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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.

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1

Kleines Teil mit großer Wirkung: Projektleiter Bernd

Hemminger zeigt die Düse für die Benzindirekteinspritzung

mit Schutzkappe für den Transport

2

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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

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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