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Zylinderabschaltung Die ist ein Ende der 1970er Jahre entwickeltes System zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauches von

Zylinderabschaltung

Die Zylinderabschaltung ist ein Ende der 1970er Jahre entwickeltes System zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauches von Ottomotoren.

In Fahrsituationen mit niedrigem Leistungsbedarf wird die Kraftstoffzufuhr unterbrochen beziehungsweise kein Kraftstoff eingespritzt. Dabei werden die Ventile der abgeschalteten Zylinder geschlossen gehalten, um Gaswechselverluste zu vermeiden. Diese Maßnahme konnte Ende der 1990er Jahre den Kraftstoffverbrauch um bis zu 15 % reduzieren. Je nach System kann entweder eine komplette Zylinderbank (V-Motoren) oder auch einzelne Zylinder (Einzelzylinderabschaltung) abgeschaltet werden. Eingesetzt wird das System vor allem wegen einer gewissen Mindestlaufruhe, hauptsächlich bei Motoren mit mindestens acht Zylindern. Aber auch in kleineren Motoren, wie dem Dreizylinder-EcoBoost-Motor des Fiesta ST der achten Modellreihe mit 1,5 Liter Hubraum, kommt sie zum Einsatz.

Bei Hybridantrieben wird der gesamte Verbrennungsmotor abgestellt und im Elektrobetrieb gefahren; hier spricht man von einer „Motorabschaltung“.

Funktionsweise Bearbeiten

Zur Steuerung des Drehmoments werden zwei Verfahren angewendet: Quantitäts- und Qualitätssteuerung.

  • Die vor allem bei „homogenen“ Ottomotoren angewendete Quantitätssteuerung arbeitet weitestgehend mit einem konstanten Verhältnis von Luft zu Kraftstoff. Eine Reduzierung der Luftmenge führt zu einer niedrigeren Kraftstoffmenge und so zu einem geringeren indizierten Drehmoment. Bei konventionellen Motoren wird zur Reduktion der Luftmenge eine Drosselklappe eingesetzt. Im niedrigen Lastbereich ist die Drosselklappe sehr weit geschlossen, weshalb es zu Drosselverlusten kommt: Die Luft wird durch die kleine Öffnung blockiert und bremst so den Kolben ab. Diese Abbremsung kann durch eine Erhöhung der Kraftstoffmenge nur beschränkt kompensiert werden (siehe stöchiometrisches Kraftstoffverhältnis). Hier verschafft die Zylinderabschaltung Abhilfe. Um bei der Abschaltung von einzelnen Zylindern das gleiche Drehmoment zu erhalten, muss in den verbleibenden befeuerten Zylindern entsprechend mehr Benzin verbrannt werden. Durch das fest vorgegebene Verbrennungsluftverhältnis wird mehr Luft benötigt, weshalb die Drosselklappe weiter geöffnet werden kann. Die Drosselverluste sinken deswegen auch in diesen noch arbeitenden Zylindern und es kann etwas Kraftstoff gespart werden. Weiterhin bestehen bleiben dabei die Reib- und Pumpverluste der weiter mitlaufenden unbefeuerten Zylinder.
  • Die Qualitätssteuerung regelt das Verhältnis von Luft und Kraftstoff (Verbrennungsluftverhältnis) und bestimmt so das Drehmoment; sie wird vorwiegend in Dieselmotoren eingesetzt. Hier wird im Prinzip immer dieselbe Luftmenge verwendet und das Drehmoment durch die Regelung der direkt eingespritzten Brennstoffmenge kontrolliert. Es gibt keine Drosselklappe. Deswegen wird gerade im niedrigen Lastbereich der Verbrauchvorsprung von Dieselmotoren größer.

Da bei Ottomotoren mit vollvariablem Ventiltrieb und bei Dieselmotoren das Drehmoment ohne Drosselklappe geregelt wird, ist eine Zylinderabschaltung bei diesen Motortypen wenig effizient.

