Ford Fiesta DISI Kreisverkehr im Motorraum

Die Kölner denken aber noch nicht an den Verkaufsstart, da der Aufpreis zu hoch wäre

(SZ vom 28.04.2001) Mitsubishi brachte den Stein ins Rollen: Die Japaner präsentierten 1996 den ersten direkteinspritzenden Benzinmotor der Neuzeit. Analog zum Dieselmotor sorgt diese Technik auch im Benziner für ein Treibstoff-Einsparpotenzial von bis zu 30Prozent. Renault und Volkswagen nahmen inzwischen direkteinspritzende Benzinmotoren ins Modellprogramm auf, andere Hersteller zögern noch. Der hohe Schwefelgehalt im Treibstoff stehe einer Verbreitung im Wege, heißt es.

Ein Grund, den auch Ford anführt, den Fiesta mit Zetec S3 DISI-Benzinmotor (Direct Injection with Spark Ignition = Direkteinspritzung mit Zündkerze) vorwiegend in der Garage zu parken. Nur ab und zu darf er am öffentlichen Straßenverkehr teilnehmen. Schade eigentlich, denn der Fiesta mit dem innovativen Motorkonzept läuft hervorragend. Der Fiesta DISI startet wie üblich. Zum Fahren wird der Schalthebel eines speziell für das DISI-Aggregat entwickelten Automatikgetriebes in die Position D gerückt. Ein Druckschalter aktiviert den Eco-Modus. Er garantiert, dass die Gänge stets im optimalen Drehzahlbereich gewechselt werden. Leise tritt der Fiesta an und verharrt mit zunehmender Geschwindigkeit auf niedrigem Geräuschniveau. Wohl auch deshalb, weil das Getriebe bereits bei weniger als 2000/min in den nächst höheren Gang wechselt. Die Laufruhe des 1,1-Liter- Dreizylindermotors schreiben Ford-Techniker einer Ausgleichswelle zu. Selbst hohe Drehzahlen gehen nicht auf die Nerven, ein in dieser Klasse seltenes Phänomen.

Zehn bis 15 Prozent Treibstoffersparnis im normalen Fahrbetrieb rechnet Ford allein dem Dreizylindermotor zugute. Die Kombination mit der Automatik und deren Schaltstrategie verspreche eine weitere Steigerung des Einsparpotenzials, sagt der verantwortliche Ford-Motorenentwickler Sigurd Limbach.

Der wichtigste Unterschied zu einem herkömmlichen Benzinmotor besteht in der Gemischaufbereitung des DISI-Triebwerks. Sie erfolgt nicht wie üblich im Saugrohr, sondern direkt im Brennraum, wo auch die Einspritzdüse sitzt. Durch den Verzicht auf die hemmende Wirkung der Drosselklappe entstehen weniger Ansaug- und Drosselverluste. Insbesondere bei Stadtfahrten im Teillastbereich mit häufigen Leerlauf-Phasen hat DISI deshalb einen entscheidenden Verbrauchsvorteil. In den Teillast-Phasen des Praxistests soll der Fiesta DISI bis zu 30Prozent weniger Treibstoff benötigt haben.

Die in den Brennraum des DISI-Motors einströmende Luft wird von der Zylinderwand in eine Art Kreisverkehr geführt. Fachleute sprechen von einem Swirl-Effekt. Im Brennraum wird die reine Luft verdichtet, und erst gegen Ende der Verdichtung mit Kraftstoff angereichert und gezündet. Das geschieht so geschickt, dass brennfähiges Gemisch nur in Zündkerzennähe gelangt, während drum herum ein vierfacher Luftüberschuss herrscht. Techniker sprechen von einer inhomogenen Schichtung. Damit wird zweierlei erreicht: Es werden Gemische mit höherem Luftüberschuss verbrannt, so dass weniger Benzin verbraucht wird. Darüber hinaus wirkt die Randschichtung von nicht brennbarem Gemisch wärmeisolierend. Folglich wird weniger Wärme aus dem Zentrum des Brennraums über den Zylinderkopf abgeführt und der thermische Wirkungsgrad verbessert.

Dieses Verfahren der späten Benzineinspritzung funktioniert nicht über den gesamten Last- und Drehzahlbereich. Es ist auf niedrige bis mittlere Drehzahlbereiche beschränkt. Deshalb ist es wichtig, früh hoch zu schalten. Im oberen Drittel liegt ein homogenes Benzin-Luft-Gemisch im Brennraum vor und der DISI-Motor arbeitet annähernd wie ein konventioneller Ottomotor.

Das Bemühen um niedrige Verbrauchswerte muss durch begleitende Maßnahmen unterstützt werden. Außer dem Getriebe müssen Bremsen, Reifen und die Aerodynamik des Fahrzeugs optimiert werden. Auch die Kühlung des Motors kann helfen, Kraftstoff zu sparen, indem beispielsweise die Wasserpumpe langsamer arbeitet und der Lüftermotor gar nicht, wenn im Teillastbereich weniger Abwärme entsteht.

Doch es ist weniger das bislang nur unvollständig ausgeschöpfte Einsparungspotenzial des DISI-Motors, das Ford davon abhält, den Fiesta DI in den Markt zu schicken. Allein für den Motor müssten rund 3000 Mark Aufpreis verlangt werden, für das neue Getriebe noch einmal 1500 Mark. "Das gibt der Markt derzeit nicht her", weiß der Leiter des Ford-Entwicklungszentrums in Aachen Rudi Kunze. Offensichtlich hat Ford von den Wolfsburger Kollegen gelernt, die mit dem VW Lupo FSI eine teure Kleinserie am Markt halten, die sich finanziell für beide Seiten nicht lohnt: weder für den Hersteller noch für den Kunden. Deshalb wird auch der komplett neue, im Herbst erscheinende Ford Fiesta ohne DISI auskommen müssen. Vermutlich adaptiert Ford die DISI-Technik sogar für ein Aggregat der Mittelklasse, um das Kleinwagensegment mit seiner extrem hohen Preissensibilität verlassen zu können. Und das kann dauern.

Von Jürgen Zöllter