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Die Benzin
Direkteinspritzung - FSI |
Benzineinspritzsysteme
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Anmerkung: Dieser Bericht bezieht sich nur auf die Direkteinspritzung mit Schichtladung.
Bei VW begann im Jahr 2000 mit dem Lupo FSI auch das Benzindirekteinspritz-Zeitalter. Der Audi A4 zog im Jahre 2001 nach. Seit 2002 ist im VW Golf 1,6 auch als DI zu haben. Weitere Modelle folgen 2003: AUDI A3, neuer Golf in mehreren Versionen.
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Bilder von VW Einzelheiten:
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Betriebsmodi
Um diese verbrauchsgünstig wirkenden hohen Luftüberschüsse realisieren zu können, muss der Motor im so genannten
Schichtlademodus betrieben werden.
Bei dieser Betriebsart wird das Gemisch um die zentral im Brennraum positionierte Zündkerze konzentriert, in den Randbereichen des Brennraums befindet sich reine Luft. Die damit verbundene Verbrauchseinsparung resultiert zum einen aus der Entdrosselung des Motors, zum anderen in nicht unerheblichem Maße aus den minimierten Wärmeverlusten, die durch die zentral im Brennraum ablaufende Verbrennung mit umgebender isolierender Lufthülle ermöglicht werden.
Beim FSI-Motor von Volkswagen wird zur Darstellung einer gezielten Luftströmung ein schaltbares Tumble-System eingesetzt. Das sogenannte "Tumble-Blech" teilt den Lufteinlasskanal in eine obere und untere Hälfte. Eine vorgeschaltete Klappe (siehe unten) erlaubt die Luftführung entweder nur über den oberen Teil oder über den gesamten Querschnitt:
Im Schichtlademodus wird die Klappe geschlossen, wodurch sich im
Brennraum eine intensive, walzenförmige Strömung einstellt. Der
Kraftstoff wird in diesem Modus erst im letzten Drittel der
Kolbenaufwärtsbewegung eingespritzt. Durch die Kombination von
gezielter Luftströmung und spezieller Geometrie des Kolbens, der über
eine ausgeprägte Kraftstoff- und Strömungsmulde verfügt, wird der
besonders fein zerstäubte Kraftstoff in einem sogenannten
"Gemischballen" optimal um die Zündkerze konzentriert und
sicher entflammt. Für die jeweils optimale Anpassung der
Einspritzparameter (Einspritzzeitpunkt, Kraftstoffdruck) sorgt die Motorsteuerung.
Homogenmodus
Bei sehr hohen Drehzahlen bzw. Lasten arbeitet der FSI-Motor analog zu einem konventionellen Motor mit Saugrohreinspritzung, jedoch mit besserem Wirkungsgrad aufgrund der höheren Verdichtung. Der Kraftstoff wird in den Ansaugtakt eingespritzt, damit das Kraftstoff-Luft-Gemisch bestmöglich aufbereitet werden kann. Um dem Motor ein Höchstmaß an Luft anbieten zu können, wird die Klappe geöffnet - der gesamte Querschnitt des Lufteinlasskanals steht zur Verfügung.
Das
schaltbare Tumblesystem erlaubt somit die Kombination des
verbrauchsgünstigen Schichtlademodus mit sehr guten Leistungs- und
Drehmomentwerten.
Die derzeit ermittelten Verbrauchswerte liegen bei unter fünf Litern für den Lupo FSI mit Leichtbau-Karosserie und Direktschaltgetriebe und ca. 5,6 Litern für den Lupo FSI in Normalversion. Die CO2-Werte liegen mit 119 g/km bzw. 134 g/km auf einem sehr niedrigen Niveau. Leider ist aber auch anzumerken, dass der sparsame Verbrauch nur dann erzielt wird, wenn überwiegend im Schichtlademodus gefahren wird. Oftmals wird bei zügiger Fahrweise das ganze Einsparpotenzial aufgebraucht. Hier ist sicher noch viel Entwicklungsarbeit nötig, um aus dem Benzin-DI ein Sparwunder wie beim Diesel-Direkteinspritzer zu erreichen.
Abgasnachbehandlung
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Dazu gehört
Um auch in den Betriebsphasen mit hohem Luftüberschuss eine optimale Schadstoffumwandlung zu gewährleisten, setzt Volkswagen im Lupo FSI einen NOx-Speicherkatalysator in Kombination mit einem NOx-Sensor ein. |
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| Besonderheiten
beim Audi FSI
Beim Audi FSI ist die Tumbleklappe stufenlos verstellbar, die Pumpe ist geregelt wie beim Golf
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Was ist beim Golf FSI anders ? er arbeitet mit 3 Betriebsarten:
Im Schichtladebetrieb bei niedriger Last und Drehzahl ist die Drosselklappe zur Reduzierung der Ladungswechselverluste voll geöffnet, die Tumbleklappe im Einlasskanal ist geschlossen, die Luft wird beschleunigt und erhält einen Drall, Einspritzung erfolgt kurz vor der Zündung, es entsteht ein zündfähiges Gemisch um die Zündkerze herum, außen herum ein isolierendes Luftpolster (Reduzierung von Wärmeverlusten), Wolke l=3, Kolbenboden hilft bei Verwirbelung Im Übergangsbereich erfolgt die Einspritzung früher, Schaltklappe ist zu, l=1,4, keine AGR Im Homogenbetrieb ab 30001/min erfolgt die Verbrennung bei l=1 (Homogen), Verhalten ist ähnlich dem Saugmotor, Einspritzung bereits im Ansaugtakt, Schaltklappe geöffnet, Regelung durch Drosselklappe, bessere Innenkühlung, deshalb höhere Verdichtung (ca. 12:1) Der Druck der Radialkolbenpumpe liegt zwischen 50 und 110 bar |
Die Informationen und Bilder zum FSI stammen von VW und Audi
Anzeigen:
CD-ROM zum FSI (Christiani-Shop) |
Selbststudienprogramm zum FSI |
und für den praktischen Unterricht:
Motorschulungsstand FSI
Zusätzlich kann man die Motorschulungsstände mit einer Fehlerbox und/oder einer Messbox auszustatten. Somit besteht die Möglichkeit realistische Störungen und Fehler darzustellen, zu lokalisieren und zu beheben. In Verbindung mit unseren Diagnose- und Messgeräten wird die Aus- und Weiterbildung zum Erlebnis. Zu jedem Motorschulungsstand werden didaktisch aufbereitete Unterlagen wie Stromlaufpläne, Reparaturleitfäden, Fehlerdiagnose und -behebung und Übungen mitgeliefert. Vom einfachen Ölwechsel bis zur anspruchsvollsten Motordiagnose sind den Möglichkeiten keine Grenzen gesetzt. Ein praxisgerechteres Training ist sonst nur in der Werkstatt am Kundenfahrzeug möglich.
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oder das Motormanagement-Lehrsystem car-ject Steuergerät tryset
bearbeitet:
24.11.09
Wiesinger