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Otto 4 Takt mit Direkteinspritzung (Einsatzgebiet)
Hi,
Ich bin neu in dem Gebiet, bin jetzt aber dazu gezwungen mich darin fortzubilden
und momentan gucke ich nach Otto 4 Takt Motoren mit Direkteinspritzung.
Nun meine Frage; Wo werden diese verwendet?
Ich habe rumgesucht und es hieß, dass der Mercedes Benz 300 SL einen verbaut hat,
aber aktuellere Modelle werden nicht aufgelistet.
Wird der Motor vielleicht auch bei Flugzeugen oder Schiffen oder ähnlichem verwendet?
mfG Klaos
Beste Antwort im Thema
Das mit dem 300 SL stimmt.
In Schiffen wird so etwas gar nicht eingesetzt, dort kommen Zweitaktdiesel zum Einsatz.
In PKW gab es Direkteinspritzung hauptsächlich in den 1950ern und -60ern, dann eine ganze Zeit lang gar nicht, doch seit 1997 verbreiten sie sich wieder.
Die Technik hat Vor- und Nachteile gegenüber Vergasern und Saugrohreinspritzung (SPI und MPI).
Vergaser werden im Bereich der Serien-PKW heutzutage praktisch gar nicht mehr eingesetzt, da sie recht wartungsintensiv sind und die Kombination mit einem geregelten Katalysator recht schwierig ist - auch wenn jeder Zylinder einen eigenen Vergaser hat.
Die SPI (Single-Point-Injection), auch Zentraleinspirtzung oder von Spöttern "Hamsterdusche" genannt, spritzt zentral in das Ansaugsystem ein, was etwas unkontolliert ist und bei den immer strenger werdenden Abgasnormen und Verbrauchsvorgaben auch schwieriger ist. Sie ist heutzutage deshalb praktisch ausgestorben.
Die MPI (Multi-Point-Injection) hat im Gegesatz zur Zentraleinspritzung für jeden Zylinder eine eigene Einspritzdüse im Ansaugsystem, im Optimalfall sehr nah am Zylinder dran. Sie kann das Benzin gezielter zuteilen, was gegenüber den bisher genannten Gemischaufbereitungssystemen deutliche Vorteile in Verbrauch und Abgasverhalten mit sich bringt.
Bei der Direkteinspritzung sitzen die Einspritzdüsen direkt im Zylinder. Der Vorteil ist, daß man mit der Direkteinspritzung deutlich höhere Verdichtungen einsetzen kann, ohne ein Klopfen (=zu frühe und unkontrollierte Selbstzündung) zu riskieren, was den Wirkungsgrad etwas erhöht. Die Nachteile der Direkteinspritzung gegenüber der MPI sind der etwas unkultivierte Lauf ("Nähmaschine"), der Bedarf nach relativ hochwertigem und hochoktanigem Benzin (in D kein Problem, aber anderswo teilweise schon), der Ausstoß von krebserregenden Rußpartikeln, besonders bei viel Last und die mangelnde Verträglichkeit von alternativen Kraftstoffen (auch wenn es da vereinzelt schon Lösungen gibt). Zudem gibt es auch Schwierigkeiten in Sachen Zuverlässigkeit und Haltbarkeit, da ein sensibles und sehr feinmechanisches Teil direkt im Brennraum positioniert ist, wo es recht heiß wird.
Wer hat Direkteinspritzer im Programm? VAG (VW, Audi, Seat, Skoda, ...) setzt sie unter den Bezeichnungen FSI, TFSI und TSI fast flächendeckend ein, viele weitere auch. Fortschrittliche Hersteller gehen diesen Weg aber nicht, solange die Probleme nicht beseitigt sind - also bisher noch nicht.
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40 Antworten
*hust*
Danke für eure Hilfe:)
Ich habe da, sofern eure Diskussion
(Die interessiert mich übrigens auch. Ich verfolge sie
und mein Wissen wird dadurch erweitert. Mich würde es nicht stören, wenn sie weiter geht,
solange die nachfolgende Frage beantwortet wird^^)
sie erlaubt, eine weitere Frage:
Ich habe da einen kurzen Abschnitt gefunden, der besagt,
dass bei einer Direkteinspritzung das Laufverhalten besser (ruhiger)
ist, was zur Absenkung der Drehzahl genutzt werden kann.
