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FSI-Motor wird in der Teillast bei Kraftstoff-Luft-Gemischen mit sehr hohem
Luftüberschuß betrieben, welche als homogenes Gemisch nicht
zündfähig wären. Um diese verbrauchsgünstig wirkenden
hohen Luftüberschüsse realisieren zu können, muß der
Motor im sogenannten Schichtlademodus betrieben werden. Bei dieser Betriebsart
wird das Gemisch um die zentral im Brennraum positionierte Zündkerze
konzentriert, in den Randbereichen des Brennraums befindet sich reine Luft.
Die damit verbundene Verbrauchseinsparung resultiert zum einen aus der
Entdrosselung des Motors, zum anderen in nicht unerheblichem Maße
aus den minimierten Wärmeverlusten, die - und das ist nur mit der
von Volkswagen favorisierten Schichtladung realisierbar - durch die zentral
im Brennraum ablaufende Verbrennung mit umgebender isolierender Lufthülle
ermöglicht werden. |
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Realisierung der Schichtladung müssen Einspritzung, Zylinderinnenströmung
und Brennraumgeometrie optimal aufeinander abgestimmt werden. Beim FSI-Motor
von Volkswagen wird zur Darstellung einer gezielten Luftströmung ein
schaltbares Tumble-System eingesetzt. Das sogenannte "Tumble-Blech" teilt
den Lufteinlaßkanal in eine obere und untere Hälfte. Eine vorgeschaltete
Klappe erlaubt die Luftführung entweder nur über den oberen Teil
oder über den gesamten Querschnitt. Im Schichtlademodus wird die Klappe
geschlossen, wodurch sich im Brennraum eine intensive, walzenförmige
Strömung einstellt. Der Kraftstoff wird in diesem Modus erst im letzten
Drittel der Kolbenaufwärtsbewegung eingespritzt. Durch die Kombination
von gezielter Luftströmung und spezieller Geometrie des Kolbens, der
über eine ausgeprägte Kraftstoff- und Strömungsmulde verfügt,
wird der besonders fein zerstäubte Kraftstoff in einem sogenannten
"Gemischballen" optimal um die Zündkerze konzentriert und sicher entflammt.
Für die jeweils optimale Anpassung der Einspritzparameter (Einspritzzeitpunkt,
Kraftstoffdruck) sorgt die intelligente Motorsteuerung im Zusammenspiel
mit dem vollelektronisch geregelten Common-Rail-Einspritzsystem. |
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Bei
sehr hohen Drehzahlen bzw. Lasten arbeitet der FSI-Motor analog zu einem
konventionellen Motor mit Saugrohreinspritzung, jedoch mit besserem Wirkungsgrad
aufgrund der höheren Verdichtung. Der Kraftstoff wird in den Ansaugtakt
eingespritzt, damit das Kraftstoff-Luft-Gemisch bestmöglich aufbereitet
werden kann. Um dem Motor ein Höchstmaß an Luft anbieten zu
können, wird die Klappe geöffnet - der gesamte Querschnitt des
Lufteinlaßkanals steht zur Verfügung. Das schaltbare Tumblesystem
erlaubt somit erstmals die Kombination des verbrauchsgünstigen Schichtlademodus
mit sehr guten Leistungs- und Drehmomentwerten.
Eine Kombination
beider Betriebsmodi des FSI-Motors ist die Basis für das hohe Einsparpotential
von 15% gegenüber einem vergleichbaren herkömmlichen Benzinmotor. |
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Bei dem von Volkswagen vorgestellten Ottomotor mit Direkteinspritzung befindet
sich das Einspritzventil im Gegensatz zu herkömmlichen Motoren mit
Saugrohreinspritzung unterhalb der Lufteinlaßkanäle im Zylinderkopf.
Der Kraftstoff wird direkt in den Brennraum eingespritzt, wobei die Einspritzzeitpunkte
vom Motorsteuergerät - ausgerichtet auf niedrigen Verbrauch und niedrige
Emissionen - vorgegeben werden.
