Zylinderabschaltung
TechnologieDurchschnittspreis
Inclus
Die Zylinderabschaltung, auch bekannt unter Handelsbezeichnungen wie 'Cylinder on Demand' (COD) oder 'Active Cylinder Technology' (ACT), ist eine fortschrittliche Motorentechnologie zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz von Verbrennungsmotoren, primär bei Ottomotoren. Das Prinzip besteht darin, den Betrieb einer bestimmten Anzahl von Zylindern vorübergehend zu unterbrechen, wenn der Motor nur gering belastet wird. Unter solchen Fahrbedingungen, wie bei konstanter Autobahngeschwindigkeit oder im ruhigen Stadtverkehr, ist die volle Motorleistung nicht erforderlich. Das Motormanagementsystem deaktiviert daraufhin die Kraftstoffeinspritzung und den Ventilhub für die Hälfte der Zylinder (zum Beispiel 2 von 4 oder 4 von 8). Der Motor arbeitet somit wie ein Motor mit kleinerem Hubraum, wodurch Drosselverluste reduziert und der Wirkungsgrad der verbleibenden Zylinder optimiert wird, die unter höherer und somit effizienterer Last arbeiten. Der Übergang zwischen den Modi wird elektronisch für den Fahrer unmerklich gesteuert, was einen optimalen Fahrkomfort ohne Vibrationen oder Ruckeln gewährleistet. Diese Technologie stellt eine geniale Lösung dar, um Leistungsbereitschaft auf Abruf und kontrollierten Verbrauch miteinander zu vereinbaren.
Vorteile
- ✓Signifikante Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs
- ✓Senkung der CO2-Emissionen und anderer Schadstoffe
- ✓Optimierung des Motorwirkungsgrads bei gering Last
- ✓Nahtloser und für den Fahrer unmerklicher Übergang
Mehr erfahren
Was ist die Zylinderabschaltung?
Die Zylinderabschaltung ist ein intelligentes System in modernen Verbrennungsmotoren, das darauf abzielt, Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemissionen zu reduzieren. Das Prinzip ist einfach: Wenn das Fahrzeug nicht die volle Leistung seines Motors benötigt, schaltet das System einen Teil der Zylinder vorübergehend ab. Der Motor arbeitet dann mit reduziertem Hubraum, was seinen Verbrauch senkt. Diese Technologie, die früher großen V8- oder V12-Motoren vorbehalten war, hat sich etabliert und findet sich heute auch bei gängigeren Motoren wie Vierzylindern unter verschiedenen Bezeichnungen wie Cylinder on Demand (COD) oder Active Cylinder Management (ACT).
Wie funktioniert die Zylinderabschaltung?
Die Funktionsweise dieses Systems basiert auf einer sehr präzisen elektronischen Motorsteuerung. Das Motorsteuergerät (ECU) analysiert permanent Dutzende von Parametern: Fahrgeschwindigkeit, Motordrehzahl, Gaspedalstellung, geforderte Last usw. Sind die Bedingungen für eine Fahrt bei gering Last erfüllt (konstante Geschwindigkeit, leichtes Beschleunigen, Talfahrt), sendet das Steuergerät den Befehl zur Abschaltung bestimmter Zylinder.
Die Abschaltung erfolgt auf zwei gleichzeitige Arten:
- Kraftstoffabschaltung: Die Einspritzdüse des betroffenen Zylinders hört auf, Kraftstoff in den Brennraum zu fördern.
- Ventilabschaltung: Ein komplexer Mechanismus, der oft aus elektromechanischen Aktuatoren an der Nockenwelle besteht, verhindert das Öffnen der Ein- und Auslassventile. Der Kolben bewegt sich weiterhin auf und ab, aber die im Zylinder eingeschlossene Luft wirkt wie eine pneumatische Feder, wodurch Energieverluste (Pumpverluste) minimiert werden.
