Grundlagen der Benzindirekteinspritzung

Wie die Resonanz auf die Schulungsangebote und Fachbücher der Krafthand zeigt, trifft das Thema Benzindirekteinspritzung (BDE) immer wieder auf reges Interesse. Für die Redaktion Grund genug, einige Basics zu wiederholen.

Allerdings sind grundsätzliche Aussagen über die BDE in vielen Bereichen nur schwer möglich. Einfach deshalb, weil sich die zahlreichen Einflussgrößen, wie Niederdruck-Kraftstoffpumpensteuerung, hochdruckseitige Regelungsarten, unterschiedliche Injektoren und verschiedene Systemgenerationen der Abgasrückführung und Nachbehandlung unterscheiden.

Aber es gibt auch Ausnahmen, für die konkrete Aussagen durchaus möglich sind. Etwa die sechs verschiedenen Betriebsstrategien einer BDE, da die Gesetzmäßigkeiten bei der Verbrennung relativ wenig Spielraum erlauben.

Die Betriebsstrategien

Grundsätzlich ermöglichen unterschiedliche Brennverfahren mehrere Einspritzstrategien. In Anpassung an den jeweiligen Lastzustand und Lastwunsch wählt dann die Motorelektronik die optimale Betriebsstrategie und steuert die dafür notwendigen Aktuatoren entsprechend der Kennfeldvorgaben an.

Grob zusammengefasst wird bei einer Benzindirekteinspritzung während des Betriebs permanent zwischen Homogen- und Schichtladung umgeschaltet. Diese Umschaltung muss dabei so erfolgen, dass für den Fahrer keine ungewollten Veränderungen des Drehmoments entstehen.

Die Momentenanpassung während der Betriebsartumschaltung geschieht dabei zum einen durch die Füllungssteuerung – wie etwa variable Steuerzeiten oder AGR – und zum anderen durch die Kraftstoffmenge sowie den Zündzeitpunkt. Das heißt allerdings auch, dass sich die Änderung der Drosselklappenstellung und des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses nicht unbedingt proportional zur Fahrpedalstellung verhalten.

Dem extrem mageren Bereich mit Schichtladung kann somit ein homogener Magerbereich – also eine gleichmäßig magere Verteilung im Zylinder – folgen, bevor bei höheren Lasten auf homogene Gemischbildung mit λ = 1 und fetter umgeschaltet wird.