Einfach mal einen Zylinder abschalten

Erstmals bietet Ford für den neuen Fiesta ST eine Zylinderabschaltung bei einem Dreizylindermotor an. Und Zulieferer wie Bosch tüfteln an einer Technologie zur Wassereinspritzung, die bis zu 13 % Sprit einsparen soll. Der Grund: Autokonzerne stehen vor einem Dilemma. Viele Kunden wollen immer größere und schwerere Modelle. So ist die Nachfrage nach SUVs rasant gewachsen. Andererseits zwingt die EU-Gesetzgebung die Autohersteller dazu, kraftstoffsparsame Fahrzeuge zu bauen.

Dabei steht vor allem die Optimierung der Motoren im Fokus. Einige Hersteller setzen auf Downsizing, also den Einsatz kleinerer Motoren, die mithilfe von Turboladern oder anderen Techniken auf die Leistung hubraumgrößerer Maschinen gebracht werden. VW, Audi und BMW bevorzugen die Benzindirekteinspritzung, mit der sich der Verbrauch um 15 % senken lässt.

Als attraktivste Methode zum Kraftstoffsparen sehen Experten wie der Wiener Motorentechniker und Hochschullehrer Fritz Indra die zeitweise Abschaltung von Zylindern in Motoren. Die Zylinderabschaltung sei verhältnismäßig preisgünstig, mit wenig technischem Aufwand zu erreichen und habe keinen Einfluss auf die Standfestigkeit der Motoren, sagt er.

Bisher kommt die Zylinderabschaltung vor allem bei Acht- und Vierzylindermotoren zum Einsatz. Beim Audi A 8 zum Beispiel werden vier der acht Brennräume stillgelegt, wenn wenig Leistung abgerufen wird. Damit verbraucht der bis zu 380 kW starke Achtzylinder gegenüber dem im Vorgängermodell eingesetzten V10-Motor trotz rund 74 kW mehr Motorleistung bis zu 23 % weniger Benzin.

Nun könnte sich diese Technologie auch im Kleinwagenbereich durchsetzen. Ford hat auf dem Genfer Autosalon den ersten Dreizylinder mit Zylinderabschaltung präsentiert. Der neue Ford Fiesta ST läuft im Normalbetrieb teilweise nur auf zwei Zylindern. Der EcoBoost-Benziner mit 1 l Hubraum schaltet einen Zylinder ab, wenn nur geringe Motorleistung erforderlich ist. Das An- und Abschalten der Einspritzung und das Öffnen oder Schließen der Ventile geschieht innerhalb von 14 ms. Fahrer und Mitfahrer merken also von der Zylinderabschaltung nichts.

Durch die Zylinderabschaltung lassen sich 6 % Kraftstoff einsparen, heißt es bei Ford. Und auch beim Schadstoffausstoß ist der neue Fiesta sparsam. „Wir haben die CO₂-Emission von 137 g auf 114 g je Kilometer gesenkt“, sagt Chefingenieur Matthias Tonn. „Ein unheimlicher Sprung“, schwärmt Tonn gegenüber VDI nachrichten.

Die Ford-Ingenieure hoffen auf weitere Anwendungsmöglichkeiten des EcoBoost mit Zylinderabschaltung. Schließlich ist der EcoBoost-Motor bereits in Modellen wie dem Fokus und dem Kuga verbaut.

Zylinderabschaltung, Benzindirekteinspritzung und Downsizing dürften noch nicht das Ende der Motorenoptimierung sein. Bosch hat jüngst eine neue Technologie vorgestellt, mit der sich zusätzlich bis zu 13 % Kraftstoff einsparen lässt: die Wassereinspritzung. Statt mit Benzin soll die Kühlung der Temperaturen im Motor künftig durch Wasser erfolgen, das über eine eigene Düse in den Motor eingespritzt wird. Laut Bosch führt die Wassereinspritzung nicht nur zu einem geringeren CO₂-Ausstoß, sondern auch zu einer um 5 % höheren Motorenleistung. Die Bosch-Ingenieure rechnen mit einem Durchbruch der Technik bis spätestens 2019.

Vor allem Kompaktwagen könnten dann mit Bosch-Water-Boost ausgestattet werden. Als einziges Serienfahrzeug ist bislang der BMW M 4 mit der Wassereinspritzungstechnik ausgerüstet. Experten halten die Wassereinspritzung für eine sinnvolle Anwendung. Allerdings sei ein zusätzlicher Tank für destilliertes Wasser notwendig, der alle 3 000 km aufgefüllt werden müsse, damit das System funktioniert. Dennoch: Techniken wie die Wassereinspritzung zeigen, dass der gute alte Verbrennungsmotor noch längst nicht am Ende ist.