Was ist eine Zylinderabschaltung?

In diesem Artikel befassen wir uns eingehend mit der Zylinderabschaltung, einer fortschrittlichen Technologie in modernen Verbrennungsmotoren. Wir erläutern, wie diese innovative Methode dazu beiträgt, den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren und Emissionen zu senken, indem sie in bestimmten Fahrsituationen gezielt Zylinder deaktiviert. Anhand von präzisen Erklärungen verstehen Sie die Funktionsweise, die Vorteile und die Anwendungsbereiche dieser Technik. Zudem werden häufig gestellte Fragen beantwortet, um ein umfassendes Bild dieser effizienzsteigernden Maßnahme zu vermitteln.

Definition

Die Zylinderabschaltung ist eine Technologie in Verbrennungsmotoren, vor allem in Ottomotoren, die den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen reduziert. Sie wird bei Motoren mit mehreren Zylindern eingesetzt, wie bei Vier-, Sechs- oder Achtzylindermotoren. Die Technik deaktiviert zeitweise einige Zylinder, indem sie die Kraftstoffzufuhr und Ventilbetätigung unterbricht, besonders in Situationen mit geringerem Leistungsbedarf, wie bei gleichmäßiger Fahrt oder im Stadtverkehr. Durch die Abschaltung wird der Kraftstoffverbrauch verringert, da der Motor effizienter arbeitet. Die Hauptvorteile sind die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen, was zur Umweltfreundlichkeit und Wirtschaftlichkeit beiträgt. Zylinderabschaltung findet vor allem in größeren Motoren Anwendung, die in Luxusfahrzeugen, Sportwagen und SUVs zu finden sind. Sie ist eine wichtige Technik zur Effizienzsteigerung und Emissionsreduzierung in modernen Verbrennungsmotoren und ermöglicht es, die Vorteile leistungsstarker Motoren mit minimiertem Kraftstoffverbrauch in weniger leistungsintensiven Phasen zu verbinden.

Aufgabe

Die Hauptaufgabe der Zylinderabschaltung in Autos besteht darin, den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen des Motors zu reduzieren, indem sie in bestimmten Betriebssituationen einige Zylinder des Motors temporär deaktiviert.

In Phasen, in denen der volle Leistungsumfang des Motors nicht benötigt wird, wie beispielsweise bei gleichmäßiger Fahrt auf der Autobahn oder im Stadtverkehr, schaltet die Zylinderabschaltung einen Teil der Zylinder ab. Diese Zylinder verbrennen keinen Kraftstoff und tragen nicht zur Leistungserzeugung bei. Das Ergebnis ist ein effizienterer Betrieb des Motors mit weniger Kraftstoffverbrauch und reduzierten Emissionen.

Wenn mehr Leistung erforderlich ist, etwa beim Beschleunigen oder Bergauffahren, werden die zuvor deaktivierten Zylinder schnell und reibungslos wieder aktiviert, sodass der Motor seine volle Leistung zur Verfügung stellen kann.

Zusammengefasst optimiert die Zylinderabschaltung den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen von Fahrzeugen, indem sie einen effizienteren Motorbetrieb in weniger leistungsintensiven Phasen ermöglicht, ohne dabei auf die volle Leistungsfähigkeit des Motors in anspruchsvolleren Situationen verzichten zu müssen.

Funktion

Die Funktionsweise der Zylinderabschaltung in Verbrennungsmotoren, insbesondere in Ottomotoren, beruht auf der temporären Deaktivierung einiger Zylinder, um den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen zu reduzieren. Diese Technologie wird hauptsächlich in Motoren mit mehreren Zylindern eingesetzt. Hier ist eine detaillierte Beschreibung des Prozesses:

• Auswahl der zu deaktivierenden Zylinder: Der Motorsteuerung ist es möglich, bestimmte Zylinder auszuwählen, die abgeschaltet werden sollen. In der Regel werden diese so gewählt, dass der Motor trotz der Abschaltung eine optimale Balance und Laufruhe behält.
• Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr: Sobald die Zylinder ausgewählt sind, wird die Kraftstoffzufuhr zu diesen Zylindern gestoppt. Das bedeutet, dass keine Verbrennung in den deaktivierten Zylindern stattfindet.
• Steuerung der Ventilbewegung: Gleichzeitig mit der Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr werden auch die Einlass- und Auslassventile der betroffenen Zylinder stillgelegt. In einigen Systemen bleiben die Ventile geschlossen, in anderen werden sie in einer neutralen Position gehalten, um keinen unnötigen Widerstand im Motor zu erzeugen.
• Motorbetrieb mit reduzierter Zylinderzahl: Der Motor läuft weiter, allerdings nur mit den aktiven Zylindern. Dies reduziert den Kraftstoffverbrauch, da weniger Zylinder Kraftstoff benötigen.
• Reaktivierung der Zylinder: Wenn der Fahrer mehr Leistung verlangt, zum Beispiel beim Beschleunigen, werden die deaktivierten Zylinder schnell wieder aktiviert. Die Kraftstoffzufuhr und die Ventilbewegungen werden wiederhergestellt, sodass der Motor seine volle Leistung entfalten kann.

