Technik: Druckstoßeinspritzung (Archivversion)

Mengenlehre

Manchmal besteht der Fortschritt nicht aus Quantensprüngen, sondern aus mikroskopisch kleinen Tröpfchen.

Zu den Anachronismen im Motorradbau gehört die Gemischaufbereitung. Bei vielen Motorrädern übernimmt sie noch immer der gute alte Vergaser. Doch seine Tage sind gezählt. Eine drastische Verringerung der Schadstoffgrenzwerte, spätestens mit Einführung der Euro-3-Norm im Jahr 2006, wird alle Hersteller zwingen, einen geregelten Katalysator und somit eine Einspritzung zu verwenden. Dabei könnten zwei Schritte in einem den haushohen Vorsprung der Vierradfraktion kompensieren, indem die Motorradkonstrukteure sofort auf Direkteinspritzung umstellen. Ein Verfahren, das in der Automobilbranche erst nach und nach Einzug hält. Im Teillastbereich bringt das mit Magermixbetrieb bis zu 15 Prozent Verbrauchseinsparung. Und selbst im homogenen Betrieb mit Lambda 1 gehen Direkteinspritzer ökonomischer mit dem kostbaren Nass um. Den Beweis hat ein Team der westsächsischen Fachhochschule Zwickau um Professor Cornel Stan angetreten. Dabei mussten die Entwickler nur in die Schublade greifen. Bereits Anfang der 80er Jahre, also noch zu DDR-Zeiten, experimentierten die Zwickauer mit der so genannten Druckstoßeinspritzung. 1994 konnte MOTORRAD einen Peugeot-Roller mit Zweitaktmotor und dieser Technik testen. Ihr Arbeitsprinzip: Der Anker eines Elektromagneten beaufschlagt den Kraftstoff in einem Pumpe-Düse-Element und sorgt so für die Injektion direkt in den Brennraum. Die bayerische Firma Ficht entwickelte das System zur Serienreife; die Bootsmotoren der amerikanischen Firma OMC sind heute damit ausgerüstet. Doch in den letzten Jahren verfolgten die Zwickauer eine andere Variante der Druckstoßeinspritzung und applizierten sie an den Viertaktmotor einer MZ RT 125, die der sächsiche Hersteller aus dem nahe gelegenen Zschopau beisteuerte. Im Unterschied zum Ficht-System sperrt ein Magnetventil schlagartig die Leitung einer schnellströmenden Flüssigkeit ab. Der dabei entstehende Druckimpuls wird zur Direkteinspritzung in den Brennraum genutzt. Die Hardware ist denkbar einfach. Eine Kraftstoffpumpe baut Druck auf, den ein Regler auf konstantem Niveau hält. In einer auf den jeweiligen Motor in ihrem Volumen abgestimmten Beschleunigungsleitung zirkuliert der Kraftstoff, der von einem Magnetventil unterbrochen wird und dabei einen weit höheren Druck an der Einspritzdüse produziert. Die sitzt beim 125er-Single im Kerzenloch, die Zündkerze musste auf die Seite ausweichen, eine zweite genau gegenüber kam hinzu. Die vom Rechner vorgegebene Öffnungsdauer bestimmt die Einspritzmenge. Höchst erstaunlich: Der geringe Aufwand wird den extrem hohen Anforderungen gerecht. Im Fall des MZ-Triebwerks muss dieses System Kraftstoffmengen von rund einem Milligramm, also einem tausendstel Gramm, im Leerlauf bei 1000 Umdrehungen bis zu knapp 20 Milligramm bei 10000 Umdrehungen exakt dosieren. Dieser Spagat bereitet den Entwicklern im Gegensatz zu manch anderem Zweiradhersteller mit konventioneller Saugrohreinspritzung keinerlei Probleme. Auf dem Prüfstand hat das System sogar weit höhere Drehzahlen ohne Störung überstanden. Ebenso überzeugt es in der Praxis. Auf Knopfdruck nimmt die RT willig die Arbeit auf und besitzt einen stabilen Leerlauf. Im Fahrbetrieb steht die RT mit Druckstoßeinspritzung dem Serienmodell in keiner Weise nach. Im Gegenteil: Auf Lastwechsel reagiert der Eintopf spontaner als das Serienaggregat und hängt unter allen Betriebszuständen sauber am Gas. Zudem versprechen die Entwickler Verbrauchsvorteile von bis zu 15 Prozent sowie eine Reduzierung der Schadstoffwerte. Insgesamt also eine lohnenswerte Alternative.Doch wie sieht es mit den Kosten aus? Eine überschlägige Kalkulation für ein in Großserie hergestelltes System ergibt zirka 75 Euro. Eine Investition, die zunächst zwar über dem Preis des in der Serie verwendeten Vergasers liegt, sich zum einen aber schnell durch den geringeren Verbrauch amortisiert, zum anderen genügend Optionen wie Magerbetrieb mit weiterer Verbrauchsreduzierung und eine gezielte Reduzierung der Schadstoffe für die Zukunft offen lässt. Bleibt zu hoffen, dass sich Hersteller finden, die auf den Zug dieser genialen, weil einfachen, aber trotzdem effektiven Technik aufspringen. Denn letztlich ermöglichen erst entsprechende Stückzahlen einen wirtschaftlichen Serieneinsatz.
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