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Der erste Dreizylinder schaltet auf Sparflamme

01 Dezember, 2016

Den weltweit ersten Dreizylinder-Motor mit Zylinderabschaltung will Autobauer Ford Anfang 2018 auf den Markt bringen. Der auch in diesem Jahr zum Motor des Jahres auserkorene EcoBoost-Benziner soll dadurch bis zu sechs Prozent weniger verbrauchen und dennoch nicht an Laufruhe einbüßen. Und wie soll das funktionieren?
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Zunächst zur Funktionsweise: Ist nur geringe Motorleistung erforderlich - etwa im Schubbetrieb oder bei gleichmäßigem Rollen -, stoppt laut Hersteller die Zylinder-Abschaltung vollautomatisch die Benzineinspritzung sowie die Ventilbetätigung für einen der drei Brennräume. Und das innerhalb von nur 14 Millisekunden, 20 Mal schneller als ein Wimpernschlag.
"Die Zylinder-Abschaltung passt den effektiv genutzten Brennraum flexibel an die Fahrsituation an. Weil wir für unsere Kunden damit die Kraftstoffeffizienz maximieren, soll dieses Feature in so vielen Szenarien wie möglich aktiviert werden", betont Carsten Weber, Leiter Powertrain Research & Advanced Engineering bei Ford Europa.
Da aber zeitgleich Maßnahmen zum Ausgleich von Vibrationen unternommen wurden, erfolgt die Zylinder-Abschaltung laut Autobauer Ford für die Insassen praktisch unmerklich. Auch die Leistung entfalte sich harmonisch und ruckfrei. Bei der Entwicklung haben Ford-Ingenieure aus Aachen und Köln mit ihren Kollegen aus den britischen Standorten Dagenham und Dunton sowie mit dem Entwicklungspartner Schaeffler zusammengearbeitet.
Die Technologie senkt den Verbrauch und damit die CO2-Emissionen, indem Reibung und Pumpverluste innerhalb des Motors verringert werden - und zwar bei Drehzahlen bis zu 4.500/min, wenn die Ventile fast 40 Mal pro Sekunde öffnen und schließen. Das neue System zur Zylinder-Abschaltung verwendet den Motoröldruck, um über einen speziellen Ventil-Kipphebel die Verbindung zwischen Nockenwelle und den Ventilen des ersten Zylinders zu unterbrechen, so die Techniker.
Eine spezielle Software berechnet den optimalen Zeitpunkt. Dabei würden unter anderem Drehzahl, Drosselklappenstellung und Lastzustand berücksichtigt. "Durch die Zylinder-Abschaltung und den damit variablen Hubraum stehen dem Fahrer einerseits volle Leistung und Drehmoment zur Verfügung, wenn er es benötigt. Sobald weniger Power gefragt ist, genießt er die Verbrauchsvorteile eines kleineren Motors", erklärt Denis Gorman, Antriebsstrang-Ingenieur bei Ford Europa. Diese Lösung erlaube außerdem eine wirtschaftliche Serienproduktion, heißt es.
"Wir haben das System ausgiebig unter Realbedingungen getestet und zahlreiche Abschalt-Strategien ausprobiert. Damit können wir unseren Kunden letztlich eine Lösung anbieten, die die Effizienz steigert, ohne den Fahrkomfort zu beeinträchtigen." Zu diesem Zweck kämen eine neuartige Kröpfung der Kurbelwelle und ein neu entwickeltes Schwungrad sowie eine neu entwickelte Riemenscheibe zum Einsatz, die mit exakt berechneten Unwuchten die Motor-Vibrationen "kontern" und dadurch gerade im niedrigen Drehzahlbereich viele der Schwingungen neutralisieren. Darüber hinaus wurden Motoraufhängungen, Antriebswellen und die Büchsen der Radaufhängung angepasst, um maximale Laufruhe zu erzielen.
Der 1,0-Liter-EcoBoost-Motor wurde 2016 bereits zum fünften Mal in Folge in seiner Kategorie als "Internationaler Motor des Jahres" ("International Engine of the Year") ausgezeichnet. Autobauer Ford bietet den Dreizylinder in Europa derzeit in elf Baureihen an - vom Ford Fiesta Modell über die Business-Klasse Mondeo bis hin zu den Transportern wie dem Transit Courier. 2015 hatten jeder fünfte Ford in Europa und 40 Prozent aller Fiesta den Turbobenziner unter der Haube. Aktuell ist er in drei Leistungsstufen mit 74 kW/100 PS, 92 kW/125 PS und 103 kW/140 PS verfügbar. Und in etwas mehr als einem Jahr hat das Motörchen dann seine nächste Evolutionsstufe erreicht und wird zeitweise zum Zweizylinder. mid/ts
Bildquelle: Ford, Bildunterschrift: mid Groß-Gerau - Mehrfach ausgezeichnet und dennoch mit Verbesserungspotenzial, das jetzt gehoben wird: Der 1,0-Liter-Ecoboost-Dreizylinder kommt 2018 mit Zylinderabschaltung.

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