GDI
Initiale für Benzin-Direkteinspritzung: Kraftstoffeinspritzung direkt in den Zylinder.
GDI: Benzin wird direkt in den Zylinder eingespritzt
Gasoline Direct Injection, kurz GDI, ist ein Kraftstoffzuteilungssystem, das Benzin mit hohem Druck direkt in die Brennkammer spritzt, anstatt es in den Ansaugkrümmer vor dem Einlassventil zuzuführen. Der Injektor sitzt im Zylinderkopf und versprüht Kraftstoff nach einem präzise abgestimmten Zeitplan, typischerweise bei Drücken zwischen 50 und 200 bar, je nach Motorausführung und Betriebszustand.
Der Hauptvorteil ist die Effizienz. Durch die direkte Einspritzung in den Zylinder statt in den Ansaugkanal wird der Verbrennungsprozess magerer und besser kontrolliert. Motoren können mit höheren Verdichtungsverhältnissen und mageren Luft-Kraftstoff-Gemischen betrieben werden, ohne zu klopfen. Das verbessert Verbrauch und Leistung pro Hubraum. Moderne GDI-Systeme ermöglichen auch geschichtete Verbrennung, bei der sich die Kraftstoffkonzentration in der Brennkammer unterscheidet und Brennverlauf sowie Emissionen bei Teillast optimiert werden.
GDI-Motoren bringen echte Wartungsherausforderungen mit sich. Die Injektoren arbeiten unter extremen Drücken und engen Toleranzen; jede Ablagerung im Injektor oder auf dem Einlassventil verschlechtert das Sprühbild und die Verbrennung. Benzin-Direkteinspritzung wäscht die Einlassventile nicht wie Saugrohreinspritzung, daher können Kohlenstoffablagerungen schneller auftreten. Hochdruck-Kraftstoffpumpen und Injektoren sind teure Verschleißteile, und viele Werkstätten benötigen spezielle Diagnosegeräte zur Fehlersuche bei Leistungsproblemen.
Varianten und Verbreitung
GDI wurde in den 2000er und 2010er Jahren in Pkw zum Standard, zunächst bei Premium-Marken und aufgeladenen Motoren, wo der Effizienzgewinn die Kosten und Komplexität rechtfertigte. Heute nutzen die meisten neuen Benzinmotoren, von kleinen Sparmotoren bis zu großvolumigen Motoren, irgendeine Form von Direkteinspritzung. Manche Hersteller kombinieren Direkteinspritzung und Saugrohreinspritzung im selben Motor, genannt Dual-Injection, um die Vorteile beider Systeme auszunutzen und Kohlenstoffablagerungen zu reduzieren. Dieselmotoren verwenden direkte Einspritzung schon seit den 1990er Jahren, daher folgte die Technik bei Benzinmotoren einem ähnlichen Entwicklungsweg.
Der Name ist selbsterklärend: Der Kraftstoff geht direkt in den Zylinder, im Gegensatz zur indirekten Einspritzung (die ältere Saugrohreinspritzung). In Betrieb und technischen Zusammenhängen wird GDI oft zusammen mit Aufladung erwähnt, da beide Technologien häufig in modernen effizienzorientierten Motorkonzepten kombiniert werden.