Toyota Land Cruiser Drehmomentkurven foto:4x4news.de/toyota
Motoren, Getriebe und Kraftübertragung
Im Modelljahr 2007 geht der Toyota Offroad-Klassiker mit zwei optimierten Triebwerken an den Start:
Im Zuge dieser Maßnahmen erfuhr der 3,0-Liter Turbodiesel eine Leistungssteigerung von 166 auf 173 PS (127 kW). Daneben empfiehlt sich weiterhin der 249 PS (183 kW) starke 4,0-Liter V6-Benziner als Alternative…
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Mehr Leistung für den 3,0-Liter D-4D Turbodiesel
Zwei obenliegende Nockenwellen, vier Ventile je Zylinder und ein Bohrung-/Hubverhältnis von 96 x 103 Millimetern sind nach wie vor die konstruktiven Eckdaten des 2.982 cm3 großen Vierzylinders mit Common-Rail Direkteinspritzung und Ladeluftkühlung. Dank Modifikationen am elektronischen Motor-Management und dem variablen Einlass-System leistet der Motor nun 173 PS (127 kW) bei 3.400/min und setzt zwischen 1.600/min und 2.800/min ein Drehmoment-Maximum von 410 Nm frei. Damit unterstreicht der Land Cruiser 3.0 D-4D bereits bei niedrigen Drehzahlen seine Qualitäten als antrittsstarker Geländegänger und kraftvolle Zugmaschine, die Anhängelasten von bis zu 3.500 Kilogramm bei maximal 8 Prozent Steigung auf den Haken nimmt. (Dreitürer: Anhängelasten bis zu 2.800 Kilogramm bei maximaler Steigung von 12 Prozent)
Toyota Land Cruiser D-4D Turbodiesel foto:4x4news.de/toyota
Fahrleistungen und Verbrauch
Bei Bedarf beschleunigt der Land Cruiser 3.0 D-4D mit Fünfstufen-Automatik in 11,2 Sekunden von 0 auf 100 km/h, mit Sechsgang-Schaltgetriebe erledigt er diese Disziplin in 11,5 Sekunden. Mit einem Durchschnittsverbrauch zwischen 8,9 und 9,2 Litern je nach Aufbau und Getriebe arbeitet der Selbstzünder mit 240 Gramm CO2 pro Kilometer schadstoffarm (Werksangabe).
Leichtmetall-Zylinderkopf mit Vierventil-Technik
Der Leichtmetall-Zylinderkopf des 3,0-Liter D-4D beherbergt zwei obenliegende Nockenwellen, die vier Ventile je Brennraum steuern. Die Vierventiltechnik sorgt für einen verbrennungsgünstigen Einlassdrall der Ansaugluft. Dabei finden die vertikal angeordneten, besonders schlanken Einspritzdüsen ihren Platz exakt zwischen den Ventilen. Diese Technik sorgt für eine gleichmäßige Verwirbelung des Kraftstoffs im Brennraum. Zusammen mit den optimierten Brennraummulden der Leichtmetallkolben gewährleistet dieses Konzept eine wirkungsvolle Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemischs und damit eine hohe Leistungsausbeute bei niedrigem Verbrauch.
Common-Rail Direkteinspritzung der zweiten Generation
Neben hoher Leistung, günstigen Verbrauchswerten und deutlich reduzierten Abgasemissionen zeichnet sich der optimierte 3,0-Liter D-4D durch eine sehr gute Laufkultur aus. Verantwortlich dafür ist neben seiner Konstruktion mit zwei zahnradgetriebenen Ausgleichswellen die fortschrittliche Common-Rail Technologie des Einspritzsystems.
Der hohe Einspritzdruck von bis zu 1.600 bar sorgt zusammen mit den Achtloch-Injektoren für eine besonders feine Zerstäubung des Treibstoffs in der Brennkammer. Zuvor werden Kraftstoffmenge sowie Zeitpunkt und Dauer der Einspritzung vom elektronischen Motor-Management über einen 32-Bit-Prozessor äußerst präzise gesteuert. Dies ermöglicht eine optimierte Verbrennung und damit eine höhere Leistungsausbeute sowie eine deutliche Reduzierung der Schadstoffemissionen.
Außerdem erlaubt die computergestützte Common-Rail Technologie pro Arbeitstakt mehrere Einspritzvorgänge und unterschiedliche Einspritzmengen. Indem eine geringere Menge Kraftstoff vor der eigentlichen Haupteinspritzung in die Brennräume gebracht wird (Piloteinspritzung), verbrennt das Gemisch kontinuierlicher und nicht so schlagartig wie bei herkömmlichen Dieselmotoren mit Direkteinspritzung. Der sanfte Druckanstieg im Brennraum reduziert das dieseltypische Verbrennungsgeräusch daher auf ein Minimum.
