Antriebstechnik 10.05.2002, 17:34 Uhr

Otto lernt vom Diesel sparen

Die Tage der Saugrohreinspritzung beim Ottomotor sind gezählt. Sparsame und leistungsstarke Direkteinspritzer drängen in Europa mit Macht nach vorn.

Automobile werden mehr denn je entsprechend den Anforderungen des jeweiligen lokalen Absatzmarktes produziert. VW-Chef Dr. Bernd Pischetsrieder sieht Ingenieure bei ihren Entwicklungen nicht vor einem Dilemma, sondern vor einem „Multilemma“, da nicht allein Kundenwünsche und Vorschriften wie Umwelt- und Sicherheitsstandards auf den Märkten unterschiedlich sind, sondern auch die „lokalen“ Gegebenheiten.
In Europa drängen derzeit Ottomotoren mit Direkteinspritzung mit Macht auf den Markt, da hier zunehmend die für sie erforderliche hohe Kraftstoffqualität angeboten wird. In Deutschland verkaufen einige Kraftstoffhersteller bereits schwefelfreies Benzin (max. 10 ppm Schwefel), ab 2003 werden alle anderen folgen und 2005 soll es EU-weit bereitstehen.
Die Entwicklung verdeutlicht, dass der „lokale Markt Europa“ der Innovationsplatz im Automobilbau ist, auch wenn beim Benzin-Direkteinspritzer (abgesehen von den ersten DI-Motoren Anfang der 50er Jahre in Gutbrod-Pkw und im Mercedes 300 SL) die Initiative dieses Mal aus Japan kam. Die Branche wurde? regelrecht „aufgeschreckt“, als Mitsubishi 1997 seinen 1,8-l-Benzin-Direkteinspritzer (GDI) anbot, wie Dr. Klaus Egger, Vorstand?Siemens?VDO Automotive, es Ende April anlässlich des Wiener Motorensymposium formulierte.
Die Aufregung legte sich schnell, da im Fahralltag mit dem GDI-Motor der mögliche Minderverbrauch durch Direkteinspritzung mit Ladungsschichtung bis zu 15 % gegenüber der Saugrohreinspritzung nicht erreicht wurde. Es dürfte an den Kompromissen liegen, die das schwefelhaltige Super-Benzin erzwingt. Zwar ließ die Renault AG 1999 aufhorchen, weil sie als erster Hersteller in Europa ihren 2,0-l-16V-Benzin-Direkteinspritzer (103 kW 200 Nm 7,9 l/100 km) im Mégane (heute nur noch im Laguna) anbot. Doch ist die Verbrauchsminderung des Saugmotors weniger auf die „HDi-Technik“ zurückzuführen, als vielmehr auf die komplette Neukonstruktion des Motors. Es gibt hier kein geschichtetes Brennverfahren, im Teillastbereich (Stadtverkehr) kann der Motor nicht „mager“ wie ein Diesel mit großem Luftüberschuss betrieben werden.
Richtig los legten die Motoringenieure der Branche mit schichtgeladenen DI-Konzepten, als der ehemalige VW-Chef Ferdinand Piëch 1999 auf dem Wiener Motorensymposium erklärte, dass bis 2005 in jeder Modellreihe des Konzerns ein leistungsstarker und sparsamer Benzin-Direkteinspritzer angeboten werden wird.
Den ersten FSI-Motor – das Kürzel steht für Fuel Stratified Injection ?(geschichtete Benzin-Direkteinspritzung) – bietet VW seit November 2000 im Lupo 1.4 FSI (77 kW?130 Nm Verbrauch „insgesamt“: 4,9 l/100 km) an, als Shell gleichzeitig das schwefelfreie Benzin „Optimax“ bereitstellte. Der PSA-Konzern offeriert in Deutschland seit 2001 seinen 2,0-l-HPi-Vierzylinder-Saugmotor (103 kW 192 Nm 7,7 l/100 km) mit wandgeführtem Brennverfahren im Citroën C5 und im Peugeot 406. Seit März bzw. April gibt es nun im VW-Konzern den 1,6-l-FSI-Motor (81 kW 155 Nm) im VW Golf und im Bora (6,2 l/100 km) sowie im Audi A2 (5,9 l/100 km).
Jetzt folgen in Kürze zwei neue leistungsstarke und verbrauchsreduzierte Direkteinspritzer mit Schichtladung aus deutscher Produktion, die sich deutlich voneinander unterscheiden (Bericht folgt): Audi wird im A4 den 2,0-l-16V-Vierzylinder-FSI als Saugmotor (110 kW 200 Nm 7,1 l/100 km) mit luftgeführtem Brennverfahren präsentieren, DaimlerChrysler im Mercedes C 200 CGI den 1,8-l-16V-Vierzylinder (125 kW 250 Nm, 7,8 l/100 km) mit wandgeführtem Brennverfahren nebst Kompressoraufladung. Beim luftgeführten Verfahren wird das Benzin in die durch den profilierten Kolbenboden zur Zündkerze gelenkte Verbrennungsluft gespritzt beim wandgeführten Verfahren in die Mulde des profilierten Kolbens.
Verzichtet man auf das Sparpotenzial Schichtladung, führt die Direkteinspritzung zur Leistungserhöhung und zu einem spontaneren Ansprechverhalten der Motoren. Alfa Romeo demonstriert dies mit dem 2,0-l-JTS-Vierzylinder (110 kW) in den neuen Modellen 156 und Sportwagon. Auch von BMW ist derartiges zu erwarten. Wie von Dr.-Ing. Burkhard Göschel, BMW-Vorstand Entwicklung und Einkauf, zu hören war, wird der neue V12-Zylinder aus München neben der stufenlosen Ventilsteuerung „Valvetronic“ auch über Direkteinspritzung verfügen.
Die Benzin-Direkteinspritzer werden so sparsam wie die herkömmlichen Saugdiesel mit Nebenkammer-Verbennungsverfahren sein. Sie benötigen aber ein aufwendigeres Kat-System als die bisherigen Benziner, da bei ihnen die Stickoxid- und die Partikel-Emission ansteigen. WOP
Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 490: 23. Intern.Wiener Motorensymposium, 25.-26. April 2002.Veranstalter: TU Wien und ÖVK. VDI Verlag Düsseldorf. 2 Bände, insg. 602 S., 482 Bilder, 23 Tab., ISBN 3-18-349012-9, 217,00.

Von Wolfgang Pester
Von Wolfgang Pester

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