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Technik  Technik: Zylinderabschaltung

Halbe Portion



Das Prinzip der guten alten Zylinderabschaltung kommt zurück. Allen voran wollen Audi, Volkswagen und Mercedes-Benz mit dem Kurzurlaub für einzelne Brennkammern die Verbräuche senken.

 
 Zylinderabschaltung
  
 Zylinderabschaltung  - Foto: Hersteller  Zylinderabschaltung - Foto: Hersteller  Zylinderabschaltung - Foto: Hersteller  Zylinderabschaltung - Foto: Hersteller  Zylinderabschaltung - Foto: Hersteller  Zylinderabschaltung - Foto: Hersteller

Bereits in den 80er und 90er Jahren hatten gerade Luxushersteller mit der Zylinderabschaltung den Durst ihrer großvolumigen Motoren in den Griff bekommen wollen. Prominenteste Modelle damit waren die Mercedes S-Klasse oder die großen 7er-/8er-Modellreihe von BMW. Von den deutschen Herstellern hielt einzig Mercedes lange Zeit an der Zylinderabschaltung fest. In den USA war und ist die temporäre Abschaltung einzelner Brennkammern deutlich weiter verbreitet. Unter anderem sind die Achtzylindermodelle der Chrysler-Group damit ausgestattet.

Dabei ist der Nutzen der aufwendigen Technik nicht unumstritten. Zahlreiche Motorenentwickler halten die Einsparungen angesichts des großen technischen Aufwands am Triebwerk für zu gering. Ein nicht zu unterschätzendes Problem war zudem der Kunde. Viele, die sich für einen PS-starken Achtzylinder entscheiden, wollten diese Kraft auch ständig zur Verfügung wissen. Heißt: Wenn schon acht Zylinder, dann auch immer den vollen Klang und die volle Leistung – egal ob benötigt oder nicht.

Heute ist das anders: Die neuen Zylinderabschaltungen geben mit Anzeigen in den Instrumententrägern selbstbewusst bekannt, dass sie ihren Job begonnen haben und nun nur noch ein Teil des Motors arbeitet. Effizienz scheint hoffähig geworden.

Audi macht die Zylinderabschaltung nun besonders provokant und bringt sie in der neuen Generation des S8, der auf der IAA seine Weltpremiere feiert und im Frühjahr 2012 auf den Markt kommen soll. War der alte S8 mit einem ebenso leistungsstarken wie soundgewaltigen Zehnzylinder mit 5,2 Litern Hubraum bestückt, so muss die neue Generation mit acht Brennkammern und nur vier Litern Volumen auskommen. Die Leistung beträgt 382 kW/520 PS, wobei der Normverbrauch bei verbesserten Fahrleistungen von 13,2 Liter auf 10,2 Liter sank - ein Minus von eindrucksvollen 23 Prozent.

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Halber Verbrauch
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Neben dem Topmodell S8 werden auch die kleineren Modelle S6 und S7 mit dem neuen Achtzylinder ausgestattet sein. Hier holt das Triebwerk durch seine doppelte Turboaufladung immerhin noch 309 kW/420 PS. Der Verbrauch sinkt dabei auf unter zehn Liter, weil im Teillastbetrieb nur die Brennkammern eins, vier, sechs und sieben arbeiten müssen. "Die Zylinderabschaltung arbeitet bei uns zwischen dem dritten und achten Gang, wenn die Drehzahl zwischen 960 und 3.500 Touren liegt und das Kühlwasser über 30 Grad erwärmt ist", erklärt Audi-Entwickler Christian Brinkmann.

Der neue Vierliter-V8 kommt zudem im Bentley Continental zum Einsatz, wo er den Verbrauch im Vergleich zum bisherigen V12 um fast die Hälfte reduziert. "Das Beste ist, dass die Zylinderabschaltung im realen Betrieb mehr als beim Fahren im Normzyklus bringt", unterstreicht Brinkmann. Andere Achtzylinder dürften dem leistungsstarken Topmodell S8 folgen. Das Ingolstädter Entwickler-Team wird nicht müde zu erwähnen, dass der Zylinderabschaltung im Hause Audi noch eine "große Karriere" bevorsteht. Im nächsten Schritt dürften Vierzylinder mit Turboaufladung anstehen.

