Motor Ratgeber

Fluch oder Segen?: Die Benzin-Direkteinspritzung

20. Dezember 20211930 views0

In der Automobilbranche nimmt die Entwicklung von Motoren mit Benzin-Direkteinspritzung (DI, GDI) zunehmend an Fahrt auf. Angetrieben wird diese durch die Verschärfung von Verbrauchs- und Emissions-Standards, was sowohl Vor- als auch Nachteile mit sich bringt.

Der Unterschied zwischen Direkt- und Saugrohreinspritzung

Bei Motoren mit Benzin-Direkteinspritzung wird der Kraftstoff vom Tank zur Hochdruckpumpe befördert, die über die Nockenwelle angetrieben wird. Anschließend gelangt der Kraftstoff in die Injektoren und wird mit bis zu 200 bar direkt in den Brennraum eingespritzt. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird dabei komplett in den Zylindern aufbereitet.

Anders läuft die Gemischaufbereitung bei Motoren mit Saugrohreinspritzung ab: Hier wird der Kraftstoff vor die Einlassventile eingespritzt, mit Luft vermischt und anschließend in den Brennraum gespült.

Quelle: Bosch

Vor- und Nachteile der Direkteinspritzung

Durch die Benzin-Direkteinspritzung wird eine bessere Kühlung des Brennraums ermöglicht, womit die Klopfneigung reduziert und ein höherer Wirkungsgrad erzielt wird. Hierdurch sinkt der Verbrauch vor allem im Teillastbereich und die Motorleistung wird insgesamt verbessert (besseres Ansprechverhalten, mehr Drehmoment). Weiterhin stoßen Motoren mit Benzin-Direkteinspritzung weniger CO2 aus als Motoren mit Saugrohreinspritzung.

Leider bringt die Benzin-Direkteinspritzung langfristig auch Nachteile mit sich: Kohleablagerungen sind ein häufiges Problem, die sowohl durch die zurückgeführten Abgase von der Kurbelgehäuseentlüftung als auch vom AGR-Ventil an den Einlassventilen entstehen. Hiervon sind auch Motoren mit Saugrohreinspritzung betroffen, jedoch werden die Einlassventile durch den vorbeiströmenden Kraftstoff wieder gereinigt.

Zudem werden für die Benzin-Direkteinspritzung zusätzliche und vor allem teurere Motorkomponenten benötigt: So ist der Austausch der Hochdruckpumpe oft sehr kostspielig, außerdem sind die Injektoren alles andere als günstig zu ersetzen.

Weiterhin sind höhere Feinstaubemissionen ein ernsthaftes Problem, die den zunehmenden Einsatz von Ottopartikelfiltern nötig machen. Durch die Abgasnorm Euro 6d-TEMP sind Autohersteller seit September 2018 quasi dazu gezwungen, direkteinspritzende Motoren mit einem solchen Filter auszurüsten, um die Grenzwerte für Feinstaub einhalten zu können.

Worauf es zu achten gilt

Um die Vorteile eines direkteinspritzenden Motors aufrechtzuerhalten, ist es empfehlenswert, mit der sog. „Walnut-Blasting“-Methode (Walnuss Strahlen) die Einlassventile von den Kohleablagerungen zu befreien. Zwar ist eine Reinigung in der Regel nicht vorgesehen, wird aber von einigen Herstellern als zusätzlicher Service für rund 500 Euro angeboten (z.B. bei BMW). Wer hiermit zu lange wartet, muss mit einem zunehmend steigenden Verbrauch und abnehmender Leistung rechnen.

Weiterhin sollte für die Funktionstüchtigkeit der Injektoren Sorge getragen werden, deren Düsenkopf direkt im Brennraum sitzt und nicht nur heißen Temperaturen, sondern auch Blow-By-Gasen ausgesetzt ist. Letztere führen ebenfalls zu Kohleablagerungen, die mit der Zeit in den feinen Einspritzdüsen entstehen und diese verstopfen. Vorbeugend hierfür ist der Einsatz von reinigenden Kraftstoff-Additiven gefragt, die in regelmäßigen Abständen (ca. alle 2000 Kilometer) beim Tanken hinzugegeben werden.

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Fazit

Die Saugrohreinspritzung findet heutzutage fast nur noch in leistungsschwachen Motoren diverser Kleinwagen und in einigen Hybrid-Fahrzeugen Anwendung. Fakt ist, dass die Einhaltung der zunehmend restriktiven Regelungen ohne Benzin-Direkteinspritzung kaum noch zu bewerkstelligen ist und sich diese deshalb auf lange Sicht durchsetzen wird.

Die aus der Direkteinspritzung resultierenden Nachteile sind den Herstellern jedoch nicht unbekannt. So kombiniert Toyota im aktuellen RAV4-Triebwerk M20A-FKS die Vorteile der Saugrohr- und Direkteinspritzung, indem die Injektoren sowohl in den Brennräumen als auch vor den Einlassventilen platziert sind. Dieselbe Lösung bietet auch Ford für den Dreizylinder 1.5 EcoBoost Dragon an, welcher unter anderem im aktuellen Ford Focus zum Einsatz kommt.