Wassereinspritzung zur Kühlung der Ladeluft
Auszug aus der Autobild, selbst BMW setzt auf Wassereinspritzung
Das eigentliche Highlight des M4 MotoGP Safety Cars steckt unter der Haube: die Wassereinspritzung.
Besonders interessant ist aber eine neue Technik, die BMW beim M4 MotoGP Safety Car zur Leistungssteigerung einsetzt: Der doppelt aufgeladene Reihensechszylinder verfügt hier über eine Wassereinspritzung. Das System sorgt, neben dem auch in der Serie verbauten Ladeluftkühler, für eine zusätzliche Senkung der Ladelufttemperatur. Zweck der Sache: mehr
Leistung
und weniger Belastung für Motor und Nebenaggregate (Turbos, Katalysatoren). Für mehr Power kann nun zum einen der Ladedruck erhöht werden – die Turbos schaufeln also mehr Luft in die Brennräume. Zum zweiten lässt sich die Vorzündung erhöhen. Beides optimiert den Leistungs- und Drehmomentverlauf, macht dem Motor aber thermisch zu schaffen. Denn mit dem Ladedruck steigt die Verdichtung der Luft und somit ihre Temperatur. Ähnliches resultiert aus einer erhöhten Frühzündung. Ein früherer Zündzeitpunkt lässt die Verbrennungstemperatur steigen, fördert damit Motor-Klopfen (unkontrollierte Verbrennung des Gemischs) und setzt vor allem den Kolben zu. Die Kühlwirkung der Wassereinspritzung wirkt dem Temperaturanstieg der Ladeluft und in den Brennkammern entgegen. Ein weiterer Nebeneffekt: Durch die sinkende Temperatur steigt die Dichte der Ladeluft, was ihren Sauerstoffgehalt erhöht und sich nochmals leistungssteigernd auswirkt.
Rund 460 PS für das M4 MotoGP Safety Car
Steigt die Temperatur im Ansaugtrakt durch die vom Turbolader verdichtete Luft, wird zur Kühlung ein feiner Wassernebel eingespritzt.
Die Funktionsweise der Wassereinspritzung im M4 MotoGP Saftey Car ist simpel: Drei Einspritzdüsen befinden sich im Luftsammler des Motors und zerstäuben Wasser zu einem feinen Nebel. Durch die Verdampfung der Wassermoleküle wird der umgebenen Luft Wärme entzogen – die bereits erwähnte Kühlung der Ladeluft. Das Wasser wird nicht etwa aus dem Wischwasserbehälter abgezapft, sondern kommt aus einen fünf Liter fassenden Behälter im Kofferrraum, der das System mit der nötigen Flüssigkeit versorgt. BMW preist das Prinzip als
Innovation an, doch tatsächlich ist die Wassereinspritzung bei Turbomotoren ein etabliertes Tuningmittel. Häufig wird das Wasser noch mit Methanol vermischt, was das Einfrieren der Wasserleitungen in der kalten Jahreszeit verhindert. Außerdem verbessert Methanol nochmals das Klopfverhalten und wirkt als zusätzlicher
Treibstoff. Mitte der 70er-Jahre fand die Wassereinspritzung sogar bei einem der ersten Serienfahrzeuge mit Turbolader Anwendung: Der
Saab 99 Turbo konnte optional auch mit Wassereinspritzung geordert werden, was die Leistung von sonst 145 PS auf knapp 160 PS steigerte.
Zwar erhöht die Wassereinspritzung die Komplexität des
Verbrennungsmotors, doch sie sorgt neben der Leistungssteigerung auch für mehr Effizienz und eine Reduzierung der durch die Verbrennung entstehenden Schadstoffe, insbesondere von Stickoxiden (NOx). Zudem lässt sich für den Betrieb des Motors
Benzin mit weniger Oktan verwenden. Vorteilhaft in Ländern, die nicht flächendeckend Sprit mit 98 Oktan anbieten. 95 Oktan (
E10) tun es dann auch, ohne dass der Motor zu "klopfen" beginnt. Diese Effekte bewirbt auch BMW. Der Verbrauchsvorteil des M4-Motors mit Wassereinspritzung soll unter Volllast bei etwa acht Prozent liegen. Ähnliches gilt für die Leistungssteigerung. Genaue Angaben macht BMW nicht, aber wir rechnen mit einem Plus von rund 40 PS, macht also etwa 470 PS für das M4 MotoGP Safety Car.