Einsatz in Kraftfahrzeugen Bearbeiten

General Motors führte die Zylinderabschaltung zum Modelljahr 1981 bei den 6,0 Liter großen Achtzylindermotoren ein, die in den Cadillac-Modellen DeVille, Fleetwood Brougham, Eldorado und Seville zum Einsatz kamen. Je nach Belastungssituation arbeiteten vier, sechs oder acht Zylinder; die Abschaltung erfolgte elektromechanisch. Die Zylinderabschaltung funktionierte vielfach nicht fehlerfrei und beschädigte wegen ihrer Defektanfälligkeit zu Beginn der 1980er-Jahre den Ruf der Marke. Mercedes-Benz hatte die Zylinderabschaltung in der 5-Liter-V8-Version von S-Klasse und CL (M 113-Motor) bis etwa 2005 optional angeboten. Zuvor hatte man die Technik bereits in dem vergleichsweise kurzlebigen M 137-V12-Motor verwendet. Die Mercedes-Schwester AMG wollte den Verbrauch ihrer Modelle bis 2012 um 30 Prozent senken; dafür brachten sie 2011 im Modell SLK 55 AMG einen neuen benzindirekteinspritzenden V8-Motor, der eine weiterentwickelte Version der Zylinderabschaltung nutzt und dazu zeitweise nur mit vier Zylindern arbeitet. Auch im Mercedes E63 AMG (2017) wird wieder mit Zylinderabschaltung gearbeitet.

Weitere Hersteller, die eine Zylinderabschaltung einsetzen, sind seit 2005 die Hemi-V8-Motoren (5,7 Liter Hubraum) von Chrysler, Jeep und Dodge.

Bei Honda wird die Technik teilweise sogar in Vierzylinder-Motoren wie etwa im Honda Civic Hybrid eingesetzt. GM verwendet sie unter dem Namen „Active Fuel Management“ in diversen V8- und einige V6-Motoren. Eines der entsprechend ausgestatteten Modelle ist der 2010 eingeführte Chevrolet Camaro SS.

Die Technik wird unter dem Begriff „Active Cylinder Termination“ (ACT) seit 2012 auch bei Vierzylindermotoren des VW-Konzerns eingesetzt. Seit 2012 setzt auch Audi im 4.0 Biturbo-V8 eine Zylinderabschaltung ein und verbaut diese Motoren im Audi S6, Audi S7, Audi RS7 und Audi S8.

Mit Einführung des neuen Fiesta ST ab Frühjahr 2018 erhält der neue Dreizylinder-Ford EcoBoost mit 1,5 Litern Hubraum ebenfalls eine Zylinderabschaltung.

Wenn im Teillastbetrieb Zylinder abgeschaltet werden, spricht man auch von „dynamischem Downsizing“.

Weblinks Bearbeiten

Wiktionary: Zylinderabschaltung – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Literatur Bearbeiten

