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  #1  
Alt 25.11.2002, 14:08
Turbofan
Gast
 
Beiträge: n/a
Standard Benzin-Direkteinspritzer: Ziel verfehlt ?

Bei FOCUS-Online fand ich folgenden Bericht:
" Benzin-Direkteinspritzer: Ziel verfehlt "

LINK:
http://www.auto.t-online.de/AU/DE/de...Technik529.xml

Text ohne Bilder:
Sind Benzin-Direkteinspritzer ein Meilenstein oder eine Mogelpackung der Motorenentwicklung? Die Erwartungen jedenfalls wurden hoch gesteckt: Zehn bis 15 Prozent weniger Kraftstoffverbrauch.




Die Ernüchterung allerdings ist groß. Selten klafften Erwartung und Realität weiter auseinander. Denn den Direkteinspritzern fällt es im Normalbetrieb schwer, die Verbrauchswerte vergleichbarer Ottomotoren mit konventioneller Kanaleinspritzung signifikant zu unterbieten.
Das ist erklärungsbedürftig, zumal Direkteinspritzer bei den ECE-Normwerten die in sie gesetzten Erwartungen meist erfüllen. Der scheinbare Widerspruch liegt vor allem im Funktionsprinzip der mit Schichtladung konzipierten Direkteinspritzer begründet: Sie laufen nur im unteren Last- und Drehzahlbereich sparsam, da mit Luftüberschuss und ohne große Drosselverluste.

Dieser magere Betriebsbereich passt nahezu ideal für den ECE-Fahrzyklus mit seinem niedrigen Leistungsbedarf und hohen Leerlaufanteil. Sobald aber Fahrdynamik und damit mehr Power verlangt wird, schalten auch die FSI- oder CGI-Motoren auf stöchiometrisches Gemisch um (Lambda 1) und laufen mit ähnlichem, manchmal sogar schlechterem Wirkungsgrad als die normalen Saugrohr-Einspritzer.

Auch das bedarf einer Erklärung. Denn eigentlich müsste der Wirkungsgrad wegen der höheren möglichen Verdichtung auch im oberen Lastbereich stets besser sein als bei den normalen Einspritzmotoren. Doch gibt es andere Faktoren, die dies verhindern. So müssen Direkteinspritzer die einströmende Luft in abenteuerliche Wirbel (Drall oder Tumble) versetzen, um im Magerbetrieb überhaupt zündfähiges Gemisch an die Zündkerze zu befördern. Spezielle, klappengesteuerte Drall- oder Tumble-Kanäle sowie entsprechend geformte Nasenkolben, die an unselige Zweitaktzeiten erinnern, besorgen diesen Effekt.

Bei höherer Last sind solche Ladungsbewegungen eher störend. Die Folgen: thermodynamische Verluste durch schlechteren Ladungswechsel und größere Kolbenoberflächen. Zudem kostet die in regelmäßigen Abständen notwendige Regeneration des Denox-Kats zusätzlichen Kraftstoff.

Aus diesem Grund verzichten manche Hersteller gleich ganz auf den komplizierten Schichtladebetrieb und betreiben die Motoren weitgehend mit homogenem Gemisch (Lambda 1). Der Vorteil: Abgesehen von der freien Kanal- und Kolbengestaltung spart man sich auch die aufwendige Abgasentgiftung (Denox-Kat). Zudem ist der Motor nicht zwangsläufig auf schwefelarmen Kraftstoff (Super Plus) angewiesen, der in Europa noch nicht flächendeckend und in den USA überhaupt nicht erhältlich ist.