Turbolader mit variabler Schaufelgeometrie
Der Turbolader mit Ladeluftkühlung sorgt bereits bei niedrigen Drehzahlen für hohes Drehmoment. Über verstellbare Leitschaufeln kann der auf das Turbinenrad wirkende Abgasstrom effektiv gesteuert werden. Bei geringer Motorlast reduzieren die Leitschaufeln den Einlassquerschnitt und sorgen so für höhere Strömungsgeschwindigkeiten, die ihrerseits die Turbinendrehzahl und damit den Ladedruck erhöhen. Bei hoher Motorlast geben die Leitschaufeln einen größeren Querschnitt frei, um den gewünschten Ladedruck zu halten. Das über die Motorelektronik gesteuerte System sorgt für einen raschen Druckaufbau, verbessert das Abgasverhalten bei mittleren Drehzahlen und verleiht dem 3,0-Liter D-4D mehr Leistung bei gleichzeitig reduziertem Kraftstoffverbrauch.
Weniger Emissionen
Dank der effizienten Verbrennung verbleiben deutlich weniger feste Partikel im Abgas. Gleichwohl zogen die Toyota Ingenieure weitere Register, um den modernen Selbstzünder noch umweltverträglicher zu gestalten. Dazu zählt etwa die elektronisch über einen Stellmotor gesteuerte und gekühlte Abgasrückführung, die den Anteil an Stickoxiden beträchtlich reduziert. Bei Bedarf sorgt ein Bypass-Ventil dafür, dass die rückgeführten Abgase am Wärmetauscher vorbeigeleitet und nicht gekühlt werden. Eine effektive Abgasrückführung ist deshalb auch bei geringer Motorlast und entsprechend niedrigen Abgastemperaturen möglich. Schließlich trägt ein großvolumiger Oxidationskatalysator zum Abbau der HC- und CO-Emissionen sowie zu einer weiteren Verringerung der Abgaspartikel bei. Damit unterschreitet der Land Cruiser 3.0 D-4D die Grenzwerte der Abgasnorm Euro IV für Gruppenfahrzeuge.
Geringere Wartungskosten dank OMMS
Ab Modelljahr 2007 ist der Land Cruiser 3.0 D-4D mit dem Ölwechsel-Management OMMS (Oil Maintenance Management System) ausgerüstet, das den notwendigen Austausch des Schmierstoffs in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen und Betriebsdauer des Motors ermittelt. Die elektronische Motorsteuerung verarbeitet Informationen über Drehzahl, Einspritzzeitpunkt und -menge sowie über das Kraftstoff-Luftverhältnis. Sobald ein errechneter Schwellenwert erreicht ist, weist eine Leuchte im Cockpit den Fahrer auf den fälligen Wechsel von Öl und Ölfilter hin.
Toyota Land Cruiser D-4D Turbodiesel foto:4x4news.de/toyota
Der optimierte 3,0-Liter Turbodiesel arbeitet nicht nur leise, sondern auch vibrationsarm. Dafür sorgen zwei Ausgleichswellen sowie schwingungsdämpfende Maßnahmen in vielen Triebwerksbereichen. Zu einer ruhigen Laufkultur tragen auch die Leichtmetall-Ölwanne, der Kunststoff-Zylinderkopfdeckel mit integriertem Dämm-Material sowie die reibungsminimierte Auslegung der beweglichen Teile und die Motorabdeckung aus Kunststoff bei.
Schließlich ruht der großvolumige Vierzylinder-Diesel in einer Motoraufhängung, die Schwingungen besonders im Leerlauf auf ein Minimum reduziert. Zu diesem Zweck ist das Triebwerk im vorderen Bereich an einem aktiven, dynamisch wirkenden Motorlager fixiert. Eine per Magnetventil gesteuerte Membran im Inneren des Lagers liefert Impulse, die das Gummielement über eine Flüssigkeit in Schwingung versetzen. Da die Impulse synchron zum Arbeitshub des Motors, aber in entgegengesetzter Bewegungsrichtung erfolgen, wird ein Ausgleich selbst kleinster Vibrationen erzielt.
Kraftentfaltung: 4,0-Liter V6-Benziner
Der 4,0-Liter V6-Benzinmotor bildet nach wie vor die Top-Motorisierung für den Toyota Land Cruiser. Mit 249 PS (183 kW) bei 5.200/min sowie einem maximalen Drehmoment von 380 Nm bei 3.800/min verhilft der großvolumige Sechszylinder dem Offroader zu erstklassigen Fahrleistungen. Ausgerüstet mit serienmäßiger Fünfstufen-Automatik absolviert der Land Cruiser 4.0 VVT-i den Sprint von 0 auf 100 km/h in lediglich 9,1 Sekunden und erreicht eine Höchstgeschwindigkeit von 180 km/h. Der kombinierte Gesamtverbrauch liegt bei nur 12,4 Liter Superbenzin auf 100 Kilometer, die CO2-Emission bei 305 Gramm pro Kilometer.
