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Motor und Antrieb

Der 0- bis 8-Zylinder

Zulieferer Delphi entwickelt zusammen mit dem IT-Spezialisten Tula ein System zu einer variablen Zylinderabschaltung, und verspricht damit ein höheres Sparpotenzial und mehr Laufruhe.

Spätestens seit den Ölkrisen in den 70er Jahren steht das Thema Spritsparen ganz oben auf der Agenda der Automobilhersteller. Und schon damals, vor gut vier Jahrzehnten, ersonnen findige Ingenieure die Zylinderabschaltung – eine Technik, die bei großen Motoren einen Teil der Brennkammern still legte, wenn nicht die volle Leistung benötigt wurde. Der theoretische Spareffekt liegt auf der Hand: Ein Zylinder, der nicht betrieben wird, verbrennt auch keinen Treibstoff. Allerdings hatte die Technik immer wieder Probleme in Punkto Laufruhe und Komfort und kam erst in den vergangenen Jahren so richtig in Mode. Vorreiter war Mercedes, der um die Jahrtausendwende Acht- und Zwölfzylinder damit ausstattete. Mittlerweile aber schafft es zum Beispiel VW sogar bei einem Vierzylinder, zwei Brennkammern abzuschalten – ohne dass der Fahrer wirklich etwas davon merkt. Dass die Technik aber noch lange nicht ausgereizt ist, demonstrieren Zulieferer Delphi und das kalifornische IT-Unternehmen Tula jetzt mit ihrem „Dynamic Skip Fire“-System (DSF) im Rahmen des Wiener Motorensymposiums.

Die Kernbotschaften sind klar: Mit DSF lässt sich gegenüber herkömmlichen Systemen nochmal deutlich mehr Sprit sparen und auch bei der Geräusch- und Vibrationsentwicklung hat die neue Technik die Nase vorn. Herzstück der in einem VW Passat 1.8 TSI vorgestellten Neuentwicklung sind das direkte Einspritzsystem und das Motorsteuergerät mit integrierten DSF-Algorithmen. Die dienen dazu, bei jedem Zündvorgang für jeden einzelnen Zylinder zu berechnen, ob er normal betrieben oder über einen von der Nockenwelle angetriebenen Rollenschlepphebel deaktiviert wird.

Grundlage für die Entscheidung sind unter anderem die Lastanforderung des Fahrers und das aktuelle NVH-Verhalten (also Geräusche und Vibrationen) des Fahrzeugs. Die Zündfolge wird fortlaufend den jeweiligen Verhältnissen angepasst, theoretisch ist jeder Zustand zwischen null (beim Ausrollen) und allen Zylindern (unter Volllast) machbar. Das sorgt dafür, dass der Motor fast immer mit seiner maximalen Effizienz läuft. Herkömmliche Systeme dagegen behalten eine feste Zündreihenfolge bei und deaktivieren bei Nichtbedarf im Vorfeld definierte Zylinder; sie haben also nur zwei Betriebsmodi.

Das Einsparpotenzial des Test-Passats liegt laut Delphi im Vergleich zum Serienmotor ohne Zylinderabschaltung bei bis zu 10 Prozent an und damit deutlich über den Werten bisheriger Abschaltsysteme. Gleichzeitig arbeiten die Entwickler aber schon an der nächsten Stufe, und wollen die DSF-Technik mit einem Mildhybrid kombinieren. Dann soll ein Minderverbrauch von bis zu 20 Prozent möglich sein. Delphi spricht von Investitionskosten für den Hersteller in Höhe von nur rund 40 Euro pro eingespartem Prozent Treibstoff. Damit empfiehlt sich die Technik durchaus auch für den Einsatz in günstigeren Fahrzeugklassen. Doch obwohl Delphi und Tula das DSF-System speziell für den Einsatz in kleineren, aufgeladenen Vierzylinder-Motoren anpreisen, geht es zunächst in einem V8-Motor in Serie – von welchem Hersteller der kommt, dürfen die Zulieferer noch nicht verraten, doch wird es sich mit großer Wahrscheinlichkeit um einen US-Autobauer handeln. Über einen Einsatz im Vierzylinder wird aber bereits mit einem Hersteller verhandelt – in Europa. (SP-X)