Daraus ergeben sich geringere Wandwärmeverluste,
Wegfall hoher Ladungswechselverluste und die Verringerung der Reibungsverluste und das ergibt einen Verbrauchsvorteil von 58 %
im Vergleich zur Saugrohreinspritzung. Wieso wird
den bei einem ruhigeren Laufverhalten (ich nehme an,
das bedeutet Vibrationsärmer) die Drehzahl gesenkt. Wäre
eine Anhebung nicht sinnvoller?
Zitat:
Original geschrieben von meehster
Zitat:
Original geschrieben von Rael_Imperial
Ein Fahrzeug mit 765 kg Leergewicht und 3,47 m Außenlänge?? Das nur Euro 4 erfüllt? Und Du führst den Verbrauch auf den MPI zurück??? Interessant....
Ich habe den Verbrauch nicht zurückgeführt, sondern nur festgestellt, daß er das sparsamste aktuelle Benzinauto ist und daß er MPI hat. Mehr nicht. Oder wo genau hast Du gelesen, daß ich das so gefolgert habe?
Du hattest geschrieben "Und wirklich spritsparende Technologie ist es auch nicht, wenn man bedenkt, daß die Motoren mit Direkteinspritzung im Alltagsbetrieb kaum sparsamer sind als die mit MPI." und führst als Beispiel/Beweis den Daihatsu an. Das legt diese Schlußfolgerung schon sehr nahe.
Die richtige Frage lautet :"Wieviel würde der Daihatsu mit einem DI-Motor verbrauchen?"
Zitat:
Original geschrieben von Klaos
Ich habe da einen kurzen Abschnitt gefunden, der besagt,
dass bei einer Direkteinspritzung das Laufverhalten besser (ruhiger)
ist, was zur Absenkung der Drehzahl genutzt werden kann.
Dafür kann ich spontan keinen Grund finden. Im Gegenteil, bei einem Saugrohreinspritzer ist die Gemischaufbereitung (Verdampfung) in der Regel besser, was zu einer stabileren Verbrennung führen sollte.
Wenn der Motor runder läuft, kann man die Drehzahl absenken um weniger Treibstoff zu verbrauchen und damit weniger Co2 freizusetzen. Den im NEFZ ist viel Start Stop dabei, da spart man dann etwas, das ist dann bei den Steuern wichtig.
Eine höhere Leerlaufdrehzahl ist nur für den Komfor nötig, ist ja "unnötige" Energie die du gerade produzierst.
Das einzigste was ich mir vorstellen kann warum das Laufverhalten sich verbessert weil man besser Dosieren kann. Der Sprit geht direkt in den Brennraum und nur wenig wieder raus über Gasdynamische Effekte. Bei einem MPI ist das mehr was "verloren" geht und später zu viel ist. Des weiteren kann ich die Einspritzung von den Steuerzeiten der Ventile entkoppeln.
Hi,
ich bin ja ne zeitlang einen GDI von Mitsubishi gefahren. Kann jetzt nicht behaupten das der Motor besonders laufruhig war. Ein ganz normaler Vierzylinder halt.
Ich sehe jetzt auch keinen Grund warum ein DIrekeinspritzer besonders laufruhig sein sollte. Könnte man vielleicht erreichen indem man mehrfach einspritzt und so vielleicht die verbrennung im Zylinder besser steuern kann.
Das einsparpotential eines DI hat aber einen anderen Grund,die Motoren laufen teilweise in Magerbetrieb. Das heißt in Zylinder ist eigentlich zuviel Luft und zuwenig Kraftstoff für eine ordentliche und saubere Verbrennung.
Bei den GDI Motoren von Mitsubishi wurde das so gelöst das die Ansaugluft durch den Zylinderkopf und eine spezielle Form der Kolben einen drall bekommen hat. Dadurch bildete sich im die Zündkerze und die Einspritzdüse ein Luftwirbel. In diesen Wirbel wurde Kraftstoff eingespritzt und so nur um die Zündkerze herum das passende Luft/Kraftstoff(14/1) gemisch erreicht. Die verbrennung findet dann auch nur in diesem Bereich statt und nicht in ganzen Zylinder wie es normalerweise nötig ist.
