Modul Benziner 1 · Gemischaufbereitung · Lektion B5

Benzin-Direkteinspritzung

Bisher kam der Sprit vor dem Einlassventil dazu. Jetzt spritzt die Düse direkt in den Brennraum, mit bis zu hundertmal so viel Druck und genau im richtigen Moment. Das macht Motoren sparsamer und kräftiger, bringt aber neue Probleme in die Werkstatt.

Station 1Wohin wird gespritzt?

Im Alltag: Zucker in den Tee

Zwei Motoren im Schnitt, gleicher Takt

Motordrehzahl

Motor

Druck Saugrohretwa 3–4 bar

Druck Direktetwa 30–350 bar

Zeit zum Mischen: Saugrohr–

Direkt, früh (homogen)–

Direkt, spät (Schicht)–

Zeitlupe–

Kleine Geschichte der Benzin-Direkteinspritzung

1952Goliath GP700 und Gutbrod Superior: Zweitakter mit mechanischer Bosch-Direkteinspritzung.

1954Mercedes-Benz 300 SL: erster Viertakt-Serienmotor mit Benzin-Direkteinspritzung, ebenfalls mechanisch von Bosch.

1996Neustart mit Elektronik: Mitsubishi Galant GDI (4G93, Japan, Mitte 1996), im Dezember Toyota D-4 (Corona Premio, 3S-FSE).

2000VW Lupo FSI 1.4: erster VW-Benziner mit Direkteinspritzung.

2005Toyota D-4S (V6 2GR-FSE, Lexus): zwei Düsen pro Zylinder, Saugrohr plus direkt.

2006Strahlgeführt mit Piezo-Injektoren: BMW N53 und Mercedes CGI.

2014Mercedes S 500 mit dem ersten Serien-Otto-Partikelfilter. Breit ab Ende 2017 und 2018.

2017VW 1.5 TSI evo spritzt mit 350 bar.

Station 2Im Brennraum: wann, wie fein, wohin?

Im Alltag: Puderzucker löst sich schneller als Würfelzucker

Einspritzbeginn

Einspritzdruck

Motordrehzahl

Lage der Düse

Motor

Tröpfchen–

Einspritzdauer–

Strahl fliegt / bis Kolben–

Verdampft bis zum Funken–

Wand nass–

λ an der Zündkerze–

Ruß-Risiko–

Stickoxide (NOx)–

Zeitlupe: Der Motor dreht hier stark verlangsamt, der Strahl wird länger gezeigt als er wirklich dauert. Die Werte rechts gelten für die echte Drehzahl. Zündfunke fest bei 20° vor dem oberen Totpunkt.

Station 3Kühlen durch Verdampfen: mehr Verdichtung, mehr Turbo

Im Alltag: nasse Haut im Wind

Verdichtung ε

Ladedruck (absolut, 1,0 = Sauger)

Sprit

Luft vor dem Verdichten–

Kühlung durch Sprit–

Ende Verdichtung–

Klopfreserve–

Max. ε Saugrohr–

Max. ε Direkt–

Stark vereinfachtes Modell: Ansaugluft 45 °C, Verdichtung ohne Wärmeverluste, Klopfneigung über den Zündverzug am Ende der Verdichtung. Echte Motoren haben zusätzlich Klopfregelung, Ventilsteuerung und Brennraumform. Die Zahlen zeigen die Richtung, keine Motordaten.

Station 4Die Bauteile: vom Tank bis in den Brennraum

Im Alltag: eine Wasserpistole mit Drucktank

Drei Wege, die Sprit-Wolke zur Kerze zu bringen

Station 5Schattenseiten und Werkstatt

Im Alltag: die fettige Dunstabzugshaube

Verkokte Einlassventile

Kilometerstand

Einspritzung

Fahrprofil

Ölwechsel

Belag am Ventil–

Luftweg enger um–

Seit Reinigung–

Merkt man?–

Modell mit Beispielwerten. Wie schnell Beläge wachsen, hängt stark vom Motor, vom Öl, von der Kurbelgehäuseentlüftung und vom Fahrprofil ab.

Symptom → Ursache

Was der Kunde erzählt

Benzin-Direkteinspritzung

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Was die Hersteller dagegen tun

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