Auf der Haben-Seite bleiben eine etwas höhere Leistung und eine Verbrauchsreduktion von drei bis maximal fünf Prozent sowie eine spontanere Leistungsentfaltung als bei den zäh und rauh wirkenden Schichtlademotoren. Alfa Romeo, BMW (beim neuen V12) und Renault (IDE) gehen diesen Weg, künftig auch Opel und Porsche.
Letztendlich wird sich also der Direkteinspritzer als logischer Entwicklungsschritt auch beim Benziner durchsetzen. Dennoch wird man mit einer wesentlich langsameren Durchdringung des Marktes rechnen müssen, als dies beispielsweise mit dem direkteinspritzenden Diesel gelang. Denn an die Verbrauchswerte eines TDI (Turbodiesel-Direkteinspritzer) wird selbst der sparsamste DI-Benziner nie herankommen. Und dessen bullige Durchzugskraft ist noch ein fernes Entwicklungsziel.


Autor: Gert Hack
Stand: Oktober 2002
----------Zitat Ende

Was meint Ihr dazu ?
Kann man wirklich von einem verfehlten Ziel reden?
Ist der Vegleich zu den TDI gerecht (Turbodiesel gegenüber Benziner ohne Turbo) ?
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  #2  
Alt 25.11.2002, 14:48
ringrichter
Gast
 
Beiträge: n/a
Standard Re: Benzin-Direkteinspritzer: Ziel verfehlt ?

Tja, was soll ich sagen. Hätte man das nicht vorher wissen können?
Also -- es ist schon recht lustig mitzubekommen, daß selbst in einem Hause sehr unterschiedliche Meinungen existieren. In einem Gespräch mit einem Freund von einem großen Münchner Automobilhersteller erfuhr ich, daß VAG die Lambda=1 Technik bei ihren FSI's einsetzt. In einem anderen Gespräch mit einem anderen Freund bei der gleichen Firma wurde das dementiert, allerdings mit der Anmerkung, daß beim Umschalten auf die Lambda=1-Regelung kein Verbrauchsvorteil zu erreichen war (<1%). Das wirft natürlich die Frage auf: Was stimmt denn jetzt?
Daß die Katalytik extrem aufwendig ist, ist auch bereits bekannt. Noch vor 2 Jahren waren Iridium-Kat's nötig, um die NOx zu reduzieren. Das führt natürlich zu einem Dilemma. Erhöht man die Verdichtung, um einen Wirkungsgradvorteil zu erlangen, steigt auch die Verbrennungstemperatur, was die verstärkte Bildung von NOx zur Folge hat. In Anbetracht der schwierigen Katalysator-Frage ein elementares Problem, für die es scheinbar im Moment keine marktwirtschaftlich sinnvolle Lösung gibt. Andererseits sinkt (natürlich) der Wirkungsgrad aufgrund der inneren Gemischbildung, da die Durchbrenndauer verlängert wird (ist übrigens auch der Grund, warum Diesel nicht so hoch drehen). Der einzige Vorteil bei Schichtladern wäre der Teillastbetrieb mit Lambda>1 (nicht 1,1 sondern eher 1,8), allerdings ebenfalls mit den genannten Problemen. Da sind dann schon die Ansätze von BMW mit der Valvetronik sinnvoll, bei der eine interne AGR ohne Drosselverluste stattfindet. Denn der Verzicht auf die Ladungswechselschleife stellt wohl den einzigen Vorteil der Direkteinspritzerei dar. Das ganze wäre alles nicht so schwer, wenn es die Umwelt nicht gäbe, dann würden Benziner und Diesel heute etwa gleichhohe Verbräuche haben (Diesel ein bischen weniger, da der Brennwert pro Liter größer ist). Die erzielbaren Verbräuche bei Benzinern und Dieseln wären im übrigen weit unter den heutigen, da auch beim Diesel der Einspritzzeitpunkt früher gewählt werden könnte. Dann würden zusätzlich noch weniger Ruß entstehen, allerdings mehr CO und NOx.
Das Fazit muß wohl lauten, daß ab dem Tage, an dem ein wirklich funktionierender und billiger Denox-Kat auf dem Markt ist, die Verdichtung auf vielleicht 13-14 beim Benziner erhöht werden kann, damit die Leistung steigt und der Verbrauch sinkt. Bis dahin leider nur interessante Technik.
Gruß
RR
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