Was ist eine Wassereinspritzung?

Hallo,

ich wollte mal fragen, wie das bei so einer Wassereinspritzung eigentlich genau abläuft. Leistungssteigernd soll es ja auch sein.

Was passiert da genau? Wie funktionerts?

Ist es schädlich für den Motor?

Auf der Seite von MTM steht jetz was davon, dass Mr. Meyer und seine Leute da schon länger am rumtüfteln sind um den Spritverbrauch und die Abgase zu verringern.

Vielleicht hat ja schon einer Erfahrungen mit einem solchen System gesammelt.

Ciao

Hallo AlzenTurbo,

 

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Ich fasse es mal zusammen, was eine Wassereinspritzung ist.

 

WASSEREINSPRITZUNG:

Ich fasse das Thema mal etwas strukturierter zusammen, damit klar wird, wie das Ganze funktioniert und wo die Vorteile liegen.

 

GRUNDPRINZIP:

Bei der Wassereinspritzung wird über ein zusätzliches Ventil im Ansaugtrakt ein feiner Wassernebel eingespritzt. Dafür kommen Molekularzerstäuberdüsen zum Einsatz, die das Wasser sehr fein zerstäuben.

Der Effekt ist zweifach. Erstens wird das Benzin Luftgemisch deutlich gekühlt. Dadurch steigt die Luftdichte und es gelangt mehr Sauerstoff in den Motor, was direkt zu mehr Leistung führt, ähnlich wie beim Ladeluftkühler. Zweitens erhöht sich die Klopffestigkeit des Gemisches, wodurch höhere Ladedrücke möglich sind.

Die Ansteuerung erfolgt entweder über einen einfachen Druckschalter oder bei besseren Systemen über eine elektronische Regelung, die die Einspritzmenge proportional zum Ladedruck anpasst. Wichtig ist, dass ausschließlich destilliertes Wasser verwendet wird, um Ablagerungen zu vermeiden. Der Verbrauch liegt je nach System zwischen 0,6 und 1 Liter pro 100 km.

Bei seriennahen Motoren sind Leistungssteigerungen von bis zu 40 Prozent möglich. Das System funktioniert sowohl bei Benzin als auch bei Dieselmotoren.

 

WARUM DAS GANZE ÜBERHAUPT SINN MACHT:

Das Hauptproblem bei Verbrennungsmotoren ist die thermische Belastung. Die maximale Leistung ist immer durch die Temperatur im Brennraum begrenzt. Wird diese Grenze überschritten, kommt es zu Klopfen, also unkontrollierter Verbrennung, was Leistung kostet und im schlimmsten Fall den Motor zerstört.

Beim Turbomotor verschärft sich das Ganze noch, weil die Ansaugluft durch die Verdichtung und die Abgaswärme stark erhitzt wird. Klassisch versucht man das über Ladeluftkühler zu lösen, die die Ansaugluft um etwa 40 bis 55 Grad abkühlen können. Allerdings gibt es hier physikalische Grenzen durch Umgebungstemperatur und Baugröße.

Genau hier setzt die Wassereinspritzung an. Durch die zusätzliche Kühlung der Ansaugluft kann man die thermischen Grenzen deutlich nach oben verschieben. Das bedeutet konkret, dass mehr Ladedruck gefahren werden kann, ohne dass Klopfen auftritt. Dadurch lässt sich das Potenzial des Turboladers deutlich besser ausnutzen.

 

Als Faustregel gilt, dass eine Absenkung der Ladelufttemperatur um etwa 10 Grad rund 3 Prozent mehr Leistung bringt.

 

BOOST COOLER UND WAES:

Das Ganze wird oft als WAES bezeichnet, also Wasser Alkohol Einspritz System, oder im Tuningbereich auch als Boost Cooler.

 

Das Prinzip ist relativ simpel. Aus einem Vorratsbehälter wird ein Wasser Alkohol Gemisch über eine Pumpe gefördert und in das druckseitige Sammelrohr der Ladeluft eingespritzt. Die Düse sitzt idealerweise hinter dem Ladeluftkühler. Aktiv wird das System erst ab einem bestimmten Ladedruck, damit der Motor im Teillastbereich sauber läuft.

 

Ein großer Vorteil von WAES ist, dass die Kühlleistung praktisch über die eingespritzte Menge gesteuert werden kann. Wird die Ansaugluft zu heiß, erhöht man einfach die Einspritzmenge.

 

VORTEILE IM ÜBERBLICK:

MEHRLEISTUNG:

Durch die Kühlung kann der Ladedruck und auch der Zündzeitpunkt erhöht werden, ohne die thermische Belastung des Motors weiter zu steigern.

 

LADELUFTKÜHLUNG:

Die Ladelufttemperatur kann um bis zu 55 Grad gesenkt werden. Dadurch wird die Zylinderfüllung deutlich verbessert.

 

MINDERUNG DER THERMISCHEN BELASTUNG:

Gerade bei bereits getunten Fahrzeugen wird die zusätzliche Hitzeentwicklung deutlich reduziert, was sich positiv auf die Haltbarkeit auswirkt.

