Benzin-Direkteinspritzung

Die Direkteinspritzung ist die moderne Form der Aufbereitung des Verbrennungsgemischs in Automotoren. Die meisten der heute produzierten Motoren arbeiten nach diesem Prinzip, da es deutlich präziser arbeitet als eine vorgelagerte Gemischaufbereitung.

Allerdings stellt das Verfahren auch eine Menge Anforderungen an die verwendete Technik. Es wird mit hohen Einspritzdrücken gearbeitet und vor allem auch die Form und Präzision der Einspritzdüse ist absolutes High-Tech.

Zunächst kam die Direkteinspritzung bei Dieselmotoren zum Einsatz. Die Einspritzung ist hier aufgrund der fehlenden Zündkerze etwas einfacher zu konstruieren. Seit etwa 2005 setzt sich die Technik aber auch mehr und mehr im Bereich der Benzinmotoren durch.

Common Rail Einspritzung
Die meisten Direkteinspritzer arbeiten heute nach dem Common Rail (= gemeinsame Schiene) Prinzip. Hierbei erzeugt eine einzelne Hochdruckpumpe den erforderlichen Einspritzdruck, der bei Dieselmotoren derzeit bis zu 2.800 bar beträgt. An dieser gemeinsamen Hochdruckleitung hängen dann die Einspritzdüsen für alle Zylinder des Motors.

Pumpe/Düse Prinzip
VW verfolgte lange Zeit das Prinzip der Pumpe/Düse Kombination, bei dem für jede Einspritzdüse eine eigene Pumpe eingesetzt wurde. Bei einem Vierzylindermotor wurden also vier Einspritzpumpen eingebaut. Mit stetig steigenden Einspritzdrücken und entsprechenden Kostensteigerungen für jede einzelne Pumpe wurde dieses Konzept allerdings zu Gunsten der Common Rail Technik aufgegeben. Ferner kann man noch dazu sagen, dass die Pumpe/Düse Technik auch fehleranfälliger war.

Chrakteristisches Nageln
Einen Ottomotor mit Direkteinspritzung kann man beinahe für einen leisen Dieselmotor halten. Während bei einer indirekten Gemischeinspritzung mittels Vorkammer- oder Wirbelkammertechnik der Kraftstoff komplett verdampft ist, gibt es bei Direkteinspritzern zu Beginn des Verbrennungsprozesses immer noch eine Tröpfchenbildung. Diese führen dazu, dass der Druck im Zylinder sprunghafter ansteigt als bei einem vorbereiteten Gemisch. Der Motor wird also lauter und gelegentlich laufen die Motoren auch etwas unrunder.

Geschichte der Direkteinspritzung im Ottomotor
Die ersten Versuche zur direkten Einspritzung von Benzin wurden bereits in den 30er Jahren des vorigen Jahrhunderts durchgeführt. So entwickelte zum Beispiel die Flugzeugfirma Junkers zusammen mit Daimler-Benz und Bosch gemeinsam ein System für einen Flugmotor (BMW VI). Ab 1937 war der Flugmotor Jumo 210 G der erste in Serie produzierte Direkteinspritzer.

Im PKW-Bereich kam die Direkteinspritzung zunächst in Rennwagen wie zum Beispiel dem Mercedes 300 SLR zum Einsatz. Diese Einsätze in den 50er Jahren waren aber Einzelfälle.

In Großserie wurde die Direkteinspritzung erst von Mitsubishi im Jahre 1997 im Carisma verwendet. Es folgten Renault IDE und VW mit dem FSI Konzept in den Jahren 1999 bzw. 2000.