Wasserkraft schafft neue Motorleistung

Im Automobilbau zählt jedes Prozent weniger Kraftstoffverbrauch. Ein Einsparpotenzial von bis zu 13 % durch eine einzelne Zuliefer-Innovation lässt deshalb aufhorchen. Bosch-Ingenieure sind der Tatsache nach-gegangen, dass selbst moderne Benzinmotoren rund ein Fünftel ihres Kraftstoffs verschwenden. Vor allem bei hohen Drehzahlen dient ein Teil des Benzins der Kühlung statt dem Vortrieb. Dass es auch anders geht, zeigt der Technologiekonzern jetzt mit seiner neuen Wassereinspritzung.

Gerade bei flotterem Beschleunigen oder Autobahnfahrten lassen sich den Angaben zufolge durch das zusätzliche Einspritzen von Wasser bis zu 13 % 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. Ihre Sparsamkeit soll die Bosch-Technik insbesondere bei Downsizing-Motoren mit drei oder vier Zylindern ausspielen. Ein Großteil heutiger Mittelklasse-Auto ist mit solchen Aggregaten bestückt.

Doch die Bosch-Innovation soll Verbrennerautos nicht nur sparsamer, sondern auch leistungsstärker machen. „Die Wassereinspritzung kann jedem Turbomotor noch mal einen Extrakick verpassen“, betont 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. Bis zu 5 % mehr Motorleistung sollen dadurch möglich sein, ohne den Hubraum vergrößern oder den Ladedruck erhöhen zu müssen, versichern die Bosch-Techniker.

Der innovativen, dem Rennsport entlehnten 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 ihrer WaterBoost genannten 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. Das Wasser verdampft vor der Verbrennung im Motor und gelangt vollständig mit dem Abgas in die Umgebung. Weil somit kein Wasser im Brennraum verbleibt, kann der Motor auch nicht rosten.

Deshalb bedarf es auch nur einer kleinen zusätz-lichen Menge an demineralisiertem Wasser: Pro gefahrenen hundert Kilometern liege der Verbrauch lediglich bei wenigen hundert Millilitern, heißt es. Der kompakte Wassertank, der die Einspritzung mit destilliertem Wasser versorgt, muss somit durchschnittlich alle 3000 km aufgefüllt werden.

Sollte der Tank doch einmal leer sein, ist das auch kein Malheur: Der Motor funktioniert dann problemlos – allerdings ohne das höhere Drehmoment oder den geringeren Verbrauch der Wasser-Einspritzung. Dass der technische Kniff funktioniert, zeigt BMW. Die Technik steckt unter der Haube des M4 GTS. Als erstes in Serie gefertigtes Straßenfahrzeug verfügt der Sportwagen über ein innovatives und wegweisendes Wassereinspritzsystem, das Leistung und Verbrauch des aufge-ladenen Sechszylinder-Reihenmotors bei Volllast noch weiter optimiert. Für den bayerischen Vorzeigeathleten hat Bosch die Teile der Wassereinspritzung zugeliefert.

Grundsätzlich möchte der Stuttgarter Zulieferer die bestehende und bewährte Direkteinspritzungstechnik auch in Zukunft sinnvoll revolutionieren, ohne große Entwicklungsaufwände an anderer Stelle zu produzieren. Aus diesem Grund ist WaterBoost bewusst als zusätzliches System ausgelegt, das leicht zu implementieren sein soll. Die für die Wassereinspritzung erforder-lichen Komponenten müssten lediglich baulich mit eingeplant und von der Motorsteuerung berücksichtigt werden, betont der Anbieter.

Mit der Wassereinspritzung zeigen wir, dass der Verbrennungsmotor noch einiges auf der Pfanne hat.“

Dr. Rolf Bulander,Geschäftsführer Robert Bosch GmbH