Aktives Zylindermanagement und Zylinderabschaltung mit SEAT ACT

Aktives Zylindermanagement wie SEAT ACT ist eine Motorentechnik, bei der bei niedrigen bis mittleren Drehzahlen zwei von vier Zylindern stillgelegt werden, um die Energieeffizienz zu steigern. Bei höheren Drehzahlen, schalten sich die Zylinder wieder dazu, um das volle Potenzial des Motors abzurufen. Diese Technik funktioniert bei bis zu 130 km/h unabhängig vom eingelegten Gang und hilft dabei, den Benzinverbrauch und den damit verbundenen Schadstoffausstoß zu reduzieren.

Somit beendet die Zylinderabschaltung die Verbrennung in einem oder mehreren Zylindern eines danach weiterhin laufenden Motors. Dabei suspendiert Einzelzylinderabschaltung genau eine Kammer – im Gegensatz zum simultanen Abschalten mehrerer Zylinder. Im aktiv gemanagten V-Motor kann somit z. B. eine ganze Zylinderbank ruhen.

Vorteile der Zylinderabschaltung durch aktives Zylindermanagement

Durch das Abschalten kann der Verbrauch von Kraftstoff und damit auch die Produktion von CO2-Emissionen deutlich gesenkt werden: Bei geringem Leistungsbedarf unterbricht das Zylindermanagement die Zufuhr von Treibstoff, etwa durch pausiertes Einspritzen. Darüber hinaus führt das Abschalten zu einer erhöhten Laufruhe, gerade bei größeren Maschinen ab einschließlich acht Zylindern.

Kurze Historie des Zylindermanagements

Der Grundstein für ein aktives Zylindermanagement, und damit für die koordinierte Zylinderabschaltung, wurde bereits zum Ende des 19. Jahrhunderts gelegt. Schon zu dieser Zeit wurde erstmals ein Patent angemeldet, welches die Zylinderabschaltung thematisiert. Bis zur tatsächlichen Umsetzung mussten jedoch weitere Jahrzehnte vergehen. Erste Versuche verschiedener Automobilhersteller starteten in den 80er Jahren, wobei der tatsächliche Erfolg erst am Anfang des 21. Jahrhundert erreicht werden konnte. Heutige Motoren mit einem aktiven Zylindermanagement können dank dieser Entwicklung hohe Sparquoten erzielen, unabhängig von der Hubraumgröße.

Zylindermanagement und Betriebszustand

In Volllast, für Verbrennungsmotoren also bei Vollgas, liefert der Antrieb zur jeweiligen Drehzahl das jeweils maximale Drehmoment. Bei weniger Gas arbeitet die Maschine mit einem kleineren Drehmoment in Teillast.

Gerade Pkw-Motoren laufen fast stets in Teillast, speziell in geschlossenen Ortschaften und auf Landstraßen: Dort fahren Automobile oft in niedrigen Gängen, in denen Volllast teils erheblichen Lärm bei oft nicht gewünschter Beschleunigung bedeutet. Damit besteht häufig nur Bedarf an niedriger Leistung, sodass ein aktives Zylindermanagement wie SEAT ACT und damit die Zylinderabschaltung von ein oder zwei Zylindern genutzt werden kann. Die weiterhin aktiven Zylinder müssen dann in höherer Last arbeiten, was günstigere Wirkungsgrade bedeutet: Ein höherer Prozentsatz der zugeführten Energie im Kraftstoff wandelt sich in Energie, die ausschließlich Vortrieb (Antriebskraft) ergibt. Praktisch führt diese Verbesserung zu beachtlicher Ersparnis von Treibstoff. Zur Realisierung dieser Optimierung muss das Zylindermanagement einzelne Zylinder entsprechend deaktivieren.

Zylindermanagement und Automatikgetriebe

Aktives Zylindermanagement und die damit verbundene Zylinderabschaltung lassen sich gut mit einem Automatikgetriebe vereinbaren. So schaltet etwa eine Gangautomatik bei schlafenden Zylindern derart, dass die geringere Leistung nach wie vor ein angenehmes und sicheres Fahren ermöglicht. Umgekehrt weckt Übergas (Kick-down) sofort alle ruhenden Zylinder. Simultan schaltet die Automatik in denjenigen niedrigeren Gang, der die Beschleunigung bei jetzt anliegender Volllast maximiert.

Zylinderabschaltung: wesentliche Marktbedeutung

Innerhalb des großen Marktes der Automobilindustrie wird nach wie vor hoher Wert auf Sparsamkeit gelegt. Weniger und kleinere Zylinder bedeuten dabei geringere Motormasse und damit einen geringeren Verbrauch und Ausstoß von Schadstoffen.

Das aktive Zylindermanagement lässt sich dabei besonders für Modelle bis zur Mittelklasse und 4-Zylinder-Motoren einsetzen. Luxuriöse Limousinen sowie Sportwagen benötigen mehr Zylinder und großen Hubraum für klassengemäße Fahrleistungen. Dennoch gilt auch für die Oberklasse zunehmend das Gebot der Umweltverträglichkeit, sodass aktives Zylindermanagement und die damit verbundene Zylinderabschaltung auch für diesen Bereich ausgebaut und weiterentwickelt werden.