  • Peter A. Wellers, Hermann Strobel, Erich Auch-Schwelk: Fachkunde Fahrzeugtechnik. 5. Auflage, Holland+Josenhans Verlag, Stuttgart 1997, ISBN 3-7782-3520-6.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Georg Amtmann: Cadillac. Lechner Verlag, Genf 1990, ISBN 3-85049-071-8, S. 45.
  2. Richard M. Langworth: Encyclopedia of American Cars 1930–1980. Beekman House, New York 1984, ISBN 0-517-42462-2, S. 95.
  3. Sanftes Stößchen. www.spiegel.de, 31. Mai 1981, abgerufen am 7. März 2022.
  4. Zylinderabschaltung: Spaß mit acht, sparen mit vier. Handelsblatt, 17. Juli 2009, abgerufen am 1. Juni 2018.
  5. Tom Grünweg: Geschäfts-Drucksache. Mercedes E 63 AMG. SPIEGEL ONLINE, 22. Juli 2011, abgerufen am 1. Juni 2018.
  6. heise Autos: VW bringt dem 1.4 TSI Zylinderabschaltung bei
  7. Rainer Golloch: Downsizing bei Verbrennungsmotoren, VDI-Buch, 2005, p.75
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Veröffentlichungsdatum:
Die Zylinderabschaltung ist ein Ende der 1970er Jahre entwickeltes System zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauches von Ottomotoren In Fahrsituationen mit niedrigem Leistungsbedarf wird die Kraftstoffzufuhr unterbrochen beziehungsweise kein Kraftstoff eingespritzt Dabei werden die Ventile der abgeschalteten Zylinder geschlossen gehalten um Gaswechselverluste zu vermeiden Diese Massnahme konnte Ende der 1990er Jahre den Kraftstoffverbrauch um bis zu 15 reduzieren Je nach System kann entweder eine komplette Zylinderbank V Motoren oder auch einzelne Zylinder Einzelzylinderabschaltung abgeschaltet werden Eingesetzt wird das System vor allem wegen einer gewissen Mindestlaufruhe hauptsachlich bei Motoren mit mindestens acht Zylindern Aber auch in kleineren Motoren wie dem Dreizylinder EcoBoost Motor des Fiesta ST der achten Modellreihe mit 1 5 Liter Hubraum kommt sie zum Einsatz Bei Hybridantrieben wird der gesamte Verbrennungsmotor abgestellt und im Elektrobetrieb gefahren hier spricht man von einer Motorabschaltung Inhaltsverzeichnis 1 Funktionsweise 2 Einsatz in Kraftfahrzeugen 3 Weblinks 4 Literatur 5 EinzelnachweiseFunktionsweise BearbeitenZur Steuerung des Drehmoments werden zwei Verfahren angewendet Quantitats und Qualitatssteuerung Die vor allem bei homogenen Ottomotoren angewendete Quantitatssteuerung arbeitet weitestgehend mit einem konstanten Verhaltnis von Luft zu Kraftstoff Eine Reduzierung der Luftmenge fuhrt zu einer niedrigeren Kraftstoffmenge und so zu einem geringeren indizierten Drehmoment Bei konventionellen Motoren wird zur Reduktion der Luftmenge eine Drosselklappe eingesetzt Im niedrigen Lastbereich ist die Drosselklappe sehr weit geschlossen weshalb es zu Drosselverlusten kommt Die Luft wird durch die kleine Offnung blockiert und bremst so den Kolben ab Diese Abbremsung kann durch eine Erhohung der Kraftstoffmenge nur beschrankt kompensiert werden siehe stochiometrisches Kraftstoffverhaltnis Hier verschafft die Zylinderabschaltung Abhilfe Um bei der Abschaltung von einzelnen Zylindern das gleiche Drehmoment zu erhalten muss in den verbleibenden befeuerten Zylindern entsprechend mehr Benzin verbrannt werden Durch das fest vorgegebene Verbrennungsluftverhaltnis wird mehr Luft benotigt weshalb die Drosselklappe weiter geoffnet werden kann Die Drosselverluste sinken deswegen auch in diesen noch arbeitenden Zylindern und es kann etwas Kraftstoff gespart werden Weiterhin bestehen bleiben dabei die Reib und Pumpverluste der weiter mitlaufenden unbefeuerten Zylinder Die Qualitatssteuerung regelt das Verhaltnis von Luft und Kraftstoff Verbrennungsluftverhaltnis und bestimmt so das Drehmoment sie wird vorwiegend in Dieselmotoren eingesetzt Hier wird im Prinzip immer