Direkteinspritzung: Mehr Leistung, weniger Verbrauch
Die Kraftstoffdirekteinspritzung ist eine Kraftstoffzufuhrtechnologie, die es Benzinmotoren ermöglicht, Kraftstoff effizienter zu verbrennen. Das Ergebnis sind mehr Leistung, sauberere Emissionen und ein geringerer Kraftstoffverbrauch.
Wie funktioniert die Direkteinspritzung?
Benzinmotoren funktionieren, indem sie ein Gemisch aus Benzin und Luft in einen Zylinder ansaugen, es mit einem Kolben verdichten und es mit einer Zündkerze entzünden. Die daraus resultierende Explosion treibt den Kolben nach unten und erzeugt Leistung. Herkömmliche Systeme mit indirekter Einspritzung mischen Benzin und Luft in einer Kammer außerhalb des Zylinders, dem Ansaugkrümmer, vor. In einem Direkteinspritzsystem werden Luft und Benzin nicht vorgemischt. Stattdessen strömt Luft durch den Ansaugkrümmer, während das Benzin direkt in den Zylinder eingespritzt wird.
Vorteile der Direkteinspritzung
In Kombination mit einer hochpräzisen elektronischen Motorsteuerung ermöglicht die Direkteinspritzung eine genauere Kontrolle über die Kraftstoffdosierung – also die Menge des eingespritzten Kraftstoffs und den Einspritzzeitpunkt, den genauen Moment, in dem der Kraftstoff in den Zylinder eingebracht wird. Die Position des Injektors ermöglicht zudem eine optimiertere Zerstaubung, die das Benzin in feine Tröpfchen zerteilt. Das Ergebnis ist eine vollständigere Verbrennung. Mit anderen Worten: Ein größerer Teil des Benzins wird verbrannt, was zu mehr Leistung und weniger Schadstoffen pro Tropfen Benzin führt.
Nachteile der Direkteinspritzung
Die Hauptnachteile von Motoren mit Direkteinspritzung sind ihre Komplexität und die Kosten. Direkteinspritzsysteme sind in der Herstellung teurer, da ihre Komponenten robuster sein müssen. Sie arbeiten mit deutlich höheren Kraftstoffdrücken als Systeme mit indirekter Einspritzung, und die Injektoren selbst müssen der Hitze und dem Verbrennungsdruck im Zylinder standhalten.
Wie viel leistungsstärker und effizienter ist die Technologie?
Die Cadillac CTS wurde mit Versionen des 3,6-Liter-V6-Motors mit indirekter und direkter Einspritzung verkauft. Der Motor mit indirekter Einspritzung leistet 263 PS und 343 Nm Drehmoment, während die Direkteinspritz-Version 304 PS und 371 Nm liefert. Trotz der Mehrleistung sind die Kraftstoffverbrauchswerte der EPA für den Direkteinspritzer in der Stadt um ca. 0,4 l/100 km besser (13,1 l/100km vs. 13,8 l/100km) und auf der Autobahn gleich. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Direkteinspritz-Motor von Cadillac mit normalem 87-Oktan-Benzin läuft. Konkurrenzfahrzeuge von Infiniti und Lexus, die 300 PS starke V6-Motoren mit indirekter Einspritzung verwenden, benötigen hingegen Super-Kraftstoff.
Erneutes Interesse an der Direkteinspritzung
Die Direkteinspritz-Technologie gibt es seit der Mitte des 20. Jahrhunderts. Allerdings wurde sie von wenigen Automobilherstellern für Massenfahrzeuge übernommen. Die elektronisch gesteuerte indirekte Kraftstoffeinspritzung erledigte die Aufgabe fast genauso gut, kostete in der Produktion aber deutlich weniger und bot enorme Vorteile gegenüber dem mechanischen Vergaser, der bis in die 1980er Jahre das dominierende Kraftstoffzufuhrsystem war. Entwicklungen wie steigende Kraftstoffpreise und strengere Gesetze für Kraftstoffverbrauch und Emissionen haben viele Autohersteller dazu veranlasst, mit der Entwicklung von Direkteinspritzsystemen zu beginnen. Man kann erwarten, in naher Zukunft immer mehr Fahrzeuge mit Direkteinspritzung zu sehen.
Dieselfahrzeuge und Direkteinspritzung
Fast alle Dieselmotoren nutzen die Direkteinspritzung. Da Dieselmotoren jedoch einen anderen Prozess zur Verbrennung ihres Kraftstoffs nutzen – bei dem ein herkömmlicher Benzinmotor ein Gemisch aus Benzin und Luft verdichtet und mit einer Zündkerze entzündet, verdichten Dieselmotoren nur Luft und sprühen dann Kraftstoff ein, der durch die Hitze und den Druck entzündet wird – unterscheiden sich ihre Einspritzsysteme in Konstruktion und Funktionsweise von Benzin-Direkteinspritzsystemen.