Mit der Direkteinspritzung hat Bosch schon einmal einen Verbrennungsmotor revolutioniert: Beim Diesel setzt sich die von Bosch entwickelte Common-Rail-Technik durch und wurde innerhalb eines Jahrzehnts zum unangefochtenen Standard. Heute steckt sie weltweit in rund 80 Prozent aller Diesel-Neuwagen. Ein ähnlicher Wandel vollzieht sich gerade in Verbindung mit dem Downsizing-Trend beim Ottomotor: Mit der von Bosch entwickelten Benzin-Direkteinspritzung profitieren Autofahrer von einem höheren Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen und damit mehr Fahrspaß – gleichzeitig senkt das System den Kraftstoffverbrauch um bis zu 15 Prozent. „Die Direkteinspritzung beschert dem Benziner jetzt eine ähnliche Revolution wie vor einigen Jahren dem Diesel“, sagt Dr. Rolf Bulander, Geschäftsführer der Robert Bosch GmbH und zuständig für Antriebstechnik. In Europa ist die Technologie schon auf dem Weg zum Standard – Komponenten von Bosch finden sich in sportlichen Kleinwagen, Reiselimousinen, SUVs und Sportwagen.
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Benzin-Direkteinspritzung
Als erster Autohersteller setzte die Firma Gutbrod die Benzin-Direkteinspritzung von Bosch ab 1951 in ausgesuchten Modellen des Kleinwagens Superior ein. Ab 1954 brachte Bosch die Technologie im legendären Mercedes-Benz 300 SL Flügeltürer in die Großserie. Das technische Grundprinzip blieb über die Jahre bestehen: Die Injektoren spritzen den Kraftstoff so fein zerstäubt direkt in den Brennraum ein, dass er unmittelbar dort gezündet werden kann. Dadurch, dass der Kraftstoff verdampft, ist eine höhere Verdichtung möglich, denn der Brennraum wird zusätzlich gekühlt. Obwohl das neue Brennverfahren viel Kraftstoff sparte, brauchte Bosch einen langen Atem, bis die Technik flächendeckend eingesetzt wurde. Über Jahrzehnte entwickelte das Unternehmen die Benzin-Direkteinspritzung weiter – unter anderem mit der innovativen Laserbohrung für Einspritzlöcher in den Injektoren. Diese ermöglichen eine besonders präzise Gemischbildung und saubere Verbrennung. Für diese Innovation wurde Bosch zusammen mit Trumpf und der Universität Jena mit dem deutschen Zukunftspreis 2013 ausgezeichnet.
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Deutscher Zukunftspreis 2013
Aktuell exzellente Geschäfte in Europa – bald in den USA und China
Anfang der 2000er Jahre brachten anspruchsvolle Emissionsnormen in Europa die Benzin-Direkteinspritzung in den Massenmarkt. Der Trend setzt sich fort, denn bis 2021 dürfen Fahrzeuge im Durchschnitt nur noch 95 Gramm CO2pro Kilometer emittieren. Schon 2016 wird deshalb rund die Hälfte der europäischen Neufahrzeuge mit Ottomotor mit einer Direkteinspritzung ausgestattet sein. „Aktuell machen wir mit der Benzin-Direkteinspritzung exzellente Geschäfte in Europa. Aber in wenigen Jahren spielt die Musik dazu auch noch in Amerika und China“, sagt Dr. Rolf Bulander. Auf diesen Märkten stecken die innovativen Einspritzsysteme noch hauptsächlich in Importfahrzeugen. Doch angesichts anspruchsvoller Emissionsrichtlinien in China und den USA werden auch lokale Autohersteller in Zukunft vermehrt auf die neue Technologie setzen.
Damit werden amerikanische Pickup-Trucks, europäische Limousinen oder asiatische Mittelklassefahrzeuge gleichermaßen sparsamer. Das spart Autofahrern Geld an der Zapfsäule. Gleichzeitig leisten die sparsamen Systeme einen wertvollen Beitrag für die Umwelt. In Europa ist dieser Effekt schon messbar. Der Kontinent ist Wiege und bereits Leitmarkt für die innovative Technologie. 2013 waren dort rund 40 Prozent aller Neuwagen mit einer Benzin-Direkteinspritzung versehen. Bosch-Experten schätzen, dass diese Neufahrzeuge in Summe etwa 1,2 Millionen Tonnen CO2im Jahr einsparen, weil sie weniger Kraftstoff verbrauchen. „Mit innovativer Technologie macht Bosch Antriebssysteme energieeffizient, senkt Emissionen und damit die Kosten je gefahrenen Kilometer“, sagt Dr. Rolf Bulander.
Ideale Grundlage für die Elektrifizierung des Ottomotors
Doch die Benzin-Direkteinspritzung macht nicht nur reine Verbrennungsmotoren effizienter, sondern ist auch eine ideale Grundlage für die Elektrifizierung des Ottomotors. Denn mit der optimalen Auslegung für das Downsizing macht sie kompakte Motoren mit wenigen Zylindern möglich, die durch elektrische Komponenten ergänzt werden. In diesem Fall bildet ein hocheffizienter Verbrennungsmotor den Kern des Antriebs und kann in seinen weniger effizienten Laufphasen durch die elektrischen Komponenten unterstützt oder gar ganz abgeschaltet werden – wie beispielsweise bei einem Plug-In Hybrid, der bis zu 60 Kilometer rein elektrisch fährt. „Benzin-Direkteinspritzung und Elektrifizierung ergänzen sich ideal“, sagt Dr. Rolf Bulander. Denn mit einer Kombination aus elektrischen Komponenten und der Direkteinspritzung lassen sich die CO2-Emissionen besonders deutlich reduzieren.
