Ausgeknockt?
Die Wissenschaftler wurden während dieser Beobachtungen von der Weiterentwicklung ihres eigenen Versuchsobjekts beinahe eingeholt: Der damals aktuelle 2.0 TFSI hatte bei einem effektiven Mitteldruck von 18 bar serienmäßig eine Leistung von 147 kW bei 5700/min und ein Drehmoment von 280 Nm bei 1800 bis 4700/min, heute kommt der 2.0 TFSI mit 165 kW zwischen 4500 bis 6250/min und 350 Nm bei 1500 bis 4500/min bei einem effektiven Mitteldruck von über 22 bar in Serienfahrzeugen wie dem Audi Q5 schon knapp an das Drehmoment des Versuchsmotors heran.
Entzündliche Reaktionen
In den Versuchsreihen zeigte sich, dass Vorentflammungen meist in der Nähe des Kolbenbodens oder der Zylinderwände auftreten. Beim Direkteinspritzer scheinen noch nicht verdampfte Kraftstofftropfen mit dem Schmierfilm an Zylinderwand glühende Brandbeschleuniger bilden zu können, darüber hinaus scheinen dem Schmieröl beigefügte Additive einen Einfluss auf die Entzündungswahrscheinlichkeit zu haben. "Generell sollte der Kraftstoff nicht in flüssiger Form an die Zylinderwand gelangen", sagte dazu Prof. Dr. Ulrich Spicher, der Leiter des Forschungsprojekts.
Diese Erkenntnis ist zwar nicht neu, wurde nun aber erstmals in einem aufgeladenen Direkteinspritzer sichtbar gemacht: „Die Schmiergefäße müssen eine sehr genaue Einstellung der Oelmengen und eine leichte Kontrolle gestatten, da zu reichliche Schmierung die Bildung von Oelrückständen am Kolben, an den Ventilen und in den toten Räumen zur Folge hat und außerdem Oelansammlungen die erwähnte Gefahr einer Explosion bilden können“. SPETTMAN, Die Schmierung der Verbrennungsmotoren, Polytechnische Rundschau, 1925, Band 340 (S. 1–3). Ebenfalls nicht neu sind die am KIT untersuchten Gegenmaßnahmen.
Bewährte Rezepte
Aus Karlsruhe tönt ein ermutigendes "weiter so!", denn: Als hilfreich konnte das KIT eine gezielte Beschleunigung der in den Motor strömenden Luft zu einer besseren Durchmischung des Luft-Kraftstoff-Gemisches im Zylinder identifizieren. Dazu werden schon seit Mitsubishis 97er GDI-Motoren, den ersten modernen Direkteinspritzern, sogenannte Drall- oder Tumble-Klappen eingesetzt. Und natürlich hat auch der Versuchs-TFSI serienmäßig Tubleklappen, deren Auslegung von Audi an die Aufladung angepasst wurden: Der Tumblewert, also die auf die Drehzahl bezogene Drehung des Gases im Brennraum musste gegenüber dem FSI erhöht werden.