Benzin-Direkteinspritzung - GDI

(Bild: Mitsubishi)

Er ist im Prinzip

• leistungsfähiger als ein herkömmlicher Benzin-Einspritzer, 

• wirtschaftlicher als ein Diesel und 

• sauberer als beide. 

Benzin-Dirketeinspritzung: 

Der Kraftstoff wird mit einem hohen Druck genau dort eingespritzt, wo die Leistung entsteht: Im Brennraum des Motors.

Das Prinzip ähnelt einem Diesel: Luft wird angesaugt und Kraftstoff in die verdichtete Luft gespritzt.

Die Benzineinspritzung erfolgt unter hohem Druck, in Verbindung mit der Mulde im Kolbenboden gelingt so eine kontrollierte Gemischschichtung. 

Fazit: 

• höhere Verdichtung, 

• extrem mageres Gemisch, 

• weniger Verbrauch,

• mehr Leistung,

• höheres Drehmoment,

• reduzierte Emissionen.

links Sparmodus - rechts Leistungsmodus

Mitsubishi unterscheidet einen Sparmodus und einen Leistungsmodus. 

• Im Sparmodus (Teillast) wird mit einem Kraftstoff-Luftgemisch von etwa 1:40 gefahren. 

• Dieses Gemisch wäre bei homogener Gemischbildung nicht zündfähig. 

• Um Drosselverluste zu vermeiden, wird die Luft über ein Bypass-Ventil angesaugt. 

• Beim Ansaugen wird die Luft in eine Drallbewegung versetzt. 

• Im anschließenden Verdichtungstakt wird die Luft durch die Nasenform des Kolbens zur Zündkerze hin umgelenkt. Es entsteht eine zusätzlich walzenförmige Tumble-Bewegung. 

• In diese Walze wird der Kraftstoff am Ende des Verdichtungstaktes eingespritzt. Eine Drallscheibe in der Düse sorgt für eine sehr feine Zerstäubung des Kraftstoffs. 

• Es bilden sich verschiedene Schichten des Kraftstof-Luftgemisches (Schichtladung). 

• Um die Zündkerze herum bildet sich ein fettes zündfähiges Gemisch. 

• Außen herum wird das Gemisch magerer. 

• Ganz außen kann sogar reine Luft bzw. Abgas der Abgasrückführung vorhanden sein. 

• Das Gemisch wird durch die Zündkerze sicher entflammt und verbrennt mühelos auch die mageren Schichten. 

• Insgesamt läuft der Motor im Teillastbereich sehr mager und spritsparend. 

• Man nennt diese Art der Verbrennung auch wandgeführtes Brennverfahren. 

• Ein Denox-Kat und Abgasrückführungsraten bis 40% sind nötig, um die höheren NOx-Werte zu senken.

Schema GDI Mitsubishi

• Speziell geformte Nasen-/Muldenkolben lassen das fein verstäubte Kraftstoff-/Luftgemisch gleichmäßig verteilen.

• Im Leistungsmodus (obere Teillast und Volllast) ist das Bypassventil geschlossen, da ja die Drosselklappe nun weit genug geöffnet ist. 

• Der Kraftstoff wird bereits im Ansaugtakt  mit einem breiten Kegel eingespritzt. 

• Hier schiebt der Nasenkolben nun das Gemisch Richtung Kolben. 

• Der Motor fährt im Homogenbetrieb, mit einem Kraftstoff-Luftgemisch von 14,8:1. 

• Dieses Verfahren könnte man auch als strahlgeführtes Brennverfahren bezeichnen. 

• Insgesamt ist hier die Innenkühlung besser und der Füllungsgrad höher. 

• Kraftstoffersparnisse sind hier trotz verbesserter Innenkühlung und dem höherem Verdichtungsverhältnis jedoch nicht zu erwarten.

NOx und Kraftstoff/Luftverhältnis

Deutlich zu erkennen: die Reduzierung des Stickoxids besonders mit Abgasrückführung und Reduktionskatalysator.

GDI-Schema