Die Einspritzung als Schlüsseltechnik
Schon lange liegt das Einspritzsystem von Diesel- und Ottomotoren für Pkw im Fokus der Entwickler. Und nach wie vor besteht noch Bedarf - neben der Drucksteigerung werden Mehrfacheinspritzung und Zumessungsgenauigkeit wichtige Entwicklungsfelder. Um die Einspritztechnik beim Schiffsdiesel war es über Jahrzehnte hinweg recht ruhig. Doch die massiv verschärften Emissionsrichtlinien führen nun zu einem drastischen Wandel: Die Systemdrücke müssen angehoben werden, die Belastung der Komponenten steigt entsprechend. Und auch für sie gilt: Ihre Flexibilität wird immer wichtiger.
Eine möglichst optimale Gemischbildung ist eine entscheidende Voraussetzung für geringe Rohemissionen. Das gilt sowohl für Diesel- als auch für Ottomotoren. Insbesondere das Downsizing führt zu immer höheren Ansprüchen an die Verbrennungsqualität. Gerade hier ist es aber wichtig, Emissionsverhalten und Kosten im Blick zu behalten.
Ein Überblick von zeigt, dass sowohl bei Otto- als auch bei Dieseleinspritzsystemen tendenziell gleichartige Entwicklungsrichtungen im Hinblick auf Raildruck, Mehrfacheinspritzung und Zumessungsgenauigkeit zu erkennen sind. Auch wenn sich einzelne Parameter absolut gesehen noch deutlich unterscheiden. Mehr noch als in die Drucksteigerung muss grundsätzlich in Potenziale investiert werden, die eine größere Einspritzflexibilität und -mengenpräzision ermöglichen. Dabei werden sowohl konstruktive Details, Werkstoffe und Fertigungsverfahren als auch notwendige Korrekturfunktionalitäten innerhalb der Softwarestrukturen in beiden Motorgattungen vorzufinden sein, damit die immer schärferen Emissionsanstrengungen und Kraftstoffverbrauchsziele beherrscht werden können.
Druck und Flexibilität sind auch aus Zulieferersicht gekoppelte Anforderungen an Einspritzsysteme beziehungsweise deren Komponenten. Professor Peter Gutzmer erinnert im mit der MTZ allerdings daran, dass höhere Einspritzdrücke auch Schattenseiten haben. Beim Dieselmotor stehen Vorteile in der Feinzerstäubung einem ungünstigeren Verbrennungsgeräusch gegenüber. Beim Ottomotor müssten 100 bar Drucksteigerung mit einem Prozent mehr CO2 bezahlt werden. In puncto Flexibilität setzt Gutzmer voll auf den Piezo, der durch die Möglichkeit, einen variablen Nadelhub darzustellen, für alle Anwendungen überlegen ist.
Während die Weiterentwicklung von Einspritzsystemen auf der Pkw-Seite schon lange vorangetrieben wurde, haben sich Kraftstoffeinspritzsysteme für über Jahrzehnte nicht wesentlich verändert. Standardreihenpumpen und mechanische Einzelpumpen erfüllten alle Ansprüche an Kosten, Haltbarkeit, Bauraum und Funktion.
Heute führen steigende Anforderungen an Emissionen und Kraftstoffverbrauch zu einem drastischen Wandel bei den Einspritzsystemen. Bosch hat ein Produktprogramm von Common-Rail-Systemen mit bis zu 2200 bar Einspritzdruck für mittelschnelllaufende Schiffsmotoren entwickelt. Und auch beim Schiffsdiesel wird die Mehrfacheinspritzung künftig ein wesentliches Kriterium.
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Bild: Audi)
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