Also für eine saubere Verbrennung benötigt man normalerweise eine gleichmäßige Mischung von Luft und Kraftstoff im Verhältnis 14 zu 1. Bei GDI Motoren konnte dieses verhältnis in bestimmten lastzuständen auf 30 zu 1 reduziert werden. Kurz gesagt man muß nur halb soviel Kraftstoff einspritzen und der Motor läuft trotzdem.
Problem dabei waren und sind die die schadstoffe die bei dieser Mageren verbrennung entstehen. In Japan hatten die GDI Motoren spezielle Nox Speicherkats um diese Schadstoffe abzufangen. In Europa war das ende der 90er Jahre nicht möglich diesen Kat einzusetzen weil der Kraftstoff zuviel Schwefel enthielt. Gelöst wurde das problem durch eine Abgasrückführung die auf lange sicht gesehen jedoch Probleme macht (verschmutzung des Ansaugtrakts)
Auch die ersten VW FSI Motorn hatten diesen Magerlauf und Nox Kat´s (nachdem schwefelfreier sprit eingeführt wurde war das möglich). Allerdings kann man den magerlauf nur bei teillast einsetzten,so das das Einsparpotential von den meisten Kunden nicht genutzt werden konnte.
Wegen der probleme mit den Abgas hat VW den Magerlauf dann wieder abgeschafft,die Direkteinspritzung aber beibehalten auch wenn sie dann weniger Sinn ergibt ;)
Inzwischen nutzen aber ja mehr Hersteller DI und bei einigen gibt es wohl auch wieder den Magerlauf,wer und bei welchen Motoren weiß ich aber nicht ;)
Gruß Tobias
P.S. wenn man zu den stichpunkten Magerbetrieb,Direkteinspritzung usw. einfach mal googelt findet man dazu jede menge infos
MB nutzt die Schichtladung, BMW nicht mehr weil das Konzept one world one engine verfolgen, da aber der Sprit das Problem ist in anderen Länder wurde es wieder abgeschaft. VW hat sich davon auch verabschiedet. Porsche sollte auch homogen Fahren. Beim homogen fahren wird in den Saughub eingespritz, bei Schichtladung in den Kompressionshub.
Di macht schon Sinn, weil man mehr Leistung bekommen kann, was ja wichtig ist bei Downsizen.
Hi,
stimmt schon vor allen die neuen Motoren mit erhöhter Verdichtung von bis zu 14:1 beim Benziner würde ohne Direkteinspritzung wohl kaum funktionieren.
Teilweise planen die Hersteller wohl noch höhere Verdichtungen,sogar an Selbstzünder die mit Benzin laufen wird schon gedacht.
Die Hersteller müssen sich ganz schon anstrengen damit sie in den nächsten 20-30 Jahren überhaupt noch verbrenner verkaufen können. Die nächsten 20 Jahre dürften da von der technischen Seite her sehr Interessant werden.
Vielleicht klappt das ja noch mit der Massenproduktion von Ethanol aus Algen,dann hätte der Verbrenner vielleicht sogar noch ein paar Jahre mehr vor sich. Mit einem hochmodernen Motor und sauberem 100% Ethanol als Treibstoff ließe sich schon noch was anfangen in 30 Jahren. Motoren mit Saugrohreinspritzung die auf schmutzigen Sprit aus Erdöl angewiesen sind dürften dagegen bald verschwinden.
Gruß tobias
Inzwischen haben aber alle großen Automobilhersteller direkteinspritzer.
OPEL, Ford, VW, Audi, MB, BMW, Mitsubishi.
Die Rußproblematik liegt ehr am Kraftstoff als an der Technik.
Mit E100 würden auch DIs Rußfrei laufen.
Ärgerlich sind halt die NOXe.
Toyota geht hier im übrigen einen anderen Weg und benutzt im Prius Magerlauf 5Takt Motoren ohne DI.
Aber verständlich das man nicht auch noch DI eingebaut hat, es reicht ja schon wenn man quasi als einziger nen 5takt motor hat.
Dann auch noch DI draufbauen wären wohl zuviele Baustellen auf einmal.
Wobei die Vorteile eines Direkteinspritzers bei aufgeladenen Motoren sinken. Bei der Ventilüberschneidung ist ein klassischer Sauger bezüglich Leistung sehr empfänglich, es ruiniert nur die Abgasnormn. Beim Turbo muss diese Überschneidung gerade bei hoher Aufladung klein ausfallen. Damit sind die Spülverluste von Haus aus begrenzt und der Direkteinspritzer verliert einige seiner Vorteile.
