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göp

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  • »göp« ist der Autor dieses Themas

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1

Freitag, 15. Juni 2007, 13:54

Direkteinspritzung bei Subaru-Motoren

Habe folgendes im NASIOC gefunden:

Zitat

There was an article on nikkan.co.jp that seems to have disappeared fromt he website, but here is my summary:

FHI - To Introduce Its Next-Gen Direct Injection Engine As Early as 2009
In as early as 2009, FHI plans to introduce its direct injection gasoline engine in the FMC Legacy.
One merit of direct injection engines is fuel consumption efficiency.
The issues being worked out now are injector costs and NOX counter measures related to lean burn.
FHI's goal is to improve fuel efficiency and increase power output simultaneously and become the flagship for environmental engineering.
On the topic of stricter fuel consumption regulations in Japan, America, and Europe, one FHI executive stated: "It's imperative that we get the direct injection engine out to market."
FHI will use Piexometric devices in the next-gen engine to precisely manage the injectors and is also reviewing the usage of an EGR cooler.

Quelle

found the article on Yahoo Japan


Das könnte vielleicht endlich mal die enormen Verbrauchsprobleme von Subaru lösen...

In einem anderen Thread hatte der TBR mal eine schöne Erklärung zum Thema Direkteinspritzung geschrieben:

Zitat

Original von TBR
Zum Thema Drosselklappe: Wie der Name schon sagt, drosselt die Drosselklappe den Einlassluftstrom. Ein herkömmlicher Benzinmotor muss zur optimalen Arbeit des Katalysators mit dem stöchiometrischen Luftverhältnis von Lambda=1 betrieben werden, im Teillastbereich, wo wenig Kraftstoff verbrannt wird, also auch mit wenig Luft (ein Diesel hat keine Drosselklappe, er fährt immer mit viel Luft, nur die Kraftstoffmenge wird dosiert). Wenn aber nun die Drosselklappe nur wenig geöffnet ist, behindert sie den Luftstrom so, dass im Brennraum ein starker Unterdruck erzeugt werden muss, um Luft anzusaugen. Das kostet Kraft und die Füllung des Brennraumes verschlechtert sich. Für den Ladungswechsel ist also eine vergleichsweise große Arbeit nötig, die sich in einem hohen spezifischen Verbrauch bemerkbar macht.

Genau hier setzt die Direkteinspritzung an: Wie beim Diesel wird immer mit viel Luft gefahren (keine Drosselklappe --> keine Druckverluste --> keine erhöhte Ladungswechselarbeit), das Benzin wird direkt in den Brennraum eingespritzt und dort geschichtet so positioniert, dass an der Zündkerze ein zündfähiges Gemisch entsteht, während drumherum kaum Kraftstoff vorhanden ist (mageres Gemisch). Problem: Durch den hohen Luftüberschuss (Sauerstoff und Stickstoff) und hohe Temperatur kommt es zu einer Reaktion eben dieser beiden Elemente, es entsteht Stickoxid. Dieses muss dann in einem Speicherkatalysator zwischengelagert werden, bis bei Vollast und fettem Betrieb des Motors wieder genug Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid zur Verfügung stehen, um das Stickoxid wieder aufzuspalten.

So, das war das Wichtigste in Kurzform, hoffentlich einigermaßen verständlich (Chemie- und Physikkenntnisse vorteilhaft), Grüße

Thomas


tgl. neue Prospekte: pro.Subaru-Impreza.net

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »göp« (15. Juni 2007, 13:56)


vonderAlb

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2

Freitag, 15. Juni 2007, 15:03

An einem Magermixmotor bastelt Subaru auch schon seit einer Ewigkeit dran rum.
Ich kann mich noch erinnern mal in einem Subaru-Drive-Magazin einen Magermixmotor gesehen zu haben. Ist aber schon viele viele Jahre her.
Andreas

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3

Freitag, 15. Juni 2007, 16:19

... und vor ewigen Zeiten wurde in der Drive der Direkteinspitzer (2,5er) mit dem CVT-Getriebe zusammen angekündigt (könnte so um 1999-2000 gewesen sein). Nix draus geworden ... :hmm: ;(

Leider geht dann 2009 mit dem Direkteinspritzer auch die LPG-Ära zu Ende, wenn bis dahin nicht endlich einer der großen LPG-Anlagenbauer (z.B. Landi, Landi Renzo, Tartarini oder Prins) mit einer zuverlässigen und haltbaren Lösung für die Direkteinspritzer den Markt beglückt.

