Download PDF / 206 KB - Porsche

Seite 32
Christophorus 325
Christophorus 325
Seite 33
Hightech-Zerstäuber
Auf Kommando: Die neue Einspritzdüse (1) sitzt am Zylinderkopf
und versorgt unter Hochdruck den Brennraum (2) mit
der gewünschten Menge Kraftstoff. Dort wird dieser vermischt
und mit der Zündkerze (3) gezündet
Technik
Text
Klaus-Eckhard Jost
Fotografie
Werk, Becker Lacour
Mit dem Einsatz der neu entwickelten Benzindirekteinspritzung
Direct Fuel Injection (DFI) drückt Porsche bei den aktuellen
Cayenne-Motoren auf die Düse – und sorgt für spürbar mehr
Leistung bei deutlich geringerem Verbrauch.
3
1
Kleines Teil mit großer Wirkung: Projektleiter Bernd
Hemminger zeigt die Düse für die Benzindirekteinspritzung
mit Schutzkappe für den Transport
2

Seite 34
Christophorus 325
Standfest: Die eher unscheinbare Einspritzdüse kommt in den
Motoren der neuen Cayenne-Generation groß raus
Im Mittelpunkt steht eine Düse. Genauer gesagt: ein elektrisch betätigtes
Ventil in Kombination mit einer Düse. Korrekt bezeichnet
spricht man von einem Injektor. Er sitzt verborgen tief im Inneren
desMotors,direktamZylinderkopfundversorgtunterHochdruck
den Brennraum mit der gewünschten MengeTreibstoff. Dort wird
dieser sorgfältig mit Luft vermischt. Eine zündende Idee, mit der
die Porsche-Ingenieure die neuen Cayenne-Motoren ausgestattet
haben. Die Arbeit der Düse unter extremen Bedingungen hinterlässt
eindrucksvolle Spuren. So wirklich ansehen mag man ihr das
nicht, wie sie so ganz ohne Verbindung zu ihrem Arbeitsplatz auf
dem Tisch liegt. Aber Bernd Hemminger, Projektleiter für den
Cayenne-Antrieb, versichert: „Die Düse ist ein kleines, stabiles
Bauteil mit großerWirkung.“
Benzindirekteinspritzung DirectFuelInjection (DFI) heißt die wohl
wichtigste Neuheit in den Aggregaten der zweiten Generation des
sportlichen Geländegängers. Sie ist Teil des Gesamtkonzepts, das
durchschnittlichzwölf ProzentmehrLeistungundbiszu15Prozent
weniger Verbrauch verspricht. Denn wie immer, wenn sich die
Motorenentwickler ausWeissach dem Leistungszuwachs widmen,
bleibt es nicht bei einer simplen Vergrößerung des Hubraums. Die
V8-Aggregate, für den Antrieb im Cayenne S und CayenneTurbo
verantwortlich, erfahren durch den Einsatz der variablen Ventilsteuerung
VarioCam Plus weitere Aufwertung. Der Cayenne S erhielt
zudem ein schaltbares Saugrohrsystem. Bis 4000/min sorgen
lange Saugrohre für ein fülliges Drehmoment, danach werden sie
für eine spontanere Leistungsentwicklung verkürzt. Mit einem
satten Drehmoment glänzt auch der Turbo. Mit zwei neuen Ladern
und jetzt 500 PS kommt er auf 700 Newtonmeter – und das bei
einer Drehzahlbandbreite von 2250 bis 4500 Umdrehungen.
Das Hightech-Aushängeschild aber ist die Benzindirekteinspritzung.
Ausgangspunkt ist eine Mehrkolbenaxialpumpe, die an der
Nockenwelle angedockt ist. Über die Kraftstoffgalerie zwischen den
beiden Zylinderbänken werden die Einspritzdüsen mittels einer
Hochdruckpumpe mitTreibstoff versorgt. In einem zusätzlich optimiertenWinkel
wird das Benzin mit einem Druck zwischen 40 und
120 bar in den Brennraum gespritzt. Hemminger: „Durch den A