 

KEIN LADEDRUCKVERLUST:

Im Gegensatz zu großen Ladeluftkühlern entsteht kein zusätzlicher Druckverlust im System.

 

KEINE ÖLKOHLEBILDUNG:

Der Brennraum bleibt sauber und frei von Ablagerungen.

 

VORTEILE BEIM DIESEL:

Beim TDI sind Leistungssteigerungen von etwa 15 bis 25 Prozent möglich. Gleichzeitig kann der Verbrauch bei gleicher Fahrweise sogar sinken. Zusätzlich werden Ruß und NOx Emissionen reduziert und die Abgastemperatur kann um bis zu 100 Grad sinken.

 

HISTORISCHER HINTERGRUND:

Die Technik ist alles andere als neu. Erste Systeme wurden bereits im Zweiten Weltkrieg eingesetzt, zum Beispiel in der Messerschmitt Bf 109. Dort wurde mit Wasser Methanol Einspritzung die Leistung um etwa 550 PS gesteigert. Mit der sogenannten MW50 Anlage waren Leistungssteigerungen von rund 40 Prozent beim Start und im Steigflug möglich.

 

Auch im Motorsport wurde das Thema immer wieder aufgegriffen. In der Formel 1 der 80er Jahre setzten unter anderem Renault und Ferrari Wassereinspritzung ein, sobald die Turbomotoren populär wurden. Ab etwa 2,5 bar Ladedruck wurde Wasser eingespritzt.

 

Später wurde die Technik aufgrund der extremen Leistungssteigerungen und Sicherheitsbedenken verboten.

Heute findet man WAES vor allem im Rallye und Tourenwagensport, im Drag Racing sowie im Traktorpulling. Gerade in extremen Leistungsbereichen ist das System praktisch Standard.

 

BEISPIELE AUS DER SERIE:

Saab war einer der ersten Hersteller, der ein solches System optional in Serienfahrzeugen angeboten hat.

Ein bekanntes Beispiel ist auch der Subaru Impreza WRX 22B STi. Das Fahrzeug hatte einen 2,2 Liter Turbomotor mit 280 PS und nutzte eine Kombination aus Ladeluftkühler und Wassereinspritzung.

 

TECHNIK UND AUFBAU:

Das System besteht im Grunde aus einem Tank, einer Hochdruckpumpe, einer Düse und einer Steuerung.

Der Tank fasst meist um die 1,9 Liter und kann entweder separat verbaut werden oder man nutzt den vorhandenen Wischwassertank. Die Pumpe fördert das Gemisch in den Ansaugtrakt. Bei einfachen Systemen wird die Einspritzung über einen Druckschalter aktiviert. Bei komplexeren Systemen gibt es ein Steuergerät, das den Einspritzbeginn und das Einspritzende festlegt und die Menge entsprechend dem Ladedruck regelt.

Typische Einstellwerte sind zum Beispiel Start bei 0,5 bar und volle Einspritzung bei 1,0 bar.

 

VERBRAUCH:

Ein Fahrzeug im Bereich von etwa 260 PS verbraucht unter Volllast ungefähr 0,17 Liter pro Minute. Im normalen Fahrbetrieb reicht eine Tankfüllung meist für 300 bis 400 km. Turbodiesel verbrauchen in der Regel etwas mehr, da sie häufiger im Ladedruckbereich betrieben werden.

 

MISCHUNG UND FLÜSSIGKEIT:

Es sollte immer destilliertes oder demineralisiertes Wasser verwendet werden. Als Zusatz eignet sich Methanol am besten. Alternativ können auch Ethanol oder Isopropanol verwendet werden, allerdings mit etwas schlechterer Wirkung.

 

Typische Mischungsverhältnisse liegen bei mindestens 30 Prozent Methanol und 70 Prozent Wasser. Häufig wird auch ein 50 zu 50 Verhältnis gefahren.

 

VERFÜGBARKEIT DER ZUSÄTZE:

Ethanol in Form von Brennspiritus bekommt man problemlos im Baumarkt. Methanol ist meist im Modellbauhandel erhältlich und dort relativ günstig.

 

BETRIEB UND SICHERHEIT:

Das System arbeitet in der Regel automatisch und muss nicht manuell aktiviert werden. Wichtig ist, dass die Pumpe nicht trocken läuft. Daher empfiehlt sich entweder ein Schalter im Innenraum oder eine Füllstandsanzeige, zum Beispiel über eine LED.

 

Wenn der Tank leer ist, kann im Notfall auch normales sauberes Wasser verwendet werden.

 

TUNING KOMPATIBILITÄT:

Die Wassereinspritzung verträgt sich sehr gut mit bestehendem Tuning wie Chip, erhöhtem Ladedruck oder NOS. Gerade in solchen Setups ist sie besonders sinnvoll, da sie die zusätzliche thermische Belastung deutlich reduziert und das Risiko von Motorschäden senkt.

@Lamberko

Vielen Dank:-))! für den äußerst ausführlichen Bericht über das Thema.

Jetz weiß ich Bescheid.

Ciao