dieselbe Luftmenge verwendet und das Drehmoment durch die Regelung der direkt eingespritzten Brennstoffmenge kontrolliert Es gibt keine Drosselklappe Deswegen wird gerade im niedrigen Lastbereich der Verbrauchvorsprung von Dieselmotoren grosser Da bei Ottomotoren mit vollvariablem Ventiltrieb und bei Dieselmotoren das Drehmoment ohne Drosselklappe geregelt wird ist eine Zylinderabschaltung bei diesen Motortypen wenig effizient Einsatz in Kraftfahrzeugen BearbeitenGeneral Motors fuhrte die Zylinderabschaltung zum Modelljahr 1981 bei den 6 0 Liter grossen Achtzylindermotoren ein die in den Cadillac Modellen DeVille Fleetwood Brougham Eldorado und Seville zum Einsatz kamen Je nach Belastungssituation arbeiteten vier sechs oder acht Zylinder die Abschaltung erfolgte elektromechanisch 1 Die Zylinderabschaltung funktionierte vielfach nicht fehlerfrei und beschadigte wegen ihrer Defektanfalligkeit zu Beginn der 1980er Jahre den Ruf der Marke 2 3 Mercedes Benz hatte die Zylinderabschaltung in der 5 Liter V8 Version von S Klasse und CL M 113 Motor bis etwa 2005 optional angeboten Zuvor hatte man die Technik bereits in dem vergleichsweise kurzlebigen M 137 V12 Motor verwendet Die Mercedes Schwester AMG wollte den Verbrauch ihrer Modelle bis 2012 um 30 Prozent senken dafur brachten sie 2011 im Modell SLK 55 AMG einen neuen benzindirekteinspritzenden V8 Motor der eine weiterentwickelte Version der Zylinderabschaltung nutzt und dazu zeitweise nur mit vier Zylindern arbeitet 4 5 Auch im Mercedes E63 AMG 2017 wird wieder mit Zylinderabschaltung gearbeitet Weitere Hersteller die eine Zylinderabschaltung einsetzen sind seit 2005 die Hemi V8 Motoren 5 7 Liter Hubraum von Chrysler Jeep und Dodge Bei Honda wird die Technik teilweise sogar in Vierzylinder Motoren wie etwa im Honda Civic Hybrid eingesetzt GM verwendet sie unter dem Namen Active Fuel Management in diversen V8 und einige V6 Motoren Eines der entsprechend ausgestatteten Modelle ist der 2010 eingefuhrte Chevrolet Camaro SS Die Technik wird unter dem Begriff Active Cylinder Termination ACT seit 2012 auch bei Vierzylindermotoren des VW Konzerns eingesetzt 6 Seit 2012 setzt auch Audi im 4 0 Biturbo V8 eine Zylinderabschaltung ein und verbaut diese Motoren im Audi S6 Audi S7 Audi RS7 und Audi S8 Mit Einfuhrung des neuen Fiesta ST ab Fruhjahr 2018 erhalt der neue Dreizylinder Ford EcoBoost mit 1 5 Litern Hubraum ebenfalls eine Zylinderabschaltung Wenn im Teillastbetrieb Zylinder abgeschaltet werden spricht man auch von dynamischem Downsizing 7 Weblinks Bearbeiten nbsp Wiktionary Zylinderabschaltung Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme Ubersetzungen Zylinderabschaltung Spass mit acht sparen mit vier Handelsblatt 17 Juli 2009 Bosch Zylinderabschaltung Gleiche Leistung reduzierter Verbrauch Youtube 13 Marz 2013Literatur BearbeitenPeter A Wellers Hermann Strobel Erich Auch Schwelk Fachkunde Fahrzeugtechnik 5 Auflage Holland Josenhans Verlag Stuttgart 1997 ISBN 3 7782 3520 6 Einzelnachweise Bearbeiten Georg Amtmann Cadillac Lechner Verlag Genf 1990 ISBN 3 85049 071 8 S 45 Richard M Langworth Encyclopedia of American Cars 1930 1980 Beekman House New York 1984 ISBN 0 517 42462 2 S 95 Sanftes Stosschen www spiegel de 31 Mai 1981 abgerufen am 7 Marz 2022 Zylinderabschaltung Spass mit acht sparen mit vier Handelsblatt 17 Juli 2009 abgerufen am 1 Juni 2018 Tom Grunweg Geschafts Drucksache Mercedes E 63 AMG SPIEGEL ONLINE 22 Juli 2011 abgerufen am 1 Juni 2018 heise Autos VW bringt dem 1 4 TSI Zylinderabschaltung bei Rainer Golloch Downsizing bei Verbrennungsmotoren VDI Buch 2005 p 75 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Zylinderabschaltung amp oldid 233090804