Seite 36
Christophorus 325
Starkes Stück: Der V8-Motor mit der Hochdruckpumpe
(orange), die die verborgen eingebauten Einspritzdüsen
über den zentralen Hochdruckrail (gelb) und die Injektoren
mit Halter (blau) mit Treibstoff versorgt
Cayenne-Motoren: Ein Trio mit viel Power
Fülliges Drehmoment, spontanes Ansprechverhalten –
die Cayenne-Motoren der zweiten Generation sind deutlich
leistungsstärker als ihre Vorgänger.
Hier die wichtigsten Fakten im Überblick:
Cayenne V6
Motor:
V6-Zylinder
Hubraum: 3,6 Liter
Leistung: 213 kW (290 PS)
Max. Drehm.: 385 Nm bei 3000 ⁄ min
Höchstgeschw.: 227 km ⁄ h (227 km ⁄ h*)
0 – 100 km ⁄ h: 8,1 sec (8,5 sec*)
Cayenne S
Motor:
V8-Zylinder
Hubraum: 4,8 Liter
Leistung: 283 kW (385 PS)
Max. Drehm.: 500 Nm bei 3500 ⁄ min
Höchstgeschw.: 252 km ⁄ h (250 km ⁄ h*)
0 – 100 km ⁄ h: 6,6 sec (6,8 sec*)
Cayenne Turbo
Motor:
V8-Zylinder Biturbo
Hubraum: 4,8 Liter
Leistung: 368 kW (500 PS)
Max. Drehm.: 700 Nm ab 2250 ⁄ min bis 4500 ⁄ min
Höchstgeschw.: 275 km ⁄ h*
0 – 100 km ⁄ h: 5,1 sec*
* = mit TiptronicS
höheren Druck wird das Gemisch feiner zerstäubt und kann sich
besser mit der durch das Einlassventil eingeströmten Luft vermischen.“
Da sich die Temperaturen im Zylinder durch die Direkteinspritzung
verringern, kann mehr Luft als bisher in den Brennraum
gepresst werden. Das erhöht die Energiedichte des Gemischs
und somit die Leistung unter optimalen Bedingungen. Denn über
die Einspritzzeit und den -druck lässt sich die benötigte Benzinmenge
exakt steuern. Durch die niedrigerenTemperaturen können
zudem Selbstzündungen vermieden werden, der Motor ist also
weniger klopfempfindlich. Das ermöglicht eine höhere Verdichtung.
Beim Cayenne S etwa beträgt sie nun 12,5:1. Das Aggregat
arbeitet effizienter, derVerbrauch sinkt. So stiegen beim CayenneS
die Leistung um 13 Prozent von 340 PS (250 kW) auf 385 PS
(283 kW) und das Drehmoment um 19 Prozent von 420 auf 500
Nm, der Verbrauch aber reduzierte sich um 8,1 Prozent auf 13,7
Liter auf 100 Kilometer. In einem praxisnäheren eigenen Porsche-
Zyklus, der auch eine Fahrstrecke auf der Autobahn mit hohem
Tempo umfasst, sank derVerbrauch sogar um fast 15 Prozent.
Auch die Arbeit der Katalysatoren wird durch DFI positiv beeinflusst
und beschleunigt – besonders beim Kaltstart. Im Normalfall
spritzt die Düse den benötigten Kraftstoff auf einmal in den Zylinder.
Doch in speziellen Fahrzuständen wird der Brennstoff auch
zwei Mal injiziert, etwa nach dem Motorstart. Ganz gezielt verrichtet
die Einspritzdüse nochmals ihre Arbeit, wenn es für den eigentlichenVerbrennungsvorgang
schon zu spät ist. Ein Teil derVerbrennung
findet dann ganz gewollt nicht im Zylinder, sondern im
Auspuffkrümmer statt. Als Folge dieses Kniffs wird der Katalysator
schneller erwärmt und kann früher mit seiner reinigenden Arbeit
beginnen. „Wir haben uns von Anfang an hohe Ziele gesetzt“, sagt
Bernd Hemminger, „die Ergebnisse können sich wirklich sehen
lassen.“ Vor allem aber sind sie erfahrbar. Ein Druck aufs Gaspedal
genügt. Dann macht die Düse Dampf.
B