Zylinderabschaltung in Benzinmotoren: Funktionsweise und spürbare Effekte
Erfahren Sie, wie moderne Benzinmotoren Zylinder temporär abschalten, um Kraftstoff zu sparen, welche Bedingungen die Aktivierung auslösen und welche Auswirkungen dies im täglichen Fahren haben kann.
Das Wichtigste
Die Zylinderabschaltung in Benzinmotoren unterbricht die Verbrennung in ausgewählten Zylindern bei niedriger Last, um den Kraftstoffverbrauch zu senken. Das System steuert Ventile und Einspritzung, um die Laufruhe zu erhalten, wobei die Ersparnis je nach Modell und Fahrbedingungen variiert.
Was bedeutet Zylinderabschaltung im Motor?
Die Zylinderabschaltung ist eine Motormanagement-Technologie, die die Verbrennung in bestimmten Zylindern unterbricht, wenn der Leistungsbedarf gering ist. Das Hauptziel besteht darin, den Benzinverbrauch zu senken, ohne auf die volle Motorleistung zu verzichten, wenn der Fahrer sie benötigt.
Im Gegensatz zum Start-Stopp-System, das den Motor vollständig abdreht, bleibt der Motor bei dieser Funktion laufen, arbeitet jedoch mit reduziertem effektivem Aufwand. Durch die Deaktivierung eines Teils der Zylinder arbeitet der Motor unter effizienteren Lastbedingungen für die aktuellen Fahrverhältnisse, wie etwa konstante Geschwindigkeit auf der Autobahn oder städtische Fahrten bei mittlerer Drehzahl.
Quellen dieses Abschnitts: RACE: Sistema de desconexión de cilindros ↗
Mechanik und elektronische Steuerung des Systems
Damit die Abschaltung effektiv und vibrationsarm erfolgt, koordiniert die Motorsteuerung (ECU) mehrere Systeme. In den ausgewählten Zylindern wird die Kraftstoffeinspritzung und die Zündung der Kerzen unterbrochen. Gleichzeitig hält das Ventiltrieb-System die Einlass- und Auslassventile dieser Zylinder geschlossen.
Wichtig ist, dass sich die Kolben der abgeschalteten Zylinder nicht stoppen. Sie bewegen sich weiterhin auf und ab, da sie mechanisch mit der Kurbelwelle verbunden sind. Durch das geschlossene Ventil wirkt die in der Brennkammer eingeschlossene Luft wie eine pneumatische Feder. Dies hilft, das dynamische Gleichgewicht des Motors aufrechtzuerhalten und Vibrationen zu reduzieren.
Die ECU analysiert in Echtzeit Parameter wie die geforderte Last, die Drehzahl, die Motortemperatur und den Zustand des Abgassystems. Nur wenn alle diese Werte die vordefinierten Kriterien erfüllen, gibt die Steuergerät die Umschaltung zwischen dem Vollbetrieb und der Zylinderabschaltung frei.
Quellen dieses Abschnitts: RACE: Sistema de desconexión de cilindros ↗ · Mi-Lexicon: Desactivación de cilindros ↗
- Unterbrechung der Einspritzung und Zündung in den inaktiven Zylindern.
- Schließen der Einlass- und Auslassventile, um die eingeschlossene Luft zu halten.
- Die Kolben bewegen sich weiter, um die Trägheit der Kurbelwelle zu erhalten.
- Die ECU steuert den Übergang so, dass er für den Fahrer unmerklich bleibt.
Aktivierungsbedingungen und Umsetzungsbeispiele
Die Aktivierung dieser Technologie hängt nicht nur von der Fahrzeuggeschwindigkeit ab, sondern von einer Kombination verschiedener Faktoren. Beispielsweise wird im 1.4 TSI-Motor von Volkswagen, der zu den ersten Serienmotoren mit dieser Technologie gehörte, die Abschaltung aktiviert, wenn die Motordrehzahl zwischen 1.400 und 4.000 U/min liegt und das geforderte Drehmoment zwischen 25 und 75 Nm beträgt.
In diesem spezifischen Fall schaltet das System temporär zwei der vier Zylinder ab (in der Regel die Zylinder 2 und 3 im ACT-System von Volkswagen). Dies ermöglicht es dem Motor, im '2-Zylinder-Modus' mit einem maximalen Drehmoment von 100 Nm zu arbeiten, was ausreicht, um die Geschwindigkeit ohne abruptes Beschleunigen aufrechtzuerhalten.
Jeder Hersteller und jedes Modell hat eigene Schwellenwerte und Logiken für die Aktivierung. Daher ist es entscheidend, die technische Dokumentation des jeweiligen Fahrzeugs zu konsultieren, um zu erfahren, unter welchen genauen Bedingungen die Abschaltung in Ihrem Fall aktiviert wird.
| Parameter | Aktivierungsbereich |
|---|---|
| Motordrehzahl | 1.400 - 4.000 U/min |
| Gefordertes Drehmoment | 25 - 75 Nm |
| Abgeschaltete Zylinder | 2 von 4 (Zylinder 2 und 3) |
| Max. Drehmoment im 2-Zylinder-Modus | 100 Nm |
Quellen dieses Abschnitts: Volkswagen: Presentación de la Desconexión Selectiva de Cilindros ↗ · Seat Leon FR: ACT y el síndrome de los 2 cilindros ↗
Was beim Fahren spürbar sein kann
Das Design dieser Systeme zielt darauf ab, dass der Übergang zwischen dem Betrieb mit allen Zylindern und der Abschaltung unmerklich ist. Die fortschrittliche elektronische Steuerung ermöglicht es, den Lastwechsel sehr schnell und sanft durchzuführen, wodurch Vibrationen oder abrupte Änderungen des Motorgeräuschs vermieden werden.
