Grundlagen Motorentechnik

Baustein
Grundlagen Motorentechnik
Direkteinspritzung: Der Kraftstoff wird ähnlich wie beim Dieselmotor direkt in die Brennräume gespritzt. Wir
wollen uns hier einen kurzen Überblick über das recht komplexe Thema verschaffen.
Der Kraftstoff wird von einer Hochdruckpumpe (max. Druck dzt. ca. 200 bar) in ein Rail gefördert und gelangt
von dort über die Einspritzventile direkt in die Zylinder. Im Gegensatz zur Saugrohreinspritzung ist hier der
Einspritzdruck ähnlich wie beim Common Rail System für Dieselmotoren variabel. Es sind mit schnellen Injektoren
auch Mehrfacheinspritzungen möglich. Die Anlage ist technisch aufwendiger als die Saugrohreinspritzung.
Die beiden Bilder zeigen 2 unterschiedliche Verfahren für die Benzin-Direkteinspritzung (BDE)
Merkmale: Merkmale:
1. Generation, seit ca. 1997 in 2. Generation, seit 2006 in
Serie, Kraftstoffeinsparung Serie, Kraftstoffeinsparung
ca. 5 % zur Saugrohreinspritzung, ca. 20 %, bei höherer Leistung
komplexer Brennraum nach außen öffnende Injektoren
Wandgeführte BDE: Das linke Bild zeigt eine wandgeführte BDE. Die Einspritzung erfolgt je nach Betriebszustand
bereits im Ansaugtakt oder im Verdichtungstakt. Für die Gemischbildung ist im Zylinder eine entsprechende,
gezielte Luftbewegung (entweder ein Drall, eine „Luftwalze“ oder beides) erforderlich. Auch deswegen,
weil an die Zündkerze für die absolut sichere Entflammung eine leicht entzündliche Gemischwolke gebracht
werden muss. Deswegen ist der Brennraum eines Motors mit wandgeführter BDE komplizierter gestaltet,
als bei der Saugrohreinspritzung bzw. bei der strahlgeführten BDE (im Bild rechts). Die wandgeführte BDE
wird durch die strahlgeführte BDE abgelöst. Bei den in Steyr gebauten BMW Motoren wurde und wird die
wandgeführte BDE nicht eingesetzt, daher gehen wir nicht weiter darauf ein.
Strahlgeführte BDE: Bei der strahlgeführten BDE hat der Injektor mit seinem Stahlbild einen erheblichen Einfluss
auf die Gemischbildung im Brennraum. Der Kraftstoffstrahl tritt feinst zerstäubt in Form eines breit gefächerten
Hohlkegels aus dem Injektor aus. Er geht nahe an der Zündkerze vorbei, darf sie aber nicht treffen. Je
nach Betriebszustand des Motors sind präzise Mehrfacheinspritzungen für die Gemischbildung erforderlich.
Dazu benötigt man sehr schnelle Injektoren mit Piezosteuerung.
Mit der strahlgeführten BDE ist in weiten Betriebsbereichen des Motors ein Magerbetrieb ohne Komforteinbußen
möglich. Dadurch ist gegenüber einem Otto-Motor mit Saugrohreinspritzung eine Kraftstoffeinsparung von
bis zu 20 % erreichbar. Die strahlgeführte BDE von BMW, eine BMW - Siemens VDO-Entwicklung, wird
erstmals unter der Bezeichnung High Precision Injection (HPI) bei den N53 und N54 Motoren eingesetzt.
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