Diese Technologie ermöglicht es, in Situationen mit geringem Leistungsbedarf – wie bei gleichmäßiger Fahrt oder im Stadtverkehr – Kraftstoff zu sparen, indem sie einen Teil der Zylinder vorübergehend abschaltet. Sobald jedoch mehr Leistung erforderlich ist, werden alle Zylinder wieder aktiviert, um die benötigte Leistung zu erbringen.

Vorteile

Die Zylinderabschaltung bietet mehrere Vorteile, insbesondere in Bezug auf Effizienz, Umweltfreundlichkeit und Kosten:

• Kraftstoffeffizienz: Der Hauptvorteil der Zylinderabschaltung liegt in der signifikanten Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs. Indem ein Teil der Zylinder in Phasen geringerer Leistungsanforderung deaktiviert wird, muss der Motor weniger Kraftstoff verbrennen, was zu einer spürbaren Senkung des Verbrauchs führt.
• Emissionsreduktion: Mit dem verringerten Kraftstoffverbrauch gehen auch niedrigere Emissionen einher, insbesondere CO2-Emissionen. Dies trägt zu einer geringeren Umweltbelastung bei und hilft, die Einhaltung von Emissionsnormen und Umweltstandards zu erleichtern.
• Verbesserte Motorlebensdauer: Durch die zeitweise Reduzierung der Arbeitslast können die mechanische Belastung und der Verschleiß des Motors verringert werden, was potenziell zu einer längeren Lebensdauer des Motors führen kann.
• Flexibilität: Die Zylinderabschaltung ermöglicht es, größere und leistungsstärkere Motoren effizienter zu nutzen. Fahrzeuge können so bei Bedarf hohe Leistung erbringen, aber im Alltagsbetrieb Kraftstoff und Emissionen sparen.
• Kostenersparnis: Durch den verringerten Kraftstoffverbrauch können die Betriebskosten des Fahrzeugs gesenkt werden, was insbesondere bei steigenden Kraftstoffpreisen von Vorteil ist.
• Fahrkomfort: Moderne Zylinderabschaltungssysteme arbeiten in der Regel nahtlos und unauffällig, ohne dass der Fahrer einen Unterschied im Fahrverhalten oder in der Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs bemerkt.

Häufig gestellte Fragen (FAQs) zur Zylinderabschaltung

Was passiert genau in einem Motor während der Zylinderabschaltung?

Während der Zylinderabschaltung wird die Kraftstoffeinspritzung zu bestimmten Zylindern gestoppt, und die Ventilbetätigung dieser Zylinder wird deaktiviert. Dies führt dazu, dass diese Zylinder temporär außer Betrieb gesetzt werden, wodurch der Kraftstoffverbrauch und die Emissionen reduziert werden, während der Motor mit weniger Zylindern weiterläuft.

Wird die Leistung des Autos durch Zylinderabschaltung beeinträchtigt?

In der Regel wird die Leistung des Fahrzeugs durch die Zylinderabschaltung nicht beeinträchtigt. Die Technologie ist so konzipiert, dass sie nur in Phasen geringerer Leistungsanforderung aktiv wird. Bei Bedarf, wie z.B. beim Beschleunigen, werden alle Zylinder sofort reaktiviert, um die volle Leistung zu erbringen.

Ist die Zylinderabschaltung in allen Fahrsituationen aktiv?

Nein, die Zylinderabschaltung wird hauptsächlich in Situationen mit konstanter Geschwindigkeit oder geringer Last, wie beim Fahren auf der Autobahn oder im Stadtverkehr, aktiviert. Bei höherem Leistungsbedarf, wie beim Beschleunigen oder Bergauffahren, werden alle Zylinder genutzt.

Kann die Zylinderabschaltung zu einem ungleichmäßigen Motorlauf führen?

Moderne Systeme zur Zylinderabschaltung sind so entwickelt, dass sie nahezu unmerklich arbeiten. Die Übergänge zwischen aktivierten und deaktivierten Zylindern sind in der Regel so fein abgestimmt, dass der Fahrer kaum einen Unterschied im Motorlauf spürt.

Wie wirkt sich die Zylinderabschaltung auf die Wartung des Autos aus?

Die Zylinderabschaltung hat normalerweise keinen signifikanten Einfluss auf den Wartungsaufwand des Fahrzeugs. Moderne Systeme sind für Langlebigkeit und Zuverlässigkeit konzipiert. Allerdings sollten Fahrzeuge mit dieser Technologie gemäß den Empfehlungen des Herstellers gewartet werden.

Kann die Zylinderabschaltung nachträglich in ein Fahrzeug eingebaut werden?

Ein nachträglicher Einbau der Zylinderabschaltung ist in der Regel nicht möglich, da dies eine umfassende Anpassung des Motors und des Motorsteuerungssystems erfordern würde. Diese Technologie ist in der Regel fest in die Konstruktion und Programmierung des Motors integriert.

Weiterführende Informationen

1. H. Eichlseder, M. Klüting, W. Piock, Grundlagen und Technologien des Ottomotors, Springer Science & Business Media, 2008, https://books.google.de/books?id=WchhuXBbFXEC&newbks=1&newbks_redir=0&printsec=frontcover&hl=de&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false
2. H. Faust, M. Scheidt – Möglichkeiten und Grenzen der Zylinderabschaltung im Antriebsstrang, MTZ-Motortechnische Zeitschrift, Springer, 2016, https://doi.org/10.1007/s35146-016-0072-x
3. Motorinstandsetzung: Ablauf & Preise im Überblick