Die Direkteinspritzung ist eine Kraftstoffzufuhrtechnologie, die es Benzinmotoren ermöglicht, Kraftstoff effizienter zu verbrennen und so mehr Leistung, sauberere Emissionen und eine verbesserte Kraftstoffeffizienz zu erreichen.
Wie die Direkteinspritzung funktioniert
Benzinmotoren arbeiten, indem sie ein Gemisch aus Benzin und Luft in den Zylinder ansaugen, es mit dem Kolben komprimieren und es mit einem Funken zünden. Die resultierende Explosion drückt den Kolben nach unten und erzeugt Leistung. Bei herkömmlichen indirekten Einspritzsystemen werden Benzin und Luft in einer Kammer direkt außerhalb des Zylinders, dem sogenannten Ansaugkrümmer, vorgemischt. Bei Direkteinspritzsystemen werden Luft und Benzin nicht vorgemischt. Stattdessen tritt Luft durch den Ansaugkrümmer ein, und Benzin wird direkt in den Zylinder eingespritzt.
Vorteile der Direkteinspritzung
In Kombination mit einer hochpräzisen Computersteuerung 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 Einspritzventils ermöglicht außerdem eine optimiertere Zerstäubung, die das Benzin in feine Tröpfchen zerteilt. Das Ergebnis ist eine vollständigere Verbrennung. Mit anderen Worten: Mehr Benzin wird verbrannt, was mehr Leistung aus jedem Tropfen Benzin und weniger Verschmutzung bedeutet.
Nachteile der Direkteinspritzung
Die Hauptnachteile von Direkteinspritzmotoren sind Komplexität und Kosten. Direkteinspritzsysteme sind in der Herstellung teurer, da ihre Komponenten robuster sein müssen. Sie handhaben Kraftstoff bei viel höheren Drücken als indirekte Einspritzsysteme, und die Einspritzventile selbst müssen der Verbrennungshitze und dem Druck im Zylinder standhalten.
Wie leistungsstark und effizient ist diese Technologie?
Der Cadillac CTS wurde sowohl mit einer indirekt eingespritzten als auch einer direkt eingespritzten Version seines 3,6-Liter-V6-Motors verkauft. Während der indirekt eingespritzte Motor 263 PS und 253 lb-ft Drehmoment liefert, produziert die Direkteinspritzversion 304 PS und 274 lb-ft. Trotz der zusätzlichen Leistung sind die EPA-Kraftstoffverbrauchsschätzungen des Direkteinspritzmotors im Stadtverkehr um 1 MPG besser (18 MPG gegenüber 17 MPG) und auf der Autobahn gleich. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Direkteinspritzmotor von Cadillac mit 87-Oktan-Normalkraftstoff betrieben werden kann. Konkurrenzfahrzeuge von Infiniti und Lexus, die 300 PS starke, indirekt eingespritzte V6-Motoren verwenden, benötigen hingegen hochoktanigen Kraftstoff.
Neues Interesse an der Direkteinspritzung
Die Direkteinspritztechnologie existiert seit der Mitte des 20. Jahrhunderts. Allerdings hatten nur wenige Automobilhersteller sie für Personenkraftwagen übernommen. Die elektronisch gesteuerte indirekte Kraftstoffeinspritzung bot enorme Vorteile gegenüber mechanischen Vergasern, dem bis in die 1980er Jahre vorherrschenden Kraftstoffzufuhrsystem, bei deutlich geringeren Herstellungskosten und nahezu gleicher Leistung. Entwicklungen wie steigende Kraftstoffpreise und strengere Vorschriften für Kraftstoffverbrauch und Emissionen veranlassten viele Automobilhersteller, mit der Entwicklung von Direkteinspritzsystemen zu beginnen. In naher Zukunft ist zu erwarten, dass immer mehr Fahrzeuge Direkteinspritzung einsetzen werden.
Dieselfahrzeuge und Direkteinspritzung
Fast alle Dieselmotoren verwenden die Direkteinspritzung. Allerdings verbrennen Dieselmotoren den Kraftstoff auf eine andere Weise. Während konventionelle Benzinmotoren ein Benzin-Luft-Gemisch komprimieren und mit einem Funken zünden, komprimieren Dieselmotoren nur Luft und sprühen dann Kraftstoff ein, der durch die Hitze und den Druck gezündet wird. Daher unterscheiden sich ihre Einspritzsysteme in Design und Funktionsweise von Benzin-Direkteinspritzsystemen.