FI

Die Kraftstoffeinspritzung ersetzt den Vergaser, indem sie unter Druck stehenden Kraftstoff direkt in den Ansaugkrümmer oder den Zylinder eines Motors sprüht. Das System nutzt eine Elektropumpe, eine Kraftstoffleiste, Einspritzdüsen und eine elektronische Steuereinheit (ECU), um den Kraftstoff präzise zu dosieren. Moderne Motoren sind vollständig auf FI angewiesen, weil sie einen besseren Kraftstoffverbrauch, geringere Emissionen, schnellere Kaltstarts und eine reaktivere Drosselklappenantwort als Vergaser bieten.

Zwei Hauptarchitekturen dominieren: Bei der Saugrohreinspritzung (PFI) wird Kraftstoff direkt vor dem Ansaugventil in den Ansaugkanal gespritzt, bei der Direkteinspritzung (DI) direkt in den Brennraum. PFI ist einfacher und bleibt bei kostengünstigen Fahrzeugen verbreitet. DI, auch Benzin-Direkteinspritzung (GDI) genannt, bietet höhere Effizienz und Leistung, erfordert aber robustere Einspritzdüsen und strengere Kontrolle, weil der Kraftstoff heißen Zylinderwänden ausgesetzt ist. Dieselmotoren nutzen ausschließlich Direkteinspritzung und arbeiten mit viel höheren Drücken, typisch 2.000 bis 2.200 bar.

Wie Einspritzdüsen funktionieren und was ausfällt

Kraftstoffeinspritzdüsen sind Magnetventile, die viele Male pro Sekunde öffnen und schließen. Die ECU berechnet Einspritzzeit und Einspritzdauer anhand der Motordrehzahl, der Ansaugluftmasse, der Drosselklappenposition und der Lambdasondenmesswerte. Ausfälle von Einspritzdüsen sind Kohlenstoffbelag an der Spitze (schränkt das Spritzmuster ein), Durchbrennen der elektrischen Spule oder festsitzende Nadel. Verstopfte Einspritzdüsen führen zu rauem Leerlauf, Zögerlichkeit und bestandenen Abgastests. Qualitätskraftstoff und Kraftstofffilter verlangsamen, verhindern aber nicht die Kohlenstoffansammlung im Laufe der Zeit.

Die Kraftstoffleiste hält den konstanten Druck, den die Pumpe bereitstellt. Regler leiten überschüssigen Kraftstoff zurück zum Tank, um den Schienendruck trotz sich ändernder Anforderungen stabil zu halten. Der Druck variiert je nach Auslegung: ältere PFI-Systeme liefen bei 40 bis 60 psi, moderne GDI-Systeme fordern 500 bis 2.500 psi. Höherer Druck verbessert die Zerstäubung und ermöglicht magere Kraftstoffgemische, verlangt aber präzise Fertigung von Einspritzdüsen und Kraftstoffleitungen.

FI entstand in den 1950er-Jahren auf Rennmotoren, blieb aber selten, bis Vorschriften in den 1980er-Jahren Vergaser verboten. Elektronik und Herstellungskosten trieben die Verbreitung voran. Heute überleben Vergaser nur noch an Kleinmotoren, Bootsmotoren und Geräten für den Geländeeinsatz, wo Einfachheit und fehlende Elektronik Vorteile sind. Der Begriff FI erscheint heute auf jedem modernen Fahrzeugemblem, weil er nach wie vor die definierende Technologie des Motormanagements ist.