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LEXUS RX – Antrieb

Antrieb und Kraftübertragung

Der Lexus RX 350 wird von einem aus Leichtmetall gefertigten neuen V6-Benziner angetrieben, der leistungsstärker und zugleich wirtschaftlicher ist als jeder andere Sechszylinder-Ottomotor im SUV-Premiumsegment.

Der 3,5-Liter-V6 des RX 350 ist mit einer Fünfstufen-Automatik kombiniert, die
dank ihrer neu entwickelten elektronischen Steuerung besonders leistungsfähig und wirtschaftlich arbeitet.

3,5-Liter-V6-Benziner

Mit einer Spitzenleistung von 203 kW (276 PS) bei 6.200/min und einem maximalen Drehmoment von 342 Nm bei 4.700/min übertrifft der samtweich laufende V6 das Aggregat des RX 300 um 35 bzw. 21 Prozent. So motorisiert erledigt der RX 350 den Sprint von 0 auf 100 km/h in lediglich 7,8 Sekunden und
setzt sich damit an die Spitze im Segment der Sechszylinder-Premium-SUV. Neben der höchsten Maximalleistung zeichnet sich der neue RX 350 auch durch die höchste spezifische Leistung (kW/Liter Hubraum) im Segment aus. Bei 200 km/h wird die Motorleistung elektronisch abgeregelt.

Im Vergleich zum RX 300 konnte der spezifische Kraftstoffverbrauch, gemessen in Gramm pro Kilowattstunde (g/kWh), über den gesamten Drehzahlbereich um durchschnittlich vier Prozent gesenkt werden. Mit einem Durchschnittsverbrauch von 11,2 Liter pro 100 km unterbietet der RX 350 seinen Vorgänger sogar um acht Prozent, was ihn zum wirtschaftlichsten Sechszylinder-Benziner unter den
Premium-SUV macht.

Das neue Triebwerk zeichnet sich nicht nur durch seine kompakten Abmessungen aus, sondern ebenfalls durch sein geringes Gewicht und ein vorbildliches Geräusch- und Vibrationsniveau. Der V6 besitzt einen Zylinderblock aus Leichtmetall-Druckguss, leichtgewichtige Kolben, einen dünnwandigen
Aluminium-Ansaugkrümmer und ein Ansaugmodul aus Kunststoff.

Zwei obenliegende, per Steuerkette angetriebene Nockenwellen und 24 Ventile zählen zu den konstruktiven Eckdaten des 3.456 cm3 großen V6-Aggregats. Hinzu kommen die duale variable Ventilsteuerung VVT-i (Variable Valve Timingintelligent), Rollenschwinghebel mit hydraulischem Ventilspielausgleich HLA (Hydraulic Lash Adjuster) und die elektrisch betätigte Ansaugluftsteuerung ACIS (Acoustic Control Induction System), die eine optimale Balance zwischen hohem
Leistungspotenzial einerseits und geringen Verbrauchs- und Emissionswerten andererseits gewährleistet.

Eine leichte und kompakte Lösung fanden die Ingenieure für Wasserpumpe, Ölfilter und Ölpumpe, die Raum sparend hinter der Steuerketten-Abdeckung platziert sind. Schließlich sorgen die überarbeiteten Ausgleichsgewichte der geschmiedeten Kurbelwelle, die leichten Kolben, die mit Hydrostößeln
kombinierten Rollenschwinghebel und die mit Urethan-Schaumstoff gedämpften Abdeckungen an Motor und Steuerkette für eine signifikante Reduzierung der Geräusche und Vibrationen über das gesamte Leistungsspektrum.

Duale variable Ventilsteuerung VVT-i
Der 3,5-Liter-V6 des RX 350 ist das erste Triebwerk im Segment, das mit der dualen variablen Ventilsteuerung VVT-i arbeitet und die Steuerzeiten sowohl der Einlass- als auch der Auslassventile in Abhängigkeit von Lastzustand und Drehzahl stufenlos variiert. Der Verstellbereich von Ein- und Auslassnockenwelle entspricht 40 bzw. 35° Kurbelwinkel und erlaubt besonders große
Ventilüberschneidungen, die den Drehmomentverlauf über das gesamte Leistungsspektrum optimieren und die Emissionswerte des Triebwerks deutlich verringern.

Die Nockenwellen werden von einer Steuerkette angetrieben, die Ventilbetätigung erfolgt über Rollenschwinghebel. Dank dieser Bauart konnte die Reibung zwischen Nocken und Schwinghebel deutlich reduziert werden – bei 2.000/min um 15 Prozent – was nicht zuletzt dem Verbrauch zugute kommt. Der
vergrößerte Durchmesser der Ein- und Auslassventile steigert die Effizienz, und ein größerer Ventilhub bewirkt eine höhere Leistungsausbeute. Dank der Hydrostößel mit keramischem Kugelventil ist eine Ventilspieleinstellung über die gesamte Lebensdauer des Motors nicht erforderlich.

Eine wesentliche Aufgabe der Ingenieure im japanischen Lexus Entwicklungszentrum bestand bei der Entwicklung des neuen Triebwerks darin, das Strömungsverhalten der Ansaugluft zu optimieren. Abgestimmt auf die vergrößerten Ventildurchmesser und die breitere Nockenkontur wurden die Form
der Ansaugkrümmer sowie der Durchmesser und die Länge der Einlasskanäle optimiert, um die Leistungs- und Drehmomentausbeute zu steigern. Im Ergebnis weist der neue V6 das weltweit größte Ansaugvolumen aller Sechszylinder- Triebwerke auf. Ansaugschnorchel und Luftfilter wurden so gestaltet, dass ein nur geringer Druckabfall entsteht.

