Mit Wassereinspritzung will Zulieferer Bosch kräftig Kraftstoff sparen: Denn selbst moderne Benzinmotoren verbrauchen vor allem bei hohen Drehzahlen rund ein Fünftel des Kraftstoffs für die Kühlung, nicht für den Vortrieb. Gerade beim starken Beschleunigen oder bei Autobahnfahrten lässt sich durch das zusätzliche Einspritzen von Wasser Kraftstoff sparen. Im zukünftigen Verbrauchstest (WLTC) ermöglicht die Wassereinspritzung eine Ersparnis von bis zu vier Prozent. Im realen Verkehr ist noch mehr möglich: Bei flotterem Beschleunigen oder Autobahnfahrten lassen sich in realen Fahrsituationen bis zu 13 Prozent Kraftstoff sparen.
„Mit der Wassereinspritzung zeigen wir, dass der Verbrennungsmotor noch einiges auf der Pfanne hat“, sagt Dr. Rolf Bulander, Vorsitzender des Unternehmensbereichs Mobility Solutions und Geschäftsführer der Robert Bosch GmbH. Insbesondere bei Downsizing-Motoren mit drei oder vier Zylindern spielt die Bosch-Technik ihre Sparsamkeit aus. Also bei jenen Motoren, die heute jedes gängige Mittelklasse-Auto unter der Haube hat.
Wasserinspritzung sorgt für den Extrakick beim Turbomotor
Vorteile der Wassereinspritzung. Grafik: Bosch
Die Bosch-Innovation kann Autos nicht nur sparsamer, sondern auch leistungsstärker machen. „Die Wassereinspritzung kann jedem Turbomotor noch mal einen Extrakick verpassen“, sagt Stefan Seiberth, Vorsitzender des Bereichsvorstands Gasoline Systems bei Bosch. Der Motor wird durch frühere Zündwinkel noch effizienter betrieben. Damit können Entwickler selbst aus kraftvollen Sportmotoren zusätzliche Leistung kitzeln.
Der innovativen Motortechnik liegt technisch eine einfache Erkenntnis zugrunde: Ein Motor darf nicht überhitzen. Um das zu verhindern, wird bis heute bei so gut wie allen Benzinmotoren zusätzlicher Kraftstoff eingespritzt. Dieser verdampft und kühlt somit Teile des Aggregats herunter. Dieses physikalische Prinzip machen sich die Bosch-Ingenieure mit der Wassereinspritzung zunutze: Noch vor der Zündung des Kraftstoffs wird ein feiner Wassernebel in den Ansaugtrakt eingespritzt, der durch die hohe Verdampfungseigenschaft des Wassers effektiv kühlt.
Wasserverbrauch: wenige hundert Milliliter pro 100 Kilometer
Deshalb bedarf es auch nur einer kleinen zusätzlichen Wassermenge: Pro gefahrenen hundert Kilometern liegt der Verbrauch lediglich bei wenigen hundert Millilitern. Der kompakte Wassertank, der die Einspritzung mit destilliertem Wasser versorgt, muss somit höchstens alle paar tausend Kilometer aufgefüllt werden. So ist das Nachtanken durchschnittlich alle 3.000 Kilometer notwendig. Für die Füllung des separaten Wassertanks benötigt der Autofahrer destilliertes Wasser. Sollte der Tank doch einmal leer sein, ist das nicht schlimm: Der Motor funktioniert dann problemlos – allerdings ohne das höhere Drehmoment oder den geringeren Verbrauch der Wasser-Einspritzung.
Die Technik ist schon in Serie
Generell setzt Bosch bei der Wassereinspritzung auf eine Saugrohreinspritzung, da diese deutliche technische Vorteile hat und weniger kostet. Dadurch ist dieses Konzept für eine Großserienproduktion und viele Fahrzeugsegmente besser geeignet. Als erstes in Serie gefertigtes Straßenfahrzeug verfügt der BMW M4 GTS über ein Wassereinspritzsystem, das Leistung und Verbrauch des aufgeladenen Sechszylinder-Reihenmotors bei Volllast noch weiter optimiert. Die Teile der Wassereinspritzung hat Bosch zugeliefert.
Dem Motor soll die Wassereinspritzung nicht schaden – etwas durch Rost. Denn im Brennraum verbleibt kein Wasser: Es verdampft vor der Verbrennung im Motor und gelangt vollständig mit dem Abgas in die Umgebung.
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