Der Leichtmetall-Sechszylinder in 60 Grad V-Konfiguration weist ein Bohrung-/Hubverhältnis von 94 x 95 Millimetern und einen Hubraum von 3.956 cm3 auf. Zu den wesentlichen Merkmalen des Benziners zählt die stufenlos variable Ventilsteuerung VVT-i (Variable Valve Timing-intelligent), welche die Ventilsteuerzeiten der Einlassnockenwellen in Abhängigkeit von Lastzustand und Drehzahl variiert und damit zu einer optimierten Leistungsentfaltung beiträgt. Da die Steuerzeiten exakt und stufenlos an die jeweiligen Fahrbedingungen angepasst werden, steigert VVT-i die Spitzenleistung, optimiert den Drehmomentverlauf über das gesamte Leistungsspektrum und reduziert zugleich Verbrauchs- und Emissionswerte des Triebwerks.
Zwei leistungsfähige Dreiwege-Katalysatoren stellen sicher, dass der Land Cruiser 4.0 VVT-i die Abgasnorm Euro IV erfüllt.
Getriebe und Kraftübertragung
Der permanente Allradantrieb des Land Cruiser sorgt in Verbindung mit elektronischen Regelsystemen dafür, dass die Kraft der Motoren optimal in Vortrieb umgesetzt werden kann – egal ob auf der Straße oder im Gelände.
Der Dieselmotor liefert seine Kraft serienmäßig über ein Sechsgang-Schaltgetriebe an die Antriebsräder, kann aber auch mit einer elektronisch gesteuerten Fünfstufen-Automatik kombiniert werden. Der Land Cruiser 4.0 VVT- i wird ausschließlich mit dem Fünfstufen-Automatikgetriebe ausgeliefert. Beide Getriebe arbeiten leise und reibungsarm und leisten damit einen wichtigen Beitrag zum hohen Fahrkomfort des Toyota Offroaders.
Für ein Maximum an Traktion und Fahrstabilität sorgt der permanente Allradantrieb mit zentralem Torsen-Differenzial, das die Antriebskräfte variabel auf Vorder- und Hinterachse verteilt. Derart gerüstet bezwingt der Land Cruiser Steigungen von bis zu 42 Grad und darf Anhängelasten von maximal 3,5 Tonnen ziehen bei maximal 8 Prozent Steigung (Dreitürer: Anhängelasten bis zu 2.800 Kilogramm bei maximaler Steigung von 12 Prozent).
Sechsgang-Schaltgetriebe
Die Schaltbox präsentiert sich leicht und kompakt, arbeitet präzise und reibungsarm und trägt damit nicht nur zur Wirtschaftlichkeit, sondern gleichermaßen zum Fahrvergnügen bei. Denn dank der idealen Gangabstufungen kann der Fahrer das Potenzial des Selbstzünders jederzeit optimal einsetzen. Spezielle Linear-Kugellager, Massendämpfer und Federlast-Kugelarretierungen im Schaltmechanismus sorgen dafür, dass das Getriebe besonders leise arbeitet, die Gänge sicher und präzise einrasten und jeder Schaltvorgang leicht von der Hand geht.
Dafür sorgt auch der aufwändige Synchronmechanismus. Die Gänge eins bis drei werden mit einer Dreifachkonus-Synchronisierung geschaltet, die Gänge vier bis sechs sind mit einem Einfachkonus ausgerüstet.
Fünfstufen-Automatikgetriebe
Die Fünfstufen-Automatik ist im Land Cruiser 4.0 VVT-i serienmäßig an Bord. Auf Wunsch ist sie auch in Kombination mit dem 3,0-Liter Turbodiesel erhältlich. Intelligente elektronische Steuersysteme und sinnvolle manuelle Eingriffsmöglichkeiten erlauben es auch dem weniger geübten Fahrer, anspruchsvolle Geländepassagen spielerisch zu meistern. Auf Asphalt bietet die Automatik überragenden Schaltkomfort. Die als Overdrive ausgelegte fünfte Fahrstufe reduziert den Kraftstoffverbrauch auf Langstreckenfahrten beziehungsweise bei höheren Geschwindigkeiten.
