Themen:
- Allgemeines
- Wassereinspritzbetrieb
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Motoren müssen natürlich gekühlt werden. Der Benzin-Kraftstoff in einem Benzinmotor sorgt auch für Kühlung. Bei höherer Motorlast wird das Gemisch angereichert. Es entsteht dann ein Kraftstoffüberschuss, der unter anderem dafür sorgt, dass der Brennraum (der Zylinder) von innen gekühlt wird. Dies liegt daran, dass das Benzin beim Verdampfen zusätzliche Wärme aufnimmt. Dadurch wird eine Detonation verhindert, bei der sich der Kraftstoff aufgrund der hohen Temperatur der Motorteile unkontrolliert entzündet.
Durch das Einspritzen von Wasser in den Zylinder werden auch die Teile im Brennraum gekühlt. Wenn ein Motor mit einer Wassereinspritzung ausgestattet ist, muss zur Kühlung kein zusätzlicher Kraftstoff mehr eingespritzt werden; Dies führt zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch und mehr Motorleistung.
Das Wasser mit Wassereinspritzung wird daher nicht wie bei als Kraftstoff verwendet Wasserstoff ist der Fall. Diese Techniken sind nicht miteinander zu verwechseln!
Wassereinspritzvorgang:
Der Wasserinjektor kann im Zylinderkopf oder im Ansaugkrümmer eines Benzinmotors montiert werden. Dies ist sowohl bei der Einspritzung von Ottokraftstoff als auch bei der Einspritzung von flüssigem oder gasförmigem Wasserstoff, der als Kraftstoff verwendet wird, möglich. Der Wasserinjektor sollte möglichst nahe am Einlassventil angebracht werden.
Wenn zusätzliche Kühlung im Brennraum erforderlich ist, wird der Wassereinspritzer vom Steuergerät gesteuert. Dies geschieht, wenn Leistung benötigt wird (z. B. beim Beschleunigen oder Fahren mit hoher Geschwindigkeit) und Klopfgefahr besteht. Deshalb wird die Wassereinspritzung auch „Anti-Detonations-Einspritzung“ genannt. Bei Fahrzeugen, bei denen nur ROZ 98 getankt werden kann, kann die Wassereinspritzung auch eine Lösung sein, um ROZ 95 zu tanken, da der Wasserdampf Detonationserscheinungen verhindert.
Eine externe Wasserpumpe sorgt für den Wasserdruck in der Injektorleitung. Wenn der Injektor vom Steuergerät gesteuert wird, öffnet er sich und es wird ein Wassernebel eingespritzt. Der Wassernebel wird in der Brennkammer vor dem Einlassventil mit der einströmenden Luft vermischt. Die kleinen Wassertröpfchen verdampfen sofort und nehmen einen Teil der im Brennraum vorhandenen Wärme auf.
Der entstehende Wasserdampf verschwindet im Abgas. Da die eingespritzte Wassermenge minimal ist, besteht keine Gefahr von Rost oder Oxidation der Motorteile. Der Wasserbehälter muss regelmäßig mit destilliertem Wasser gefüllt werden.
Im Bild unten ist der Wasserinjektor im Zylinderkopf platziert.
Bei Verwendung der Wassereinspritzung erhöht sich auch die Motorleistung. Höherer Turboladedruck und frühere Zündung sind ohne Detonationsgefahr möglich.
So steigert sich die Leistung des BMW M4 GTS beispielsweise mit der Wassereinspritzung um bis zu 37 kW. Das ist ein Leistungsplus von ca. 10 % gegenüber dem „Standard-M4“. Dies geht mit einer Kraftstoffeinsparung von bis zu 13 % einher, wenn ein fettes Gemisch gewünscht ist; beim Beschleunigen und Fahren mit hoher Geschwindigkeit.
Auch ohne Wassereinspritzung läuft der Motor problemlos. Aufgrund mangelnder Kühlung kann jedoch nicht die maximale Leistung erreicht werden. Ohne den Einsatz einer Wassereinspritzung kommt es zu einer Begrenzung der Motorleistung.