Elektrisch betätigte Ansaugluftsteuerung ACIS

Erstmals in diesem Segment kommt in dem neuen Triebwerk auch die elektrisch betätigte Ansaugluftsteuerung ACIS (Acoustic Control Induction System) zum Einsatz, deren Steuerklappen-Aktuator in einem fortschrittlichen Laser-Verfahren mit dem Kunststoff-Ansaugkrümmer verschweißt wird. Das System variiert die Länge der Ansaugwege in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und Drosselklappenstellung, um die Drehmomentausbeute über den gesamten Drehzahlbereich noch einmal zu steigern. Bei niedrigen Drehzahlen und hoher Last optimieren lange Ansaugwege den Drehmomentverlauf und senken Kraftstoffbedarf sowie Schadstoffausstoß. Bei hoher Last und mittleren
Drehzahlen sorgt eine reduzierte Länge der Ansaugwege für ein optimales Ansprechverhalten. Im oberen Drehzahlbereich schließlich verbessern minimale Ansaugwege die Kraftentfaltung des Triebwerks.

Abgasanlage

Die Abgase gelangen durch eine Edelstahl-Auspuffanlage ins Freie, die den Abgasgegendruck in Abhängigkeit von der Drehzahl variiert und dabei die Geräuschentwicklung senkt.

Elektronische Drosselklappensteuerung ETCS-i

Der neue 3,5-Liter-V6 arbeitet darüber hinaus mit der optimierten elektronischen Drosselklappensteuerung ETCS-i (Electronic Throttle Control System-intelligent), so dass der Motor nun noch spontaner auf die Gasbefehle des Fahrers reagiert.

Ein Positionssensor erfasst die Stellung des „elektronischen Gaspedals“ und leitet die Information in Echtzeit an die elektronische Motorsteuerung, die ihrerseits weitere Motordaten verarbeitet und den Stellmotor der beiden Drosselklappen reguliert.

Die Abkehr von der mechanischen, hin zur modernen elektronischen Drosselklappensteuerung ETCS-i bedeutet jedoch weit mehr als nur einen Wechsel der Übertragungsmodalitäten. Die Vorteile des Systems liegen beispielsweise in der präzisen Leerlaufsteuerung sowie in einem deutlich
verminderten Schaltrucken. Zudem ermöglicht ETCS-i eine direkte Verbindung zur Antriebsschlupfregelung TRC (Traction Control), zum elektronischen Fahrzeugstabilitätsprogramm VSC (Vehicle Stability Control) und zur hochmodernen elektronischen Getriebesteuerung ECT (Electronically Controlled Transmission).

Fünfstufen-Automatikgetriebe

Auch für das Fünfstufen-Automatikgetriebe im RX 350 entwickelte Lexus eine neue elektronische Getriebesteuerung die permanent mit dem Motormanagement kommuniziert, so dass bei Bedarf das Antriebs-/Motordrehmoment den jeweiligen Erfordernissen angepasst werden kann. Auf diese Weise ist die Automatik zum Beispiel in der Lage, bei Kickdown den dritten Gang zu überspringen und von der vierten Fahrstufe direkt in den zweiten Gang zu schalten. Da folglich nur ein einziger Schaltvorgang notwendig ist, reduziert die neue Steuerungslogik die Schaltzeit bei 60 km/h um 0,2 Sekunden. Zudem
erfolgt der Wechsel der Fahrstufen besonders sanft. Gleichzeitig setzt der Lexus RX 350 die Gasbefehle des Fahrers noch spontaner um.

Bestandteil der neuen Steuerungslogik ist außerdem ein Shift Phase Controller, der eine Schaltfolge – beispielsweise 2-3-2 bei unterbrochenem Kickdown – noch einmal optimiert. Dank der permanenten Kommunikation zwischen Motorund Getriebesteuerung gewährleistet die neue Logik auch hier sanftere
Fahrstufenwechsel und kürzere Schaltzeiten, die bei 80 km/h um ca. 0,8 Sekunden reduziert werden.

Bringt der Fahrer den Getriebewählhebel in Stellung ‚S’, steht ihm ein sequenzieller Schaltmodus zur Verfügung. Durch Antippen des Hebels nach vorn oder hinten lassen sich die Gänge nun manuell hoch- bzw. zurückschalten. Dieser Modus räumt dem Fahrer eine aktivere Rolle ein, weil er das
Leistungspotenzial, aber auch die Bremswirkung des Triebwerks sehr gezielt einsetzen kann. Eine Anzeige im Cockpit informiert ihn über den gewählten Schaltmodus und die eingelegte Fahrstufe.

Permanenter Allradantrieb

Der RX 350 ist mit einem permanenten Allradantrieb ausgerüstet, der die Antriebsmomente im Verhältnis 50:50 auf Vorder- und Hinterachse verteilt. Der Transfer erfolgt über ein neues Mitteldifferenzial mit Visko-Kupplung, die das gesteigerte Drehmoment des 3,5-Liter-V6 schlupfabhängig und besonders sanft
zwischen den Achsen ausgleicht.

Sobald an der Vorderachse Radschlupf auftritt, sperrt die Visko-Kupplung und leitet mehr Antriebskraft an die Hinterachse. Das neue Mitteldifferenzial erweitert die Allrad-Funktionalität des RX 350 deutlich, weil es selbst auf kurzfristige Traktionsverluste spontan reagiert. Das Zusammenwirken aller drei Differenziale wird zudem durch die Antriebsschlupfregelung TRC (Traction Control) optimiert,
die ein Durchdrehen einzelner Räder durch individuelle Korrekturen über Antrieb und Bremsanlage zu verhindern hilft.

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