Benzineinspritzung

Einspritzdüse für Einpunkt-Saugrohreinspritzung

Die Benzineinspritzung ist eine moderne Technik, ein zündfähiges Benzin-Luft-Gemisch für einen Verbrennungsmotor zu erzeugen. Sie hat gegen Ende des 20. Jahrhunderts bei Pkw-Ottomotoren den Vergaser abgelöst. Diese Entwicklung setzte zunächst in den 1970er Jahren bei Oberklasse-Fahrzeugen ein, wohingegen bei Kleinwagen noch bis in die frühen 1990er Jahre Vergasermotoren verwendet wurden. Bei Motorrädern hingegen setzte die weitgehende Ablösung der Vergaser durch Einspritzer erst etwa nach der Jahrtausendwende ein. Wie zuvor bei den Pkw, begann dies zunächst bei den hubraum- bzw- leistungsstärksten Modellen.

Vorteile

Die Technik der Benzineinspritzung ist relativ alt. Den Durchbruch erreichte diese Technik allerdings erst in den 70er Jahren, als die Preise für Rohöl in die Höhe schnellten und es galt, neue verbrauchsarme Motoren zu entwickeln. Parallel dazu kam der entscheidende Durchbruch in der Elektronik. Die Kombination beider Systeme führte zu verbesserten Verbrauchswerten und gleichzeitig verringerten Emissionswerten.

Gegenüber der Unterdrucktechnik beim Vergaser ergeben sich folgende Vorteile:

• geringerer Kraftstoffverbrauch
• bessere Regulierung des Abgasverhaltens (Lambdaregelung)
• gute Regelung bei verschiedenen Motorzuständen, zum Beispiel Warmlauf oder Schubabschaltung

Technik

Im Gegensatz zur mechanischen Einspritzung wird die Luftmenge mit einem Luftmassenmesser gemessen. Aus diesem und anderen Werten (Restsauerstoff im Abgas, Wassertemperatur, Fahrpedalstellung) wird durch die Motorsteuerung die optimale Einspritzmenge errechnet. Eine meist elektrische Einspritzpumpe und ein Druckregulierer versorgen die elektromagnetischen Einspritzventile.

Ein Katalysator kann nur bei einem nahezu exakt stöchiometrischem Verhältnis (Lambda = 1) des Kraftstoff-Luft-Gemisches alle Schadstoffe (sowohl CO als auch NOx) aus dem Abgas entfernen. Dies erfordert eine genaue Messung der angesaugten Luftmasse mittels Luftmassenmesser, und eine genaue Dosierung des Kraftstoffs zur Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemisches. Die mechanischen Komponenten eines Vergasers erwiesen sich hiermit als überfordert, als die gesetzlichen Zulassungs-Bestimmungen immer geringere Schadstoffemission verlangten. Die gesetzlichen Regelungen bezüglich der Emissionswerte können mit Vergasern heutzutage nicht mehr eingehalten werden, da Vergaser-Motoren oft mit zu ungenau eingestellten Kraftstoff-Luft-Gemischen fahren, bei denen vom Katalysator nicht alle Schadstoffe abgebaut werden können.

Arten

Beim Prinzip der Einspritzung wird unterschieden zwischen einer Direkteinspritzung und einer Saugrohreinspritzung:

• Bei der Direkteinspritzung wird mittels eines Einspritzventils der Kraftstoff direkt in den Zylinder eingespritzt. Dabei kann es sich um einen hohen Druck handeln. Dies ermöglicht, den Kraftstoff nicht gleichmäßig zu verteilen und so im Teillastbereich ein nur im Bereich der Zündkerze zündfähiges Gemisch bereitzustellen. Diese Technik fand erstmals im Mercedes-Sportwagen 300 SL, dem ersten Serien-PKW mit Benzin-Direkteinspritzung Anwendung. Wesentlich später griff Mitsubishi diese Technik bei den GDi-Motoren wieder auf.

• Bei der Saugrohreinspritzung wird die Gemischbildung nicht im Brennraum, sondern vor dem Einlassventil, hinter der Drosselklappe vorgenommen. Es kann zwischen Einpunkt- und Mehrpunkteinspritzung (Singlepoint bzw. Multipoint Injection) unterschieden werden.

Es gibt folgende Grundarten von Benzineinspritzungen

• D-Jetronic
• K-Jetronic
• KE-Jetronic
• L-Jetronic
• Mono-Jetronic
• Motronic
• Monomotronic

Die hier verwendeten Bezeichnungen sind Entwicklungen der Firma Bosch. Es gibt sie in vielen Abwandlungen und Varianten aller Fahrzeughersteller und demzufolge auch mit den unterschiedlichsten Bezeichnungen.