Allerdings können einige Fahrer einen leichten Unterschied in der Motorreaktion beim Gaswegnehmen bemerken. Da die Ventile in den inaktiven Zylindern geschlossen bleiben, wirkt die komprimierte Luft wie eine Feder. Dies kann die Motorengelwirkung (Bremswirkung durch Trägheit) im Vergleich zu einem Motor mit allen aktiven Zylindern leicht reduzieren. Dies ist besonders bei sanften Abfahrten oder beim Gaswegnehmen auf der Autobahn wahrnehmbar.
In den meisten alltäglichen Fahrsituationen ist der Effekt minimal, und die Priorität des Systems liegt auf dem Erhalt von Komfort und Effizienz.
Quellen dieses Abschnitts: Mi-Lexicon: Desactivación de cilindros ↗ · Seat Leon FR: ACT y el síndrome de los 2 cilindros ↗
Verbrauch, Emissionen und Grenzen der Ersparnis
Die Zylinderabschaltung verschiebt den Arbeitspunkt der aktiven Zylinder in einen Bereich mit höherer Last, was ihre thermodynamische Effizienz optimiert. Dies führt zu einer Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs, obwohl die Ersparnis nicht fest oder universell ist.
Volkswagen beispielsweise meldete eine Reduktion von 0,4 l/100 km im NEDC-Zyklus für den 1.4 TSI-Motor mit dieser Technologie. In Kombination mit dem Start-Stopp-System kann die Ersparnis bis zu 0,6 l/100 km betragen. Diese Werte sind spezifisch für dieses Modell und diesen Prüfzyklus; andere Motoren und reale Fahrbedingungen können unterschiedliche Ergebnisse liefern.
Es ist wichtig, diese Zahlen nicht zu verallgemeinern. Die tatsächliche Ersparnis hängt von der Basiseffizienz des Motors, der Aerodynamik des Fahrzeugs, dem Fahrstil und den Verkehrsbedingungen ab. Die Technologie ist nur ein Werkzeug innerhalb eines Effizienzpakets, das auch die Abgassteuerung und die Optimierung der Verbrennung umfasst.
Quellen dieses Abschnitts: Volkswagen: Presentación de la Desconexión Selectiva de Cilindros ↗ · Mi-Lexicon: Desactivación de cilindros ↗
- Die Ersparnis hängt von der Last und der Drehzahl ab, bei der die Abschaltung aktiviert wird.
- Laborwerte (wie NEDC) werden im realen Fahren nicht immer exakt reproduziert.
- Die Technologie ergänzt, ersetzt aber nicht andere Effizienzmaßnahmen wie Start-Stopp oder Aerodynamik.
Wie Sie die Technologie in Ihrem Fahrzeug identifizieren
Wenn Sie den Kauf eines Fahrzeugs mit dieser Technologie in Betracht ziehen, ist es nützlich, deren Vorhandensein in der offiziellen Herstellerdokumentation zu überprüfen. Suchen Sie in der technischen Datenblatt oder im Benutzerhandbuch nach Begriffen wie 'Selektive Zylinderabschaltung', 'ACT' (Active Cylinder Technology) oder 'Zylinderdeaktivierung'.
Nicht alle Benzinmotoren mit vier oder mehr Zylindern verfügen über diese Funktion. Ihre Verfügbarkeit hängt von Marke, Modell, Generation und Markt ab. Beim Vergleich von Fahrzeugen sollten Sie bedenken, dass diese Technologie nur einer der Faktoren ist, die den Gesamtverbrauch beeinflussen, neben Leistung, Gewicht und Getriebe.
Quellen dieses Abschnitts: RACE: Sistema de desconexión de cilindros ↗
Schaltet die Zylinderabschaltung den Motor vollständig ab?
Nein. Im Gegensatz zum Start-Stopp-System hält die Zylinderabschaltung den Motor in Betrieb. Sie unterbricht nur die Verbrennung in einigen Zylindern, während sich die Kolben weiterbewegen, um die Trägheit der Kurbelwelle aufrechtzuerhalten.
In welchen Situationen wird die Zylinderabschaltung aktiviert?
Sie wird in der Regel bei niedriger Last und mittlerer Drehzahl aktiviert, wie bei konstanter Geschwindigkeit auf der Autobahn oder im Stadtverkehr ohne abruptes Beschleunigen. Die genauen Parameter (U/min und Drehmoment) variieren je nach Modell.
Kann ich die Zylinderabschaltung beim Fahren bemerken?
In den meisten Fällen ist der Übergang so gestaltet, dass er unmerklich bleibt. Einige Fahrer können eine leichte Reduzierung der Motorengelwirkung beim Gaswegnehmen bemerken, aber das System priorisiert Laufruhe und Komfort.
Wie viel Kraftstoffeinsparung kann ich erwarten?
Die Ersparnis variiert je nach Modell und Fahrbedingungen. Als Referenz haben einige Hersteller Reduktionen von 0,4 bis 0,6 l/100 km im Prüfzyklus gemeldet, aber die tatsächliche Ersparnis hängt von mehreren Faktoren ab.
