinnern, als mir das Berechnungsteam darlegte, welche Komponenten außerplanmäßig unsere besondere Aufmerksamkeit erfordern würden. Von der arbeitsintensiven Entwicklungsphase hin zur Serienreife möchte ich in meinen nächsten Blog-Beiträgen berichten.

Ein Riesenvorteil von HiL ist, dass der Testkandidat auf verschiedene Motor- und Fahrzeugzustände (auch Grenzbereiche) hin schnell und reproduzierbar überprüft werden kann. So validieren wir sehr früh neue Entwicklungen wie Diagnosefunktionen oder das Zusammenspiel von Motorsteuergerät und ABS/ESP, ohne jedes Mal ein „echtes“ Auto bestücken und auf die Teststrecke schicken zu müssen.

Das Motorsteuergerät ist schon eine sehr komplexe Komponente, an die hohe Anforderungen gestellt werden. Dies sind:

• Die sehr hohe Anzahl elektrischer Ein-und Ausgänge für Stromversorgung, Sensoren und Aktuatoren – beim 1.7 CDTI über 150.
• Die einwandfreie Funktion bei Wind, Wetter und Vibrationen. So reicht zum Beispiel das Spektrum der tolerablen Umgebungstemperaturen von unter -35 °C bis über 100 °C.
• Die Zuverlässigkeit in der Kombination mit anderen Steuergeräten (CAN = Controller Area Network). Temporäre extreme Signalstärkenschwankungen wie im WLAN oder im Mobiltelefonnetzwerk sind keine Option.

Im Bild von links Karsten Brosseit, Thorsten Michel und ich bei letzten Checks.

Solange die Daten noch nicht homologiert sind, will ich hier vor allem einige subjektive Eindrücke schildern. Genauere Infos zum Triebwerk und seiner Entwicklung wollen demnächst die Kollegen aus der Motorenentwicklung hier im Blog beisteuern.

Das Wichtigste vorweg: Dieser Motor passt hervorragend zum neuen Astra. Wer Benziner mag, trifft damit meiner Meinung nach die beste Wahl. Der Saugrohreinspritzer ist ein mehr als vollwertiger Ersatz für den 1,8-Liter-Sauger. Bei identischer Leistung, 140 PS, liefert der Downsizing-Motor ein höheres Drehmoment, nämlich 200 Nm, und das in einem Bereich von etwa 1.900 bis 4.900 min^-1. Außerdem sinken Realverbrauch und CO₂ um fast 20 Prozent gegenüber der Referenz.

Auf einer Extra-Testfahrt mit viel Autobahnanteil war ich mit dem 1.4T Automatik unterwegs und musste dazu eine bei uns so genannte „Bewertung aus Kundensicht“ abgeben. Sie fiel sehr positiv aus: Angenehmer, weil leiser und vibrationsarmer Reisewagen; gelungene Motor/Getriebeabstimmung mit praxisgerechtem Schongang, spontanes Ansprechverhalten bei Leistungsanforderung; souveräner Durchzug in allen Lebenslagen; Fazit: Sparsamer Gleiter mit sportlichen Anlagen.

Warum Mont Ventoux? Radsportfans wissen, dass es kaum eine üblere Steigung in Europa gibt – nicht umsonst werden hier Bergetappen der Tour de France ausgetragen. Hier trennt sich die Spreu vom Weizen, die Belastung für das Fahrzeug und den gesamten Antriebsstrang sind extrem. Neben dem 1.7 CDTI testen und bewerten die Ingenieure Alexander Puschke und Erich Bertleff auch andere Astra-Motorkombinationen sowie Opel-Fahrzeuge anderer Projekte. So erhalten wir eine Vergleichbarkeit der einzelnen Applikationen/Motoren bei definierten Bedingungen.

Auf dem linken Bild der neue Astra mit „meinem“ 1,7-Liter-Dieselmotor kurz vor der Abfahrt. Er hat alle Tests sehr gut bestanden, bei der definierten Maximalmasse (gross combined vehicle weight) musste der Motor inklusive Kühlungssystem nicht an seine Grenzen gehen.

Dass die Astra-Dichte am Mont Ventoux zeitweise recht hoch ist, zeigt ein Blick in unseren „Parc Fermé“, eine von uns gemietete Garage. Man beachte links im Bild den einzigen Nicht-Opel, unseren „Rotweintransporter“ im Retrodesign.

