Das Auto Pflanzenoel (Poel) Lexikon

Pumpe-Duese-System

Das Pumpe-Duese-System ist eine Entwicklung von Bosch fuer Volkswagen zur Gemischaufbereitung mit Hilfe der Direkteinspritzung bei Dieselmotoren und wird in Pkw-Dieselmotoren des Volkswagen-Konzerns eingesetzt. Ab 2007 wird auch Volkswagen die Dieselmotoren nach und nach mit Common- Rail-Technik ausstatten.

Mit dem Pumpe-Duese-System (kurz: PD) werden hoehere Einspritzdruecke als bei der Common- Rail-Technik erreicht (Stand 2005).

Aufbau

Bei dem Pumpe-Duese-System bilden Pumpe und Einspritzventil eine Einheit. An jedem Zylinder wird separat der Einspritzdruck erzeugt. Das Einspritzsystem ist in den Zylinderkopf integriert. Der Druckaufbau geschieht mechanisch.

Durch eine zusaetzliche Nocke wird ueber Rollenkipphebel und Stoessel ein kleiner Plunger (hier: eine Art Kolben) betaetigt. Die Nocke ist so geformt, dass dies mit Hochgeschwindigkeit geschieht, um den benoetigten Hochdruck schnell aufzubauen. Der Druckaufbau im sogenannten Plungerraum unter dem Kolben und damit der Einspritzverlauf wird von einem Magnetventil oder einem Piezo-Aktor zeitlich gesteuert. Der Druckaufbau kann erst entstehen, wenn das Ventil geschlossen wird. Das schnelle oeffnen des Ventils sorgt fuer ein scharfes Ende der Einspritzung, was fuer eine vollstaendige und saubere Verbrennung sehr wichtig ist. Ein Piezo-Aktor arbeitet bis zu dreimal schneller und laufruhiger als ein vergleichbarer Magnetsteller. Aktuell verfuegt der 2.0 TDI im neuen VW Passat 2005 ueber ein solches Piezo-Pumpe- Duese-Element, welches mit einem Spitzendruck von 220 MPa (2.200 bar) arbeitet.

Vorteile

Weil der Druck in der PDE (Pumpe-Duese-Einheit) - und damit der Einspritzdruck - durch die Nocken der Nockenwelle ermoeglicht wird, ist die dafuer benoetigte Antriebsenergie nur in dem fuer die Einspritzung relevanten Bereich aufzubringen. Verglichen mit dem CR-System ist der Umfang der Komponenten wesentlich geringer und einfacher (keine Hochdruckpumpe, keine Rail-Aktoren).

Der hohe Druck beguenstigt die feinste Vernebelung des durch die Einspritzventile eingebrachten Dieselkraftstoffes. Kleinere Troepfchen bedeuten kleineres Verhaeltnis von Volumen zur Oberflaeche, was guenstig fuer eine geringere Russbildung ist.

PD-Diesel haben aufgrund des hohen Einspritzdrucks einen sehr guten Wirkungsgrad und liefern bei geringem Verbrauch bis zu mittleren Drehzahlen ein sehr hohes Drehmoment.

Nachteile

Aufgrund der o.g. Nockenabhaengigkeit kann eine Einspritzung (zeitlich, d.h. ueber den Winkel betrachtet) nur ausgeloest werden, wenn auch der Nocken die Pumpe antreibt. Das bedeutet, der Bereich der moeglichen Einspritzzeitpunkte ist um einen bestimmten Bereich um den oberen Totpunkt eingeschraenkt, was zwar dem Wirkungsgrad, aber nicht der Laufruhe zugute kommt (siehe unten).

Verglichen mit dem CR-System ist der Antrieb der Nockenwelle und der Zylinderkopf aufwaendiger gestaltet.

Verhaeltnismaessig hoher Aufwand, da prinzipbedingt jeder Motorzylinder ueber eine eigene Pumpe verfuegt. Daher wird die PD-Technik derzeit ueberwiegend fuer 3- und 4-Zylinder-Dieselmotoren eingesetzt.

Aufgrund des hohen Einspritzdrucks und der eingeschraenkten Moeglichkeit, Einspritzdruck, -zeitpunkt und -menge in feinen Schritten zu veraendern, gilt der Motorlauf als wenig kultiviert.

Die hoeheren Belastungen durch den schlagartigen Druckaufbau der einzelnen Aktoren sorgen fuer eine hohe Beanspruchung der Nockenwelle und ihres Antriebs. Da dieser vielfach ueber einen Zahnriemen geschieht, gilt dieser als besonders gefaehrdet.