Konkret zeigt dies das Boost Recuperation System von Bosch. Der 48-Volt-Hybrid harmoniert ideal mit Downsizing-Motoren. Dabei unterstützt ein besonders starker Generator den Motor bei niedrigen Drehzahlen oder beim Beschleunigen – indem er als Antriebsmaschine arbeitet. Allein diese Elektrifizierung kann bis zu 15 Prozent Kraftstoff sparen. Im realen Betrieb mit Segeln bei abgeschaltetem Motor sind zusätzliche zehn Prozent Reduzierung möglich. Insgesamt lässt sich so bis zu einem Viertel Kraftstoff sparen. Das System kann dazu beitragen, dass anspruchsvolle Emissionsnormen in der Kompaktklasse erreicht werden.
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Boost Recuperation System
Um die Vorgaben selbst bei größeren Fahrzeugen zu unterschreiten, ist der Plug-In-Hybrid mit Benzin-Direkteinspritzung eine Alternative. Denn hier liegt das Einsparpotenzial durch die Kombination von starker Elektrifizierung und effizienter Direkteinspritzung sogar noch höher als beim Boost Recuperation System. Das zeigt eine Überschlagsrechnung für Autofahrer, die jährlich 15 000 Kilometer zurücklegen: Wer 20 Kilometer von seiner Arbeit entfernt wohnt und diese Strecke zwei Mal pro Arbeitstag elektrisch fährt, legt pro Jahr rund 10 000 Kilometer im elektrischen Modus zurück. Bei zwei Dritteln der Jahresfahrleistung wird somit kein Benzin verbraucht. Auf den restlichen 5 000 Kilometern profitieren Besitzer dann von der effizienten Benzin-Direkteinspritzung. Insgesamt summiert sich in diesem Beispiel die Kraftstoffersparnis von elektrischen Komponenten und Benzin-Direkteinspritzung beim Plug-In Hybrid auf über 70 Prozent.
Weiterführende Links
Online-Dossier zur Benzin-Direkteinspritzung
http://bit.ly/1qCyZjs
Online-Dossier zum Deutschen Zukunftspreis 2013
http://bit.ly/1iJ4UxF
Online-Dossier Boost Recuperation System
http://bit.ly/1giHnf4
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Mobility Solutions ist der größte Unternehmensbereich der Bosch-Gruppe. Er trug 2015 mit 41,7 Milliarden Euro 59 Prozent zum Umsatz bei. Damit ist das Technologieunternehmen einer der führenden Zulieferer der Automobilindustrie. Der Bereich Mobility Solutions bündelt seine Kompetenzen in den drei Domänen der Mobilität – Automatisierung, Elektrifizierung und Vernetzung – und bietet seinen Kunden ganzheitliche Mobilitätslösungen. Die wesentlichen Geschäftsfelder sind: Einspritztechnik und Nebenaggregate für Verbrennungsmotoren sowie vielfältige Lösungen zur Elektrifizierung des Antriebs, Fahrzeug-Sicherheitssysteme, Assistenz- und Automatisierungsfunktionen, Technik für bedienerfreundliches Infotainment und fahrzeugübergreifende Kommunikation, Werkstattkonzepte sowie Technik und Service für den Kraftfahrzeughandel. Wichtige Innovationen im Automobil wie das elektronische Motormanagement, der Schleuderschutz ESP oder die Common-Rail-Dieseltechnik kommen von Bosch.
Die Bosch-Gruppe ist ein international führendes Technologie- und Dienstleistungsunternehmen mit weltweit rund 375 000 Mitarbeitern (Stand: 31.12.2015). Sie erwirtschaftete im Geschäftsjahr 2015 einen Umsatz von 70,6 Milliarden Euro. Die Aktivitäten gliedern sich in die vier Unternehmensbereiche Mobility Solutions, Industrial Technology, Consumer Goods sowie Energy and Building Technology. Die Bosch-Gruppe umfasst die Robert Bosch GmbH und ihre rund 440 Tochter- und Regionalgesellschaften in rund 60 Ländern. Inklusive Handels- und Dienstleistungspartnern erstreckt sich der weltweite Fertigungs- und Vertriebsverbund von Bosch über rund 150 Länder. Basis für künftiges Wachstum ist die Innovationskraft des Unternehmens. Bosch beschäftigt weltweit 55 800 Mitarbeiter in Forschung und Entwicklung an 118 Standorten. Strategisches Ziel der Bosch-Gruppe sind Lösungen für das vernetzte Leben. Mit innovativen und begeisternden Produkten und Dienstleistungen verbessert Bosch weltweit die Lebensqualität der Menschen. Bosch bietet „Technik fürs Leben“.
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