Ingolstadt – „Eigentlich“, sagt Christian Brinkmann, „kommt auch in unserer Branche irgendwann alles immer wieder.“ Fast alles. Das Stopp/Start-System zum Beispiel. Oder jetzt die Zylinderabschaltung. „Der Druck“, deutet der Audi-Motorenentwickler jedenfalls mit Blick auf Umwelt-, Klimaschutz und die Notwendigkeit an, weiter Kraftstoff sparen und den Ausstoß des schädlichen Treibhausgases Kohlendioxid noch mehr verringern zu müssen, „wird immer größer.“ Und Brinkmann weiß: Verbrennungsmotoren werden auf dem Weg zu emissionsfreier und nachhaltiger (Elektro-)Mobilität noch lange eine wichtige Rolle spielen.
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Dynamisches Downsizing
Das Abschalten von Zylindern in Autos ist nicht neu. Seit Ende der 1970er-Jahre gibt es Systeme dieser Art, um den Verbrauch von Verbrennungsmotoren und damit auch den schädlichen Kohlendioxid-Ausstoß zu senken. Von Mercedes ist diese Technik bekannt, wo der neuen SLK 55 AMG künftig mit einer weiterentwickelten Version der Zylinderabschaltung an den Start geht, von Chrysler, Jeep und Dodge bei deren Hemi-Motoren, von Honda teilweise sogar bei Vierzylindern wie im Fall des Civic Hybrid oder von General Motors in diversen Sechs- und Achtzylindern, zuletzt beim Camaro. Man kann komplette Zylinderbänke oder einzelne Zylinder [foto id=“376881″ size=“small“ position=“left“]abzuschalten. Bei Hybridmodellen ist der komplette Verbrennungsmotor deaktivierbar, um etwa rein elektrisch zu fahren. Werden wie hier im Teillastbetrieb Zylinder abgeschaltet, sprechen Experten vom „dynamischen Downsizing“.
Auch Bentley beteiligt
Ingolstadt, Techniktag „Zylinder je nach Bedarf“. Michael Dick spricht von einem „neuen Effizienzsprung“, weist dabei auf den gleich doppelt aufgeladenen 4,0-Liter-Benzindirekteinspritzer hin, der ab dem nächsten Frühjahr in den vier großen S-Modellen S6 Limousine, S6 Avant, S7 Sportback und S8 erstmals zum Einsatz kommt. Der Achtzylinder geht in zwei Versionen an den Start, in beiden S6 und im S7 mit 420 PS und 550 Newtonmetern, im S8 mit 520 PS und 650 Newtonmetern. Alle vier haben dann die englisch „Cylinder on Demand“ genannte Technik an Bord, an deren Entwicklung auch die Volkswagen-Luxustochter Bentley beteiligt war; die Briten wollen den neuen Achtzylinder mit aufwändigem Thermomanagement, minimaler innerer Reibung und euartigem Aufbau der Zylinderköpfe – für Technik-Interessierte: die Abgasseite liegt innen, die Frischluftseite außen, was für kompaktere Bauweise, kürzere Gaslaufwege mit geringeren Strömungsverlusten sorgt [foto id=“376882″ size=“small“ position=“left“]- ebenfalls schon „in naher Zukunft“ in ihrem Continental GT anbieten.
Aktiv bei geringer Last
Das Prinzip funktioniert so: Die Zylinderabschaltung ist bei geringer Last, niedrigen und mittleren Drehzahlen und ab dem dritten Gang aktiv. In diesem Kennfeld, erklärt Brinkmann, schließt das System die Ein- und Auslassventile der Zylinder 2, 3, 5 und 8, in den noch aktiven erhöht sich der Wirkungsgrad, weil sich die Betriebspunkte zu höheren Lasten hin verlagern. Verschiebbare Hülsen auf den Nockenwellen schließen die Ventile. Unmittelbar davor werden die Brennräume noch einmal mit Frischluft gefüllt, Einspritzung und Zündung stillgelegt. Gibt man kräftig Gas, schalten sich alle deaktivierten Zylinder wieder zu. Das Umschalten geschieht in der Tat fast unmerklich, geschmeidig und schnell.
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„Fünf Prozent für uns eine Welt“
Unterm Strich, rechnet Brinkmann vor, sinkt der Spritverbrauch um rund fünf Prozent. „Für uns“, so der Motorenspezialist, „eine Welt.“ Pro Kilometer fallen damit zugleich zehn bis zwölf Gramm weniger Kohlendioxid an. Selbst bei Tempo 130 geben die Ingolstädter den Effizienzgewinn noch mit sieben Prozent an. Nimmt man die bei Audis S-Modellen verwendete Stopp/Start-Automatik hinzu, soll die Einsparung in Sachen Kohlendioxid sogar bis zu 24 Prozent betragen. Der Mixverbrauch für den S8 findet sich mit etwas über, der für die S6 und für den S7 mit unter zehn Litern zumindest im Datenblatt.
Zwei unterstützende Systeme
Fest steht: Ein Achtzylinder läuft deutlich runder als ein Vierzylinder, innen sind kaum unerwünschte Geräusche oder Schwingungen wahrzunehmen. Dass das auch im Vierzylinder-Betrieb so bleibt, dafür sind zwei die Abschaltung von immerhin der Hälfte der Zylinder unterstützende Systeme da. So zeichnet die aktive Geräuschkontrolle über vier Mikrofone fein differenziert das Geräuschbild im Innenraum auf, analysiert es auf störende Klanganteile und schickt nach Angaben von Akustikexperte Jürgen Bukovics, falls erforderlich, einen gezielten Gegenschall über die Lautsprecher der Soundanlage, „der wiederum den Störschall so weit verringert, dass ihn die Insassen nicht mehr [foto id=“376884″ size=“small“ position=“left“]hören“. Ähnlich, erläutert Fahrwerksentwickler Torsten Kolkhorst, arbeiten die aktiven Motorlager. „Von Sensoren mit Daten versorgt, gleichen sie die Impulse des Motors mit Gegenschwingungen aus – und damit senken sie die Vibrationen auf ein nicht mehr spürbares Niveau.“
Vorher Zehnzylinder-Sauger
Der neue Achtzylinder-Biturbo löst den Zehnzylinder-Sauger ab. Für Vorstand Dick eine bedarfsgerechte Hubraum-Verkleinerung. Mit Möglichkeit der Zylinderabschaltung sogar im wahrsten Sinn des Wortes.
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