Sobald der Fahrer durch Drücken des Gaspedals mehr Leistung anfordert, reaktiviert das System die Zylinder innerhalb weniger Millisekunden. Der Übergang ist so schnell und sanft, dass er für die Insassen des Fahrzeugs in der Regel völlig unmerklich ist.
Welche Vorteile bietet diese Technologie?
Das Hauptinteresse der Zylinderabschaltung ist ökonomischer und ökologischer Natur.
- Kraftstoffeinsparung: Da nur die absolut notwendige Anzahl an Zylindern betrieben wird, verbraucht der Motor weniger. Die Einsparungen können im kombinierten Zyklus bis zu 0,5 l/100 km betragen und bei konstanter Autobahngeschwindigkeit 1 l/100 km übersteigen.
- Emissionsreduzierung: Weniger verbrannter Kraftstoff bedeutet weniger CO2-Emissionen, das wichtigste Treibhausgas. Dies hilft den Herstellern, immer strengere Umweltnormen einzuhalten.
- Wirkungsgradoptimierung: Ein Motor arbeitet effizienter, wenn er unter höherer Last betrieben wird. Durch die Zylinderabschaltung arbeiten die verbleibenden Zylinder intensiver, um die Geschwindigkeit zu halten, wodurch sie in einen optimalen Wirkungsgradbereich gelangen.
- Erreichten Komfort bewahren: Die Ingenieure haben intensiv daran gearbeitet, Vibrationen und potenzielle Ruckler beim Übergang zu eliminieren. Dank Zweimassenschwungrädern, aktiven Motorlagern und einer präzisen elektronischen Steuerung ist der Wechsel von einem Modus zum anderen nicht spürbar.
Eine zukunftsweisende Technologie für den Verbrennungsmotor
Angesichts der zunehmenden Elektrifizierung des Fahrzeugbestands entwickelt sich der Verbrennungsmotor weiter, um sparsamer und sauberer zu werden. Die Zylinderabschaltung ist eine von vielen Innovationen – ebenso wie das Start-Stopp-System oder die Mild-Hybridisierung –, die dazu beitragen, seine Relevanz zu verlängern. Sie zeigt, dass es nach wie vor möglich ist, den Wirkungsgrad von Verbrennungsmotoren zu optimieren, und bietet einen intelligenten Kompromiss zwischen jederzeit verfügbarer Leistung und einem im Alltag kontrollierten Verbrauch.
Kompatible Marken
Zugehörige Ausstattung
Variabler Hubraum
Der variable Hubraum, auch bekannt als Zylinderabschaltung (Cylinder Deactivation oder Cylinder on Demand – CoD), ist eine Verbrennungsmotorentechnologie zur Verbesserung des Kraftstoffwirkungsgrads. Das Prinzip besteht darin, einen Teil der Motorzylinder vorübergehend zu deaktivieren, wenn die volle Leistung nicht benötigt wird, wie etwa bei konstanter Reisegeschwindigkeit oder geringer Last. Durch das Unterbrechen der Kraftstoffeinspritzung sowie das Schließen der Ein- und Auslassventile der betroffenen Zylinder arbeitet der Motor mit einem reduzierten effektiven Hubraum. Dies verringert die Pump- und Reibungsverluste und zwingt die verbleibenden Zylinder, in einem optimaleren Lastbereich zu arbeiten, in dem ihr Wirkungsgrad am höchsten ist. Der Übergang zwischen dem Modus mit voller Kapazität und dem Sparmodus wird elektronisch gesteuert und ist für den Fahrer völlig unmerklich. Ursprünglich großen Motoren (V8, V12) vorbehalten, hat sich diese Technologie inzwischen etabliert und findet sich heute auch in kleineren 3- oder 4-Zylinder-Motoren, was aktiv zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen moderner Fahrzeuge beiträgt.
