Jacobs Vehicle Systems und Tula Technology kooperieren bei der Entwicklung von Zylinderdeaktivierungs-Hardware

7. August 2019
Jacobs Vehicle Systems – Technologie für die Deaktivierung von Zylindern

Die Jacobs Hardware, die speziell an die Systemanforderungen von Tula angepasst wurde, trägt zur weiteren Reduzierung von Kraftstoffverbrauch und Emissionen bei.

BLOOMFIELD, CT, USA - Jacobs Vehicle Systems® (Jacobs), weltweit führender Hersteller von Heavy-Duty-Motorbremssystemen für Dieselmotoren sowie von Ventilsteuerungs-technologien, kooperiert mit dem Softwareunternehmen Tula Technology. Beide Unternehmen streben eine enge Zusammenarbeit bei der Weiterentwicklung von Jacobs Zylinderdeaktivierungstechnologien zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs und zur Reduzierung von Emissionen an.

Jacobs stellte seine neue Technologie zur Zylinderabschaltung (Cylinder Deactivation, CDA) für mittelschwere bis schwere Nutzfahrzeuge auf der IAA 2018 in Hannover vor. Tula, ein Softwareunternehmen mit Sitz im Silicon Valley, hat seine Dynamic Skip Fire (DSF)-Technologie an OEM in der Automobilbranche für Anwendungen in Benzin-Verbrennungsmotoren lizensiert. Die DSF-Technologie von Tula wird Jacobs bei der Weiterentwicklung der Diesel-Deaktivierungs-Hardware kräftig unterstützen.

Robb Janak, Direktor für neue Technologien bei Jacobs Vehicle Systems, sagte: „Jacobs freut sich, die Zylinderabschalt-Technologie mit vereinten Kräften voranzutreiben. Fahrzeughersteller suchen nach neuen und besseren Verfahren, um die strengeren gesetzlichen Grenzwerte für CO2- und NOx-Emissionen einzuhalten. Neue Testverfahren, wie zum Beispiel der Niedriglastfahrzyklus für Schwerlastwagen, fordern die Einführung intelligenter Technologien, die diesen Anforderungen gerecht werden. Die Zylinderdeaktivierung, auch Zylinderabschaltung genannt, ist eine großartige Lösung; sie ist technisch bewährt und kostengünstig."

Um das Öffnen der Ein- und Auslassventile zu unterbinden, nutzt CDA Zylinderabschaltmechanismen im Ventiltrieb, die ursprünglich für die High Power Density Motorbremse (HPD) entwickelt wurden. Bei Motoren mit obenliegender Nockenwelle ist der hydraulisch betätigte Mechanismus in ein System klappbarer Ventilbrücken integriert, bei Motoren mit zentral im Motorraum gelegener Nockenwelle (Cam-in-Block-Design) in eine Anordnung mit klappbaren Stößelstangen. Wird zugleich die Einspritzung in ausgewählte Zylinder deaktiviert, können einzelne Zylinder je nach Bedarf deaktiviert werden. Bei geringer Motorlast und Deaktivierung von drei (von sechs) Zylindern, kann der Kraftstoffverbrauch um bis zu 20 % sinken.

Jacobs CDA reduziert Emissionen durch Halten der Temperatur des Nachbehandlungssystems im Schwachlastbetrieb. Darüber hinaus beschleunigt CDA das Aufwärmen des Motors und des Nachbehandlungssystems und verzögert die Abkühlung beim kraftstoffsparenden Fahren im Leerlauf. Die Nockenwellenreibung und die Pumpverluste bei Teillast werden reduziert und der

Einsatz der Ansaugdrosselung vermindert oder eliminiert. Das Resultat ist eine Senkung des Kraftstoffverbrauchs bei gleichzeitiger Erhöhung der Abgastemperaturen.

John Fuerst, Senior Vice President Engineering bei Tula, sagte: „Tula freut sich, unseren Industriepartner Jacobs Vehicle Systems bei der Entwicklung von Hardware für Dieselmotoren zu unterstützen, die für Dynamic Skip Fire geeignet ist." Tula hat ein variables Zylinderabschaltsystem entwickelt, das fortschrittliche digitale Signalverarbeitung und Software mit ausgeklügelten Steuerungsalgorithmen kombiniert. Diese Technologie reduziert den Kraftstoffverbrauch von Benzinmotoren um 6 - 15 % auf „Real World Drive Cycles". Die Kooperation mit Tula soll es Jacobs ermöglichen, die für Dieselmotoren erforderliche Deaktivierungs-Hardware zu entwickeln und zu demonstrieren.

Tulas Dynamic Skip Fire ist eine Technologie, die abhängig vom erforderlichen Drehmoment, automatisch über die dynamische Zündfolge von Zylindern entscheidet. Sie wählt selektiv aus, welche Zylinder aktiviert oder deaktiviert werden, um den Leistungsanforderungen gerecht zu werden. Wird mehr Drehmoment benötigt, werden mehr Zylinder aktiviert und umgekehrt. Der Steuerungsalgorithmus erzeugt also effektiv einen Motor mit optimalem Hubraum für das erforderliche Drehmoment.

Dynamic Skip Fire stellt zudem ein serienreifes NVH (Noise, Vibration, Harshness)-Verhalten sicher. Die Softwarealgorithmen entscheiden vor jedem Verbrennungszyklus, welche Zylinder aktiviert oder deaktiviert werden - dabei werden auch die Schwingungsfrequenzen und -amplituden mit berücksichtigt - um ein komfortables Fahrerlebnis und geringere Kraftstoffkosten zu ermöglichen.