Offtopic - Lesen auf eigene Gefahr
@Andreas, ich weiss schon was jetzt kommt. ;)
Nix gegen die Voltran-Anlage, aber hast Du schon jemals einen Turbo oder GDI/FSI gesehen, der damit 100Tkm abgespult hat, ohne irgendwelche Werkstattbesuche zur Nachjustage oder zum Austausch defekter Teile?

Ich warte händeringend auf diese Ereignis, muss ja nicht von Voltran sein ... :(

marcintiger

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4

Freitag, 15. Juni 2007, 16:52

Hallo!
Ist der Boxermotor kein Direkteinspritzer???
Habe das so vom göp verstanden. Er hat eine Drossselklappe und ist kein Direkteinspritzter.

TBR

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5

Montag, 18. Juni 2007, 09:23

Meines Wissens gab es schon 1996 einen Direkteinspritzer-Prototyp von Subaru, der es nie zur Serienreife gebracht hat.

Von der Nutzung der Direkteinspritzung zur Realisierung eines Magermixmotors ist man aber generell wieder abgekommen. Die meisten (alle?) Benzin-Direkteinspritzer, die momentan auf dem Markt sind, laufen ganz normal mit Lambda=1, weil eben die Abgasnachbehandlung sonst so aufwendig wäre. Man nutzt nur die Möglichkeit, die Gemischbildung im Brennraum besser beeinflussen zu können und kleinere, durch die Saugrohreinspritzung bedingte Verluste zu umgehen. Die Drosselklappe hat beim Ottomotor also noch lange nicht ausgedient. Der Anreiz, wirklich alle Register zu ziehen, ist einfach noch nicht groß genug.

Zudem ergibt sich der Verbrauchsvorteil des Magerbetriebes nur im Teillastbereich, also vornehmlich im Normzyklus. Als aufgeklärter Fahrer weiß man ja, dass man einen Ottomotor lieber mit weniger Drehzahl und dafür mit mehr "Gas", also im höchstmöglichen Gang fährt, um den Teillastbereich zu umgehen und Sprit zu sparen. ;)

Mit einer Nachrüst-Gasanlage verträgt sich die Direkteinspritzung prinzipiell nicht, es wird also auch auf längste Sicht kein Autogas als Nachrüstlösung für Benzin-Direkteinspritzer geben. Wie schon gesagt (göp hatte es ja freundlicherweise zitiert), die Gemischtbildung findet beim Direkteinspritzer im Brennraum statt, unter genauestens ausgeklügelten Bedingungen. Da kann man nicht einfach eine zweite Einspritzdüse irgendwo reinschrauben und statt Benzin (Flüssigkeit) auch noch Gas einspritzen. 8o

Bei der konventionellen Saugrohreinspritzung ist das kein allzu großes Problem, weil bis zum Brennraum genug Weg zur Verfügung steht, um Frischluft und Kraftstoff so zu verwirbeln, dass ein homogenes Gemisch entsteht. Dabei ist es dann relativ zweitrangig, wo genau sich die Einspritzdüse nun befindet und was eingespritzt wird.

Die Direkteinspritzung mit inhomogener Gemischbildung ist aber genau auf den Kraftstoff abgestimmt, der nur an der definierten Stelle mit definiertem Druck eingespritzt werden darf, damit sich um die Zündkerze herum ein zündfähiges Gemisch bildet. Anderer Kraftstoff mit anderern physikalischen Eigenschaften und eine andere Einspritzdüsenposition machen das ganze System zunichte.

Einziger Ausweg wäre, für den Gasbetrieb den Motor auf konventionelle Saugrohreinspritzung mit Homogenbetrieb umzustellen, und ob das überhaupt realisierbar und dann auch noch wirtschaftlich wäre, möchte ich stark bezweifeln. Die Änderungen, auch im Motormanagement, wären gravierend.