Das Getriebe zeichnet sich durch besonders weiche Schaltvorgänge und ein Höchstmaß an Fahrkomfort aus. Dafür sorgen modernste hydraulische Komponenten und besonders reibungsarm ausgelegte mechanische Bauteile, die nicht nur zur Geräuschminimierung, sondern gleichfalls zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs beitragen. Gleiches gilt für die variable Wandlerüberbrückung, die schlupfbedingte Antriebsverluste verhindert.
Elektronische Getriebesteuerung
Für Schaltkomfort sorgt die elektronische Getriebesteuerung ECT (Electronically Controlled Transmision), die zu diesem Zweck zahlreiche Sensor-Informationen verarbeitet. Dabei kommt der permanenten Datenbus-Kommunikation zwischen der Getriebesteuerung und dem Motor-Management eine entscheidende Bedeutung zu. Im Zusammenwirken beider Systeme sorgt der schnelle Datenaustausch dafür, dass der Wechsel der Fahrstufen überaus sanft erfolgt.
Die Elektronik ist in der Lage, Steigungs- wie Gefällstrecken zu erkennen und entsprechend zu reagieren. Sensor-Informationen über Drosselklappenstellung, Geschwindigkeit, Motordrehzahl, Beschleunigung und Bremsbetätigung werden von der Getriebesteuerung verarbeitet, die auf den so ermittelten Fahrzustand optimal reagiert. Auf diese Weise nutzt der Land Cruiser mit Automatikgetriebe sowohl an Steigungen wie auf Gefällstrecken stets die passende Gangstufe sowie das optimale Drehmoment und setzt bei Bedarf auch die Bremswirkung des Motors ein.
Zu den geländespezifischen Assistenzsystemen der Automatikversion zählen die Berganfahrkontrolle HAC (Hill-Start Assist Control) und die Bergabfahrkontrolle DAC (Downhill Assist Control). Steigungen und Gefälle mit losem Untergrund verlieren dank dieser Hilfen auch für Fahrer mit geringer Offroad-Erfahrung ihre Schrecken. Detaillierte Informationen zu HAC und DAC entnehmen Sie bitte dem Kapitel „Sicherheit“.
Permanenter Allradantrieb
Basis seiner Offroad-Fähigkeiten ist der permanente Allradantrieb des Toyota Land Cruiser. Doch auch auf der Straße zeichnet sich dieses hoch entwickelte Antriebskonzept durch eine spürbar höhere Traktion beim Beschleunigen und in Kurven aus – besonders dann, wenn die Bedingungen infolge von Nässe, Schnee oder schlechter Fahrbahn zusätzlich erschwert sind.
Verteilergetriebe mit Torsen-Differenzial
Herzstück des permanenten Allradantriebs ist ein robustes Verteilergetriebe mit Torsen-Differenzial, das eine variable Antriebskraftverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse ermöglicht. Auf diese Weise ist in nahezu jeder Situation ein Maximum an Traktion sichergestellt. Die Verteilung der Antriebskräfte erfolgt selbsttätig und schlupfabhängig, wobei die Achse mit der besseren Bodenhaftung stets bevorzugt wird. Dabei realisiert das Torsen-Differenzial Kraftverteilungsverhältnisse zwischen Vorder- und Hinterachse von 53:47 bis 29:71. In extrem schwierigen Offroad-Situationen kann das Differenzial über einen Schalter im Cockpit zu 100 Prozent gesperrt werden, so dass beide Achsen starr miteinander gekoppelt sind.
Zuschaltbare Geländeuntersetzung
Für den Einsatz im schwerem Gelände lässt sich eine Geländeuntersetzung von 2,566 : 1 zuschalten. Sie wird über einen Planetensatz im Verteilergetriebe realisiert. Ein Synchronmechanismus sorgt für einen weichen Wechsel zwischen Standard- und Geländeuntersetzung.
Die Kraftübertragung zu den Vorder- und Hinterachs-Differenzialen übernehmen Kardanwellen mit zwei Kreuzgelenken. Auf der Hinterachse arbeitet ebenfalls ein Torsen-Differenzial mit begrenztem Schlupf.
In Verbindung mit der aktiven Antriebsschlupfregelung A-TRC (Active Traction Control) erreicht der Land Cruiser schließlich ein Traktionsniveau, wie es ansonsten nur mit manuellen Differenzialsperren realisierbar wäre, allerdings ohne unerwünschte Lenkeffekte oder Verspannungen. Für die Ausstattungsvariante Land Cruiser „C“ ist wahlweise ein konventionelles Hinterachs-Differenzial mit elektronisch betätigter 100-prozentiger Sperre erhältlich. In dieser Version entfallen die aktive Antriebsschlupfregelung A-TRC und das elektronische Stabilitätsprogramm VSC. (we)
