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Der Begriff Direkteinspritzung bezeichnet ein Verfahren zur Kraftstoffeinspritzung, welches bei Diesel- und Ottomotoren zum Einsatz kommen kann. Der Kraftstoff wird dabei direkt in den Brennraum eingespritzt.

Direkteinspritzung bei Ottomotoren Bearbeiten

Bei der konventionellen Einspritzung für Ottomotoren befindet sich das Einspritzventil im Saugrohr vor dem Einlassventil. Bei der Direkteinspritzung wird dagegen direkt in den Zylinder eingespritzt. Im Gegensatz zum Dieselmotor, bei dem der Einspritzvorgang in etwa mit dem Ende des zweiten Arbeitstaktes erfolgt, wird beim direkteinspritzenden Ottomotor die Haupteinspritzmenge während des zweiten Taktes zugeführt. Im Ottomotor muss die Gemischbildung zum Zeitpunkt der Zündung abgeschlossen sein, um eine gleichmäßige Verbrennung zu gewährleisten. Durch die direkte Einspritzung kann eine Schichtladung erreicht werden, was insbesondere im Teillastbereich den Wirkungsgrad erhöht.

Anwendung im Viertakt-OttomotorBearbeiten

Bereits 1952 wurde bei Mercedes-Benz im Rennsport eine Direkteinspritzung von BOSCH verwendet. Ab 1954 bot Mercedes-Benz die Technik im Modell 300 SL und 300 SC an, 1957 wechselte man wieder zur Saugrohreinspritzung, weil das Direkteinspritzverfahren damals Probleme durch Ölverdünnung verursachte.

Die erste Großserien-Anwendung eines direkteinspritzenden Viertakt-Ottomotors erfolgte 1997 durch Mitsubishi (Carisma GDI). Motorräder mit einem solchen Motor gibt es derzeit nicht.

Anwendung am Zweitakt-Ottomotor Bearbeiten

Der erste Einsatz einer Ottomotor-Direkteinspritzung bei einem PKW erfolgte 1952 bei den Modellen Gutbrod Superior und Goliath GP 700. Beide Fahrzeuge verwendeten einen seit 1949 entwickelten Zweitaktmotor mit 600 ccm und 26 PS, der mit einer modifizierten Dieseleinspritzanlage von BOSCH ausgerüstet war. Die Fahrzeuge zeigten sehr gute Fahrleistungen und einen günstigen Benzinverbrauch, 30 % weniger als die Vergaser-Variante.

Zweitaktmotoren haben neben den Vorteilen des niedrigen Leistungsgewichts und der geringen Baukosten gravierende Nachteile im spezifischen Kraftstoffverbrauch, den Abgasemissionen sowie in der Laufruhe bei niedriger Belastung und im Leerlauf. Dies ist bedingt durch die sogenannten Spülverluste und die mangelnde Ausspülung der Verbrennungsgase im Teillast- und Leerlaufbetrieb. Direkteinspritzsysteme, insbesondere solche mit Ladungsschichtung im Teillastbetrieb, gleichen diese Nachteile praktisch vollständig aus.

Weltweit haben sich bis heute zwei Direkteinspritzsysteme für Zweitaktmotoren erfolgreich durchgesetzt. Es sind dies die FFI, entwickelt von der provenion gmbh in Deutschland, und das Orbital-System, entwickelt von Orbital Corporation Ltd. in Australien.

Das FFI-System wird derzeit von BRP unter der Bezeichnung „E-TEC“ hergestellt und bei Außenbordmotoren der Marke Evinrude sowie verschiedenen Schneemobil- und Jetski-Motoren eingesetzt.

Das Orbital-System wird derzeit unter der Bezeichnung „OptiMax“ an Mercury-Außenbordmotoren, sowie unter der Bezeichnung „DI-TECH“(Direct Injection Technologie) am Motorrollermodell SR 50 R Factory des Kraftradherstellers Aprilia eingesetzt. Auch einige Roller mit 50-ccm Hubraum setzen das Orbital-System ein, um die Abgasvorschriften (EURO 3) zu erfüllen, wobei der geringere Kraftstoffverbrauch ein erwünschter Nebeneffekt ist.'

Direkteinspritzung bei Dieselmotoren Bearbeiten

Ein Dieseldirekteinspritzer ist ein Dieselmotor, dessen Einspritzdüse direkt in den Zylinder einspritzt. Kennzeichen des Direkteinspritzer-Diesels ist der ungeteilte Brennraum und die geringere Brennraumoberfläche im Vergleich zum Nebenkammer-Motor. Dies bewirkt geringere Wärmeverluste und damit einen geringeren spezifischen Verbrauch und höheren Wirkungsgrad.

Geschichte Bearbeiten

Der Ursprung des Direkteinspitzverfahrens geht bereits auf Rudolf Diesel zurück, der eine luftgestützte Kraftstoffeinblasung verwendete. Vor 1987 wurden Direkteinspritzer-Dieselmotoren ausschließlich in gewerblichen Fahrzeugen sowie bei Großmotoren eingesetzt. Auf Grund des zunächst nachteiligen Geräuschbildes wurden die Motoren nicht in PKW verwendet, da die Komfortanforderungen als wichtiger angesehen wurden als der niedrigere spezifische Verbrauch. Im PKW setzte sich der Direkteinspritzerdiesel in den 1990er Jahren durch.

Die Diesel-Direkteinspritzung wurde in PKW-Großserie erstmals ab 1987 von Fiat angeboten. Ein aus dem Nutzfahrzeugbereich bekannter Motor wurde dazu mit einer elektronischen Einspritzsteuerung ausgestattet, die die Laufruhe auf ein für PKW-Verhältnisse brauchbares Maß verbesserte. Der zweite PKW dieser Art war 1989 der Audi 100 TDI. Diese Motoren entwickelten schon bei niedrigen Drehzahlen ein hohes Drehmoment und ermöglichten dadurch sowohl gute Fahrleistungen als auch geringe Verbräuche. Motorräder mit Direkteinspritzer-Dieseln gibt es auch, allerdings werden diese nur in Kleinserien gefertigt. Es handelt sich hier fast ausnahmslos um kleinere Einzylinder ohne Aufladung, so dass Leistungsausbeute und damit Fahrleistungen eher bescheiden sind.

Technischer Stand Bearbeiten

2007 werden Motoren dieser Bauart mit Einspritzdrücken von 1800 bar (Common-Rail-Einspritzung) bis 2500 bar (Pumpe-Düse-System) gefertigt. Die Common-Rail-Technologie setzt sich wegen ihres einfacheren Aufbaus und der Möglichkeit der Mehrfacheinspritzung durch. Seit Ende der 1990er Jahre sind Direkteinspritzer quasi Standard im PKW-Dieselmotorenbau.

Weblinks Bearbeiten

Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Direkteinspritzung aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.

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