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6

Montag, 18. Juni 2007, 11:39

Offtopic - Lesen auf eigene Gefahr
Hallo TBR, wir sind hier echt OT, aber das noch!!!

der Einbau einer Nachrüst-Gasanlage in Direkteinspritzermotoren ist ohne weiteres möglich, wenn man im Gasbetrieb auf die Direkteinspritzung verzichtet und die Gemischbildung wieder ins Saugrohr verlegt. Die dadurch aufzugebenden Verbrauchsvorteile relativieren sich angesichts des niedrigen Preise von Gas (egal ob LPG oder CNG). Die STeuerung ist wohl eher kein Problem.
Auf diesem Entwicklungszewig bewegen sich z.Zt. die großen Gasanlagenhersteller. Das Problem ist eher wieder thermischer Art. Weil die Benzineinspritzdüsen im Gasbetrieb nicht mehr durch das einzuspritzende Benzin gekühlt werden, verkokeln die dann und nix iss mehr mit auf Benzin fahren. Das ist auch ein recht teures Vergnügen, da diese Düsen gutes Geld kosten. Deshalb der Ansatz von Voltran, (fast) gleichzeitig etwas Benzin einzuspritzen und die Düsen zu kühlen.
Wir werden wohl in der nächsten Zeit erfahren, was daraus wird. Experten vermuten, dass solche Anlagen nur als dedizierte Kits (wie die Teleflex GFI für die Subys) angeboten werden können, weil sie (wie Du schon richtig beschreibst) auf den jeweiligen Motortyp angepasst werden müssen, was dann der Umrüster nicht mehr machen kann.

Subi-GT

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7

Montag, 18. Juni 2007, 12:17

hi,

Zitat

Genau hier setzt die Direkteinspritzung an: Wie beim Diesel wird immer mit viel Luft gefahren (keine Drosselklappe --> keine Druckverluste


der GDI(Benziner) von Mitsubishi hat aber eine drosselklappe.

da hat BMW ein gutes System:

http://www.kfztech.de/kfztechnik/motor/steuerung/valvetronic.htm

TBR

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8

Dienstag, 19. Juni 2007, 19:38

@ sunfreak: Danke für Deine Antwort, so OT finde ich das übrigens nicht. Dann geht man also doch den Weg der Umstellung auf Saugrohreinspritzung. Allerdings stelle ich mir nach wie vor die Frage nach der Wirtschaftlichkeit. Bei solchen gravierenden Änderungen am System sind doch dann auch neue Verbrauchs- und Abgashomologationen nötig. Ich könnte mir vorstellen, dass sich diese aufwendige Entwicklung für VW- oder Opel-Motoren lohnt, aber für die paar Subarus? Da die Entwicklungskosten als Fixbetrag anfallen, die auf alle verkauften Anlagen umgelegt werden müssen, würden die Versionen mit geringen Stückzahlen unbezahlbar werden.

@ Subi-GT: Man war damals (und wohl auch jetzt) mit der Entwicklung der Einspritzsysteme noch nicht so weit, um ganz auf die Drosselklappe verzichten zu können. Wie schon geschrieben, das Problem beim Benziner ist die Fremdzündung. Man muss an der Zündkerze ein zündfähiges Gemisch herstellen können. Das bei ungedrosseltem Luftstrom in jedem Betriebszustand des Motors sicherzustellen, ist extrem kompliziert. Und wie gesagt, dazu kommt außerdem die Abgasproblematik, welche im Zweifelsfall noch immer die höhere Priorität gegenüber dem Verbrauch hat.

Das Valvetronic-System von BMW ist sehr interessant, aber auch sehr teuer. Auf Dauer wird wohl doch eher die Direkteinspritzung das Rennen machen, einige Motoren sind bei BMW ja schon umgestellt.

Peter21

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9

Donnerstag, 30. August 2007, 12:13

Ich hatte mal kurzzeitig 'nen Mitsubishi SpaceWagon mit 150PS und Direkteinspritzung. Im Stadtverkehr machte das über-2-Tonnen-Wägelchen richtig Spaß: Die Automatik harmonierte gut mit dem spritzigen Antritt (Darfür war mit Elastizität bei höheren Geschwindiglkeiten auf der Autobahn nicht mehr viel drin). Der eigentliche Punkt aber: Die erhoffte Spriteinsparung war gleich Null. Begründung der Werkstatt: Direkteinspritzung (zumindest die von Mitsubishi) funktionierte nur mit schwefelfreiem Sprit - wie er in Japan üblich sei - spritsparend. Weiß nicht, ob da was dran ist. Und außerdem handelte es sich noch um die 1. Gerneration der GDI bei Mitsubishi - ich glaube, die kamen vor über 10 Jahren zum ersten mal nach Deutschland, wenn ich nicht irre.

Ansonsten wäre es freilich schön, wenn Subaru bei den vielen Motor-Prototypen (Direkteinspritzung, Hybrid, Diesel) auch mal was umsetzen könnte, und zwar wenn der Markt danach verlangt - nicht vorher und nicht nachher.

Gruß,
Peter