Damit dem Kunden der Unterschied zwischen der Fahrt mit vier oder mit acht Zylindern nicht unangenehm auffällt, wurden beim S8 unter anderem aktive Motorlager und eine daueraktive Endstufe verbaut, die für einen sonoren Klang sorgt. Drehzahl, Geschwindigkeit, Innengeräusch und Sitzbelegung geben Sensoren Informationen darüber, welche Geräusche gefiltert oder verstärkt werden.

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Kontrollierter Effekt
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Auch Mercedes holt die Technik wieder aus der Schublade heraus. Zur Überraschung vieler bekam der Mercedes SLK 55 AMG, der auf der IAA ebenfalls seine Publikumspremiere feiert, zwar einen Achtzylinder mit ordentlich Schub unter der Haube, jedoch keine Turboaufladung wie seine Brüder E 63 AMG oder der CLS 63 AMG. Der V8-Sauger mit 310 KW/422 PS und 540 Nm ist eng mit dem 2010 vorgestellten V8-Biturbomotor verwandt, der die größeren AMG-Modelle antreibt.

Der Direkteinspritzer verfügt über eine Zylinderabschaltung, wenn der Fahrer per Knopfdruck auf der Mittelkonsole den "Controled Efficiency"-Modus wählt: Im Teillastbereich zwischen 800 und 3.600 Touren werden die Zylinder zwei, drei, fünf und acht abgeschaltet. Damit werde sich der Durst des V8-Motors deutlich reduzieren, verspricht AMG. Im Vierzylindermodus stehen noch 230 Newtonmeter Drehmoment parat.

Der Übergang vom Vier- in den Achtzylindermodus soll auch hier für den Fahrer völlig unbemerkt und bei 3600 Umdrehungen binnen 30 Millisekunden von statten gehen. Im Instrumentenbrett sieht man anhand der Symbole "Eco4" und "Eco8", ob es gerade in vier oder acht Töpfen brodelt. Im Sportmodus und im manuellen Modus ist die Zylinderabschaltung außer Funktion.

Der SLK AMG soll dank Zylinderabschaltung, Start-Stopp-Automatik und anderer Maßnahmen einen Durchschnittsverbrauch von 8,4 Litern pro 100 Kilometer erzielen. Damit bewegt sich der V8 auf dem Verbrauchsniveau eines BMW Z4 mit Sechszylinder oder eines Audi TT Roadster mit Turbo-Vierzylinder.

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Zwei von vier
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Die Technik der Zylinderabschaltung wurde bereits von diversen Herstellern eingesetzt - wenn auch nicht mit durchschlagendem Erfolg. In der Formel 1 stellt die Elektronik die Kraftstoffeinspritzung für einige Zylinder in bestimmten Situationen ebenfalls ab - zum Beispiel beim Boxenstopp oder in Safety Car-Phasen.

Gemeinhin gibt es die Technik bisher bei Fahrzeugen mit acht und zwölf Brennkammern. Volkswagen geht jedoch einen anderen Weg. So verfügt auch der neue Vierzylinder im VW Golf 1.4 TSI mit seinen 103 KW/140 PS ab kommendem Frühjahr über eine Zylinderabschaltung. Arbeitet der 1,4 Liter große Turbobenziner mit Direkteinspritzung im unteren und mittleren Drehzahlbereich, werden zwei Brennkammern still gelegt und das Kompaktklassemodell läuft auf zwei Töpfen.

Im offiziellen Fahrzyklus reduziert das den Verbrauch um 0,4 Liter auf 100 Kilometern. Die Start-Stopp-Automatik spart weitere 0,2 Liter Kraftstoff ein. Bei 50 km/h im dritten oder vierten Gang ergibt sich eine Einsparung von nahezu einem Liter auf 100 Kilometern. Die Zylinderabschaltung wird immer dann aktiv, wenn die Drehzahl des VW Golf 1.4 TSI zwischen 1.400 und 4.000 U/min und das Drehmoment zwischen 25 und 75 Nm liegt.

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Fotos: Hersteller

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