Eco-Modus
Der Eco-Modus, je nach Hersteller auch unter Bezeichnungen wie 'Efficiency' oder 'Eco Pro' bekannt, ist eine bei modernen Fahrzeugen – ob Verbrenner, Hybrid oder Elektro – zunehmend verbreitete Funktion. Er ist in den Fahrmodusschalter integriert und verfolgt das Hauptziel, den Kraftstoff- oder Energieverbrauch durch die Optimierung verschiedener Fahrzeugsysteme zu senken. Dazu greift er in mehrere Schlüsselparameter ein. Das Ansprechverhalten des Gaspedals wird gedämpft, sodass ein stärkerer Druck erforderlich ist, um dieselbe Beschleunigung wie im Normal- oder Sportmodus zu erzielen. Auch die Steuerung des Automatikgetriebes wird angepasst, um früher und bei niedrigeren Drehzahlen in höhere Gänge zu schalten. Darüber hinaus kann der Eco-Modus die Leistung bestimmter Großverbraucher wie der Klimaanlage oder der Sitzheizung reduzieren. Bei elektrifizierten Fahrzeugen maximiert er die regenerative Bremse, um beim Verzögern mehr Energie zurückzugewinnen. Er ist ein wertvolles Hilfsmittel für eine ruhige und sparsame Fahrweise, besonders effektiv im Stadtverkehr und auf der Autobahn bei konstanter Geschwindigkeit.
Direkteinspritzung
Die Direkteinspritzung ist eine Motorentechnologie, bei der der Kraftstoff unter sehr hohem Druck direkt in den Brennraum jedes Zylinders eingespritzt wird, anstatt wie bei der Saugrohreinspritzung in den Ansaugkrümmer. Diese Methode ermöglicht eine extrem präzise Steuerung des Luft-Kraftstoff-Gemischs sowohl hinsichtlich der Dosierung als auch des Einspritzzeitpunkts. Durch das Zerstäuben des Kraftstoffs direkt im Zylinder wird eine effizientere Verdampfung und ein Kühleffekt erzielt, der die Dichte der Ansaugluft erhöht. Dies ermöglicht die Verwendung eines höheren Verdichtungsverhältnisses ohne Klopfgefahr, was zu einer vollständigeren und effizienteren Verbrennung führt. Ursprünglich bei Dieselmotoren (mit der Common-Rail-Technologie) populär gemacht, hat sich die Direkteinspritzung im Rahmen von Downsizing-Strategien bei modernen Benzinmotoren (GDI, FSI, THP usw.) weitgehend durchgesetzt. Sie ist zu einer technologischen Säule für Hersteller geworden, die versuchen, immer strengere Anforderungen an Leistung, Kraftstoffverbrauch und Reduzierung der Schadchemitte (Schadstoffemissionen) miteinander zu vereinbaren.
Start-Stopp-Automatik
Das Start-Stopp-System, auch bekannt als automatische Motorabschaltung und -wiederstart, ist eine Technologie, die entwickelt wurde, um den Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemissionen von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor zu reduzieren. Ihr Funktionsprinzip ist einfach: Sie schaltet den Motor automatisch ab, wenn das Fahrzeug länger steht, zum Beispiel an einer roten Ampel oder in einem Stau, und startet ihn sofort wieder, sobald der Fahrer weiterfahren möchte. Bei einem Schaltgetriebe schaltet sich der Motor ab, wenn der Leerlauf eingelegt und das Kupplungspedal losgelassen wird. Er startet wieder, sobald der Fahrer erneut die Kupplung drückt. Bei einem Automatikgetriebe wird das System aktiviert, wenn das Fahrzeug bei gedrücktem Bremspedal zum Stillstand kommt, und startet wieder, sobald dieses losgelassen wird. Diese Technologie basiert auf verstärkten Komponenten, insbesondere einem robusteren Anlasser und einer robusteren Batterie (häufig vom Typ AGM oder EFB), die im Vergleich zu einem herkömmlichen System eine deutlich höhere Anzahl von Startzyklen bewältigen können. Ein intelligentes Steuergerät verwaltet das Ganze und stellt sicher, dass die optimalen Bedingungen (Motortemperatur, Batterieladung usw.) erfüllt sind, bevor der Motor abgeschaltet wird, wodurch Sicherheit und Komfort gewährleistet werden.