Diese oft gestellten Fragen lassen sich mit einem Ja und einem Nein beantworten. Ja, es gibt immer bessere Möglichkeiten dank unserer modernen Einrichtungen im Rüsselsheimer Entwicklungszentrum. Nein, wir sind nach wie vor der Meinung, dass die Validierung auf echten Straßen nicht vollständig ersetzt werden kann. Daher testen wir unsere Motoren wie den 1.7 CDTI sowohl auf dem Prüfstand als auch in den unterschiedlichen Astra-Vorstufen SSM, IV und PPV.

Mit umfangreichen Prozeduren stellen wir möglichst reale Kundenbedingungen bis hin zu Worst Case-Szenarien nach. Bei x Lastzuständen über y Distanzen hinweg müssen sich die Probanden bewähren. Auch unter dem Einfluss extremer Temperaturen oder in großen Höhen nehmen wir bis hin zum Abgasverhalten alles unter die Lupe.

Am Ende eines Programms werden die Triebwerke routinemäßig zerlegt, die Motorkomponenten begutachtet und daraufhin beurteilt, ob sie die vorher definierten Anforderungen erfüllt haben. Neben Sichtkontrollen finden Messungen in unseren Labors und bei Lieferanten statt.

Das Bild zeigt von links Marcus Weinbeck (Dauerlaufplanung), Mechaniker Fabio Schmidt, Matthias Burkhard (Validierung und Analyse) und mich bei der Kolben-Messung nach einem Marathon im Fahrzeug. Man sieht zufriedene Gesichter: Die Motorteile haben ihre Eignung als Dauerläufer eindrucksvoll nachgewiesen.

Übrigens: Wem unsere Rüsselsheimer Arbeits-atmosphäre nicht exotisch genug ist, muss sich bis zu meinem nächsten Beitrag gedulden. Dann gibt es Infos und Fotos vom Test am Tour-de-France-erprobten Mont Ventoux in Südfrankreich.

Parallel zu unseren Fahrwerk-Versuchen spulten Andreas Karner und seine Jungs aus dem Bereich Zündtechnik einen Zündspannungstest unter verschärften Bedingungen auf der Nordschleife ab. Bei dem Probanden handelt es sich um einen 1.4 Turbo, der seinen Dienst in einem Powertrain-Mule verrichtet.

Die etwas eigenartige Haube vor der Kühlermaske wird so natürlich nie in Serie gehen. Laut Hans Link, zuständig für den Messaufbau Motor-/Getriebeelektronik (gelber Overall), hält die Vorrichtung bei diesem Mule-Typ zuverlässig das Spritzwasser von der Luftansaugung fern.

So hält die reibungsoptimierte Wasserpumpe des ecoFLEX-Modells serienmäßig im 1.7 CDTI Einzug. Weitere Beispiele sind die Strömungsoptimierung des Abgasrückführungs-Kühlers, die Abstimmung des EMS (Engine Management System – Motorsteuerung) auf die optimierte Lichtmaschine und die Reduzierung der Druckverluste im Luftansaugsystem.

Mit den beiden Applikationen 110 PS und 125 PS ist uns eine gute Balance zwischen Sparsamkeit, Fahrspaß und Komfort gelungen. 260 Nm maximales Drehmoment schon ab 1.700 min^-1 beziehungsweise 280 Nm ab 2.000 min^-1 (bisher: 2.300) sind deutlich spürbare Verbesserungen. Genaue Verbrauchsangaben kann ich leider noch nicht machen, denn wir ermitteln gerade die offiziellen Werte. Sie werden gut sein, sehr gut.

Das Bild zeigt mich mit den Kollegen Klaus Baudisch am Handy und Gunnar Hold am Laptop bei einer der letzten Abstimmungsfahrten im Taunus.

Ich möchte hier darüber berichten, wie unser Team den Astra-Diesel in den vergangenen Jahren vom Lastenheft über den Prüfstand bis zum fertigen Fahrzeug begleitet hat. Mein Schreibtisch steht im Rüsselsheimer Entwicklungszentrum, aber wir sind auch oft unterwegs – zum Beispiel mit den einzelnen Versuchsgruppen bei Winter-und Sommertestfahrten.

Zuletzt ging es nach Spanien. Das Foto entstand bei einer Versuchsfahrt mit einem Vorserienfahrzeug – Höhenabstimmung auf etwa 2.000 Metern bei 18°C. Der etwas skurril wirkende „Campingwagen“ hinten dran hilft uns bei den Messungen, weil er als Bremsanhänger höhere Lasten am Fahrzeug simulieren kann. So besteht die Möglichkeit, bestimmte Motorkennfeldpunkte auf der Straße anzufahren. Der Freizeitwert des Vehikels ist leider gleich null – es eignet sich nicht mal zum Biertransport, weil durch die Bremswirkung sehr viel Wärme produziert wird.