Zylinder deaktivieren

Was ist Zylinderabschaltung?? Mit dieser Methode wird ein Motor mit variablem Hubraum geschaffen, der unter Hochlastbedingungen die volle Leistung eines großen Motors sowie den Kraftstoffverbrauch eines kleinen Motors für den Reiseflug liefert.

Der Fall für die Zylinderabschaltung

Bei einer typischen Fahrt mit geringer Last mit Motoren mit großem Hubraum (z. B. Straßenfahrt) werden nur etwa 30 Prozent der potenziellen Leistung eines Motors genutzt. Unter diesen Umständen ist die Drosselklappe nur leicht geöffnet und der Motor muss hart arbeiten, um Luft durch sie zu ziehen. Das Ergebnis ist ein ineffizienter Zustand, der als Pumpverlust bekannt ist. In dieser Situation entsteht ein Unterdruck zwischen der Drosselklappe und dem Brennraum. Ein Teil der Leistung, die der Motor erzeugt, wird nicht dazu verwendet, das Fahrzeug vorwärts zu treiben, sondern um den Widerstand der Kolben und der Kurbel zu überwinden, der zum Ziehen von Luft erforderlich ist durch die kleine Öffnung und den damit verbundenen Unterdruckwiderstand an der Drosselklappe. Bis zu dem Zeitpunkt, an dem ein Kolbenzyklus abgeschlossen ist, hat bis zur Hälfte des potenziellen Zylindervolumens noch keine vollständige Luftfüllung stattgefunden.

Zylinderabschaltung zur Rettung

Durch Deaktivieren von Zylindern bei geringer Last wird die Drosselklappe stärker geöffnet, um eine konstante Leistung zu erzielen, und der Motor kann leichter atmen. Ein besserer Luftstrom verringert den Luftwiderstand der Kolben und die damit verbundenen Pumpverluste. Das Ergebnis ist ein verbesserter Brennraumdruck, wenn sich der Kolben dem oberen Totpunkt (OT) nähert und die Zündkerze kurz vor dem Zünden steht. Ein besserer Brennraumdruck bedeutet, dass eine stärkere und effizientere Kraftübertragung auf die Kolben erfolgt, wenn diese nach unten gedrückt werden und die Kurbelwelle drehen. Das Nettoergebnis? Verbesserte Kilometerleistung bei Autobahn- und Kreuzfahrttreibstoffen.

Wie funktioniert das alles??

Kurz gesagt, die Zylinderdeaktivierung hält die Einlass- und Auslassventile für einen bestimmten Satz von Zylindern im Motor über alle Zyklen hinweg geschlossen. Abhängig von der Motorauslegung wird die Ventilbetätigung auf zwei Arten gesteuert:

• Zum Schubstangen-Designs-Wenn die Zylinderdeaktivierung angefordert wird, werden die hydraulischen Ventilstößel mit Hilfe von Magneten zusammengedrückt, um den an die Stößel gelieferten Öldruck zu ändern. Im zusammengeklappten Zustand können die Hebegeräte ihre Stößelstangen nicht unter die Ventilkipphebel heben, was dazu führt, dass die Ventile nicht betätigt werden können und geschlossen bleiben.
• Zum Overhead-Cam-Designs, Im Allgemeinen wird für jedes Ventil ein Paar miteinander verriegelter Kipphebel verwendet. Eine Wippe folgt dem Nockenprofil, die andere betätigt das Ventil. Wenn ein Zylinder deaktiviert ist, gibt der magnetgesteuerte Öldruck einen Sperrstift zwischen den beiden Kipphebeln frei. Während ein Arm noch der Nockenwelle folgt, bleibt der entriegelte Arm bewegungslos und kann das Ventil nicht aktivieren.

Indem die Motorventile dazu gezwungen werden, geschlossen zu bleiben, wird in den deaktivierten Zylindern eine effektive Luftfeder erzeugt. Eingeschlossene Abgase (aus früheren Zyklen vor dem Deaktivieren der Zylinder) werden komprimiert, wenn sich die Kolben beim Aufwärtshub bewegen, und dann dekomprimiert und auf die Kolben zurückgeschoben, wenn sie beim Abwärtshub zurückkehren. Da die deaktivierten Zylinder phasenverschoben sind (einige Kolben fahren hoch, andere runter), wird der Gesamteffekt ausgeglichen. Die Kolben machen eigentlich nur die Fahrt mit.

Um den Vorgang abzuschließen, wird die Kraftstoffzufuhr für jeden deaktivierten Zylinder durch elektronisches Deaktivieren der entsprechenden Kraftstoffeinspritzdüsen unterbrochen. Der Übergang zwischen Normalbetrieb und Deaktivierung wird durch geringfügige Änderungen der Zünd- und Nockenwelleneinstellung sowie der Drosselklappenstellung erleichtert, die alle von hochentwickelten elektronischen Steuersystemen gesteuert werden. In einem gut entworfenen und ausgeführten System ist das Hin- und Herwechseln zwischen beiden Modi nahtlos - Sie spüren wirklich keinen Unterschied und müssen die Armaturenbrettanzeigen konsultieren, um zu wissen, dass es passiert ist.

Weitere Informationen zur Zylinderdeaktivierung bei der Arbeit finden Sie in unserem Test des GMC Sierra SLT Flex-Fuel. In der GMC Sierra Test Drive-Fotogalerie finden Sie Informationen zum sofortigen Kraftstoffverbrauch.