Gemischbildungs- und Verbrennungsverfahren

In den vergangenen Jahrzehnten hat der konventionelle Ottomotor wie auch der Dieselmotor einen hohen Entwicklungsstand erreicht. Während beim Pkw-Dieselmotor der Schritt zur Direkteinspritzung 1989 durch Audi [1] gelungen ist, auch durch vorliegende Erfahrungen aus dem Nutzfahrzeugbereich, wurde beim Ottomotor bis heute die Laststeuerung durch Mengenregelung mittels Drosselklappe beibehalten. Hieraus ergeben sich besonders im Teillastgebiet deutliche Wirkungsgradverluste, verbunden mit einem hohen spezifischen Kraftstoffverbrauch. Dies ist insbesondere dadurch von Bedeutung, da aufgrund der heutigen Verkehrsproblematik die Fahrzeuge überwiegend im Teillastbereich betrieben werden. Die Reduzierung der Drosselverluste in der Ladungswechselphase besitzt somit ein erhebliches Potenzial zur Verbrauchsabsenkung und damit zur Ressourcenschonung. Neben Ansätzen zur Verringerung der Ladungswechselverluste durch neue Konzepte mit variablen Ventilsteuerungen gibt es schon seit mehr als hundert Jahren Bemühungen, den Ottomotor ähnlich dem Dieselmotor durch direkte Einspritzung des Kraftstoffs in den Brennraum drosselfrei zu betreiben. Die sich nun hinter der modernen Direkteinspritzung bei Ottomotoren verbergende Idee ist, Vorteile des Dieselmotors mit denen des Ottomotors zu vereinen. Bei Dieselmotoren bestehen die Vorteile in den geringen Ladungswechselverlusten, der Qualitätsregelung (Lastregelung alleine über die zugeführte Kraftstoffmenge) und den geringen Wandwärmeverlusten. Für den Ottomotor sprechen die kleine Baugröße, das gute Leistungsverhalten und die geringe Schadstoffemission.