Der Erdgas VW TSI Motor im Passat z.B. hat eine Saugrohreinblasung für CNG und wassergekühlte Einspritzdüsen für Benzin, die Saugrohreinspritzung ist kein konzeptionelles Problem. Gerade Gase und deren unproblematische Gemischbildung werden dem Benziner noch ein langes Leben bescheren... u.a. wenn der Verbrauch wegen Hybrid zurückgeht und die Tanks kleiner und leichter werden können.
Ich habe irgendwo mal aufgeschnappt, daß DI-Motoren theoretisch einen besseren Wirkungsgrad haben, weil der verdampfende Sprit die Luft im Zylinder kühlt und damit die Temperaturdifferenz erhöht. Dazu kommt noch der Effekt, daß höhere Brenntemperaturen möglich werden, da der Brennbereich nicht die Zylinderwandung und den Kolben berührt. Stimmt das?
Die Verdampfungsenthalphie kommt aber beim MPI auch zum tragen. Was aber anders ist bei DI ist das Kappa, weil ich ja nur reine Luft komprimiere und d.h. der Theoretische Wirkungsgrad höher ist. Aber nur bei Schichtladung!
Die Flammenfront geht nie ganz bis an den Rand, egal was für ein Verfahren du hast.
Vorteil des DI ist eher, dass du beim Sauger hohe Ventilüberschneidungen fahren kannst ohne Spülverluste realisieren zu müssen. Bei Turbos kommt ein anderer Effekt zum Tragen - mit steigendem Druck steigt der Siedepunkt des Kraftstoffs (Clausius Clapeyron Gleichung), damit sinkt dessen Verdampfungsgeschwindigkeit. Mittels Hochdruck direkt in den Zylinder zu spritzen erlaubt eine feinere Verteilung, zudem ist diese annähernd unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit im Ansaugtrakt.
Wenns nur um die bessere Zylinderfüllung und Verdampfungskälte geht - dann tank E10 oder E85 ;)
Direkteinspritzer mit Magerbetrieb (so wie der GDI von Mitsubishi und der erste FSI von VW) sparen schon deutlich, vor allem bei Teillast, aber: Sie sind eine aussterbende Spezies. BMW hatte zum Beispiel zeitweise bei den R4 und R6 nur noch Magerbenziner, beim auslaufenden BMW 1er entfallen sie bald und auch die R6 im neuen BMW 5er wurden teilweise durch kleinere DI ohne Magerbetrieb ersetzt.
Diese haben nur noch ein geringes Sparpotential, weil sie höher verdichtet werden können und unter hoher Last laufen (Drosselverluste), eventuell noch aufgrund der geringeren Klopfneigung und damit möglicher optimierter Zündung. Vom Kraftstoff/Luftverhältnis laufen diese ach so modernen Motoren exakt auf dem gleichen Niveau wie ein uralter Zentraleinspritzer Baujahr Ende der 80er mit G-Kat.
Hallo zusammen,
Ich würde gerne das Thema wieder aufleben lassen, da es von
Audi einen neu entwickelten Motor mit Saugrohr und Direkteinspritzung gibt!
Wie seht ihr das ist es ein Vortschritt oder nicht?
Es wird ja zumindestens die Problematik bezüglich der Russbildung und
Einspritzventil Verkokung verhindert!
Lg René
Zitat:
Original geschrieben von Doggy
Zitat:
Wer hat Direkteinspritzer im Programm? VAG (VW, Audi, Seat, Skoda, ...) setzt sie unter den Bezeichnungen FSI, TFSI und TSI fast flächendeckend ein, viele weitere auch. Fortschrittliche Hersteller gehen diesen Weg aber nicht, solange die Probleme nicht beseitigt sind - also bisher noch nicht.
Heisst im Umkehrschluss............... Der gesamte (!) VAG-Konzern und einige andere sind nicht "fortschrittlich", was den Einsatz spritsparender Technologie, speziell der Direkteinspritzung, im Ottomotoren-Bau angeht?
Wer ist denn Deiner Meinung nach fortschrittlich?
Das hat man doch schon bei den Dieseln gesehen, wer dort Fortschrittlich war und wer nicht ;)