Die erste Benzin-Einspritzung ist das sicher nicht. Da gibt es bei Deutz noch im 19.
Jahrhundert einen Stationärmotor, der mit Leuchtgas per Einspritzung gefüttert
wird. Bei dem einen oder anderen Flugmotor mag sie probiert worden sein.
Bekannt ist das Prinzip der Kraftstoffeinspritzung mindestens schon, seit Rudolf
Diesel es in seiner Patentschrift von 1882 erwähnt.

{Zweireihige Anordnung der Pumpenzylinder (Porsche 917)}
Die Benzineinspritzung kommt als Ableitung von der Diesel-Einspritzung zur Welt.
Es gibt ziemliche Ähnlichkeiten, obwohl auch bei der Einspritzpumpe nahezu alles
auf dem Kopf steht. Die Toleranzen sind sehr eng, das Bauprinzip hingegen nicht
sehr kompliziert. Die pumpeneigene Nockenwelle treibt über Rollenstößel
Pumpenelemente an. Sie selbst ist mit der Übersetzung einer Motor-Nockenwelle
(2 : 1) mit der Kurbelwelle verbunden.
Die engen Toleranzen sind für den fast zeitgleich erscheinenden Mercedes 260
Diesel mit seinen kleinen Einspritzmengen vermutlich noch viel wichtiger. Bei
diesem Flugzeugmotor reden wir von 3 Liter Hubraum pro Zylinder mit
entsprechend großen Einspritzmengen. Da fallen z.B. 100 ml Toleranz bei der
Einspritzung weniger ins Gewicht.
Um Kraftstoff ohne große Verluste unter Druck setzen zu können, war schon immer
ein Kolbenspiel zwischen 1/100 oder 1/1000 mm (oder sogar weniger?)
erforderlich, was für die Zeit eine technische Herausforderung darstellt. Sicher gibt
es Leck-Verluste, die allerdings durch die zusätzliche Ölschmierung und
entsprechende Umlaufnuten gestoppt werden. Insgesamt muss eine einigermaßen
gleiche Einspritzmenge je Zylinder in jedem Betriebszustand gewährleistet sein.
Steht also so ein kleiner Pumpenkolben auf seinem unteren Totpunkt (UT), ist über
ihm je eine Zu- und Ablauflaufbohrung geöffnet, über die Kraftstoff in den
Pumpenraum fließt. Durch Nocken und Rollenstößel wird der Kolben Richtung OT
bewegt und verschließt irgendwann die beiden Bohrungen. Ab jetzt gibt es für den
Kraftstoff nur noch einen Ausgang, nämlich den oben mit Leitung zur Düse am
jeweiligen Zylinder.
Direkteinspritzung muss nicht unbedingt mit hohem Einspritzdruck kombiniert sein.
Vor dem Verdichtungstakt gibt es da noch den Ansaugtakt, was nichts anderes als
Unterdruck heißt. Ein gewisser Druck in der Einspritzleitung ist nur wegen der
Zerstäubung durch den Gegendruck der Düsen nötig. Gegenüber dem Dieselmotor
gibt es hier sowohl beim Druck als auch beim Einspritzzeitpunkt gewaltige
Unterschiede.
{Durch Nocken immer gleicher Arbeitshub der Pumpenelemente}
Um zu verstehen, wie verschiedene Mengen von Kraftstoff eingespritzt werden
können, muss man das Ende der Einspritzung anschauen. Sie könnten denken,
der Pumpenkolben fördert bis zum OT-Punkt. Das ist aber nicht der Fall, denn es
gibt eine umlaufend fallende Nut, die hydraulisch mit dem Pumpenraum verbunden
ist. Die Förderung ist also beendet, wenn diese Nut die Zu- bzw. Ablaufbohrung
erreicht.
{Wirksamer Förderhub variiert.}
Also ist Förderbeginn immer zur gleichen, Förderende zu verschiedenen Zeiten.
Die geförderte und damit auch die eingespritzte Menge hängt von der DrehStellung der Pumpenkolben ab. Sie bewegen sich also nicht nur dauernd von UT
nach OT und zurück, sondern drehen sich auch alle gleichzeitig, wenn etwas mehr
oder weniger Kraftstoff-Einspritzung nötig ist.

Nein, so relativ direkt mit dem Gaspedal wie beim Dieselmotor ist die gemeinsame
Drehung der Pumpenkolben nicht. Der Dieselmotor hat auch genug
Luftüberschuss, um unmittelbare Mehreinspritzungen zu verkraften. Ein
Benzinmotor könnte in seinem Motorlauf durch nasse Kerzen absterben, wenn er
bei gegebenem Luft-Kraftstoff-Mischungsverhältnis plötzlich angereichert würde,
nicht gerade ideal für einen Fahrzeug-, noch weniger für einen Flugzeugmotor.
Allerdings sind die Zu- und Ablaufbohrung unten nicht während der kompletten
Rückwärtsbewegung des Pumpenelements geöffnet. So wie der Pumpenraum auf
dem Weg nach oben zur Erzeugung von Druck geschlossen war, wäre er das jetzt
auch. Dies wird durch ein Rückschlagventil am Übergang zur Einspritzleitung
verhindert. Es hält gleichzeitig den Druck in dieser Leitung, so lange, bis wieder
neuer Kraftstoff gefördert wird.
Eine Besonderheit muss bei diesem Motor noch erwähnt werden. Hier ist der
Regelstangenweg von Leerlauf- zu Volllastmenge besonders kurz. Dadurch gerät
die alles entscheidende untere Steuerkante so steil, dass sie nur auf einer Seite
des wegen der Fördermenge recht großen Pumpenkolbens nötig wäre. Das aber
könnte zu einseitiger Druckbelastung führen, weshalb sich auf der anderen Seite
eine zweite Steuerkante mit für die Förderung unkritischer Geometrie findet.
Die Zahnstange wird vom Druck einer Ölpumpe bewegt. Gesteuert wird die
Bewegung von einer doppelt ausgelegten Anreicherungs- und einer einfachen
Höhendose, beide aus dünnwandigem Blech. Während erstere fast luftleer ist,
nimmt letztere laufend den Druck der Umgebungsluft auf. Um auch noch den Grad
der Aufladung zu berücksichtigen, arbeiten beide in einem Raum mit
Aufladungsdruck. Die Bewegung der Zahnstange ist also abhängig vom ohnehin
herrschenden Luftdruck, der Flughöhe und dem Ladedruck.