Zeitung Heute : Mit Benzin-Direkteinspritzer

Horst Heilbronner

Mit einer neuen Generation von Vierzylindermotoren tritt Mercedes-Benz bereits in diesem Sommer an. Ihre Premiere werden die vier Varianten mit durchweg 1,8 Liter Hubraum in der C-Klasse erleben, um dann später auch in anderen Modellfamilien eingesetzt zu werden. Zu den vier neuen Triebwerken gehört erstmals auch ein Benzin-Direkteinspritzer, der von Ende 2002 an im C 200 CGI (Stratified Gasoline Injection = Benzin-Schichtladung) eingesetzt wird, eine Leistung von 125 kW (175 PS) entwickelt und mit einem Durchschnittsverbrauch von 7,8 l/100 km um rund 19 Prozent sparsamer ist, als das noch angebotene vergleichbare Vorgängertriebwerk.

Die weiteren drei Versionen des neuen 1,8-Liter-Vierzylinders arbeiten weiterhin mit Saugrohreinspritzung. Ihr Leistungsspektrum reicht von 105 kW (143 PS) bis zu 141 kW (192 PS). Alle drei Motoren sind Vierventiler mit Kompressor, Ladeluftkühler und verstellbaren Nockenwellen und verfügen über zwei mit doppelter Kurbelwellendrehzahl gegenläufig rotierende Ausgleichswellen, die den ein wenig raueren Vierzylindern eine Sechszylindern vergleichbare Laufruhe geben.

Trotz eines erheblich niedrigeren Kraftstoffverbrauchs als ihre Vorgänger machen die neuen Motoren die mit ihnen ausgestatteten Modelle spürbar dynamischer. So beschleunigt der neue C 180 Kompressor binnen 9,7 Sekunden auf Tempo 100 und erreicht maximal 222 km/h, ist also im Spurt 1,3 Sekunden schneller als der Vorgänger, 12 km/h schneller und mit durchschnittlich 8,4 l/100 km um einen Liter oder mehr als zehn Prozent sparsamer. Das höchste Drehmoment liegt mit 220 Nm bei 2500/min zugleich um rund 15 Prozent über dem Wert des aktuellen Triebwerks.

Beim C 200 Kompressor beträgt der Verbrauchsvorteil mehr als elf Prozent und das höchste Drehmoment liegt nun statt bei 230 bei 240 Nm, die bei 3000/min verfügbar sind. Die drehmomentstärkste Variante des neuen Vierzylinders im C 230 Kompressor - er wird als Sportcoupé in der C-Klasse auftreten - liefert ein höchstes Drehmoment von 260 Nm und ist um 0,7 l/100 km sparsamer als der Vorgänger.

Erreicht werden die niedrigen Verbrauchswerte vor allem durch die Verlagerung der Betriebspunkte der Motoren in Drehzahlbereiche mit optimalem thermischen Wirkungsgrad. Positiv in der Verbrauchsbilanz zu Buche schlägt auch die Hubraumverkleinerung auf 1,8 Liter durch geringere Reibleistung und bessere Thermodynamik. Und für ausreichende Dynamik sorgt die Kompressor-Aufladung, die bereits ab Leerlaufdrehzahl hohe Drehmomente und damit längere Gesamtübersetzungen sowie einen stark entdrosselten Motorbetrieb ermöglicht - das bedeutet also bessere Fahrleistungen trotz erheblich niedrigerer Verbräuche.

Bereits eine lange Vorgeschichte hat die Benzin-Direkteinspritzung bei Mercedes-Benz. Denn schon der legendäre 300 SL hatte Mitte der Fünfziger als erster Viertakter jener Tage eine Benzin-Direkteinspritzung, die dem Sechszylinder zu einem beachtlichen Leistungsplus verhalf. Heute setzen Motorenbauer - ausgenommen Alfa Romeo, wo sie bei den GTA-Versionen des Alfa 156 vornehmlich der Leistungssteigerung dient - sie vor allem zur Senken von Verbrauch und Emissionen ein.

Technisch setzt Mercedes-Benz dabei auf Motoren, die im Teillastbereich im Magerbetrieb arbeiten, also mit hohem Luftüberschuss. Um die nur sehr geringen direkt in den Brennraum eingespritzten Kraftstoffmengen entzünden zu können, wird mit Hilfe raffinierter Saugrohre, verstellbarer Drallklappen und speziell geformter Kolbenböden in der Nähe der Zündkerze eine zündfähige Gemischwolke gebildet. Allerdings verlangt der Magerbetrieb ein spezielles NOx-Management, denn die bei dieser Betriebsart entstehenden Stickoxide können im üblichen Dreiwegekatalysator nicht reduziert werden. Deshalb werden sie in einem speziellen NOx-Speicherkatalysator zwischengelagert und dann regelmäßig in kurzen Regenerationsphasen zu Stickstoff reduziert. Bei höheren Drehzahlen tritt dieses Problem nicht mehr auf, denn dann wird der Direkteinspritzer mit stöchiometrischem Kraftstoff-Luft-Verhältnis mit Lambda = 1 betrieben. Eingespritzt wird das Benzin mit einem Druck von 50 bis 120 bar. Durch den gezielten Einsatz von Abgasrückführung und Sekundärlufteinblasung erfüllt der neue Benzin-Direkteinspritzer problemlos die Abgasnorm EU4.

Neu bei der Steuerung der neuen Vierzylinder ist eine Technik, die den jeweiligen Fahrertyp erkennt und die Antriebscharakteristik des Motor entsprechend anpasst. So wird der Motor bei einem betont sportlichen Fahrer, den die Elektronik an den Pedalbewegungen erkennt, dafür sorgen, dass der Motor praktisch jederzeit am Gas hängt, während für einen betont komfortorientierten Fahrer eine andere Motorcharakteristik gewählt wird, die einer sanfteren Fahrweise entgegenkommt.

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