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Service.

Selbststudienprogramm 209

1,9 l TDI Motor mit Pumpe-Düse-Einspritzsystem
Konstruktion und Funktion

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Es tut sich was beim Dieselmotor!
Die Anforderungen an moderne Dieselmotoren hinsichtlich Leistung, Kraftstoffverbrauch, Abgasund Ger?uschemissionen werden immer h?her. Die Voraussetzung, um diese Anforderungen zu erfülllen, ist eine gute Gemischaufbereitung. Dazu ben?tigen die Motoren leistungsf?hige Einspritzsysteme, die hohe Einspritzdrücke für eine sehr feine Kraftstoffzerst?ubung erzeugen und den Einspritzbeginn und die Einspritzmenge pr?zise steuern. Ein System, das diese hohen Anforderungen erfüllt, ist das Pumpe-Düse-Einspritzsystem. Schon Rudolf Diesel hatte den Gedanken, Einspritzpumpe und Einspritzdüse zu einer Einheit zusammenzufassen, um auf die Hockdruckleitungen verzichten zu k?nnen und dadurch einen hohen Einspritzdruck zu erzielen. Es fehlte ihm aber an den technischen M?glichkeiten, diese Idee zu verwirklichen.

So k?nnte es gewesen sein:

Im Jahr 1905 hatte Rudolf Diesel die Idee zur Pumpe-Düse-Einheit.

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Seit den 50'er Jahren werden Dieselmotoren mit einem mechanisch gesteuerten Pumpe-DüseEinspritzsystem als LKW- und Schiffsmotoren eingesetzt. Volkswagen ist es erstmals gelungen, in Zusammenarbeit mit der Robert Bosch AG einen Dieselmotor mit einem magnetventilgesteuerten Pumpe-Düse-Einspritzsystem zu entwickeln, der in einem PKW zur Anwendung kommt.

Dieser Motor erfüllt die Anforderungen bezüglich hoher Leistung bei gleichzeitig niedriger Belastung der Umwelt und ist ein Schritt in die Zukunft, mit dem sich die Vision Rudof Diesels ?das die Abgase meines Motors rauch- und geruchslos sind“ eines Tages erfüllen kann.

NEU

Achtung Hinweis

Das Selbststudienprogramm ist kein Reparaturleitfaden!

Prüf-, Einstell- und Reparaturanweisungen entnehmen Sie bitte der dafür vorgesehenen KD-Literatur.

Auf einen Blick
Einführung..................................................................... 4
Technische Daten

Pumpe-Düse-Einspritzsystem ..................................... 6
Allgemeines Konstruktiver Aufbau Antrieb Einspritzvorgang

Kraftstoffversorgung ................................................... 18
Schematischer Kraftstoffkreislauf Kraftstoffpumpe Verteilerrohr Kraftstoffkühlung

Motormanagement ..................................................... 26
Systemübersicht Sensoren Aktoren Vorglühanlage Funktionsplan Eigendiagnose

Motormechanik ............................................................ 51
Trapezkolben und Pleuel Zahnriementrieb

Service ........................................................................... 54
Spezialwerkzeuge

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Einführung
1,9l-TDI-Motor mit Pumpe-Düse-Einspritzsystem . . .
. . . wurde auf der Basis des 1,9l/ 81kW-TDI Motors ohne Zwischenwelle entwickelt. Er unterscheidet sich von dem Motor mit Verteilereinspritzpumpe haupts?chlich durch die Einspritzanlage. Auf den folgenden Seiten erfahren Sie einiges über die Konstruktion und die Funktionsweise des Pumpe-Düse-Einspritzsystems und die damit verbundenen Neuerungen am Kraftstoffsystem, Motormanagement und der Motormechanik.

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Im Vergleich zu der Verteilereinspritzpumpe hat der Dieselmotor mit dem Pumpe-Düse-Einspritzsystem folgende Vorteile:

? geringe Verbrennungsger?usche ? wenig Schadstoffemissionen

? geringen Kraftstoffverbrauch ? hohe Leistungsausbeute

Die Vorteile werden erreicht durch: ? einen hohen Einspritzdruck von maximal 2050 bar ? und einer pr?zisen Steuerung des Einspritzvorganges ? sowie einer Voreinspritzung
4

Technische Daten
Motorkennbuchstabe: Bauart: Hub/Bohrung: Verdichtungsverh?ltnis: Gemischaufbereitung Motormanagement: Kraftststoff: AJM 4-Zylinder-Reihenmotor 79,5 mm/ 95,5 mm 18 : 1 Electronic Diesel Control, Bosch EDC 15 P Diesel min. 49 CZ, oder Biodiesel (RME) Der Motor erfüllt die Abgasstufe D3.

Abgasnachbehandlung: Abgasrückführung und Oxidationskatalysator

Leistungs- und Drehmomentkurve
Drehmoment Nm
85 KW
300

Drehmomentvergleichskurve
Drehmoment Nm
300

Leistung kW

285 Nm

80

250

250

70

200

200

60

150

150

50

100

100

40

80

0

1000

2000

3000

4000

5000

0

2000

4000

6000

Drehzahl 1/min
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Drehzahl 1/min 1,9l/85 kW-TDI-Motor 1,9l/81 kW-TDI-Motor
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Durch den hohen Einspritzdruck bis zu 2050 bar und die daraus resultierende gute Verbrennung entwickelt der Motor schon bei einer Drehzahl von 1900 1/min ein Drehmoment von 285 Nm. Seine maximale Leistung von 85 kW erreicht er bei 4000 1/min.

Aus dem gleichen Hubraum erzielt der Motor mit dem Pumpe-Düse-Einspritzsystem im Vergleich zum 1,9 l/ 81kW-TDI-Motor mit Verteilereinspritzpumpe eine Drehmomentsteigerung um 21%.

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Pumpe-Düse-Einspritzsystem
Allgemeines
Was ist eine Pumpe-Düse-Einheit? Eine Pumpe-Düse-Einheit ist, wie der Name schon sagt, eine Einspritzpumpe mit Steuereinheit und Einspritzdüse zu einem Bauteil zusammengefa?t. Jeder Zylinder des Motors hat eine Pumpe-Düse-Einheit. Dadurch entfallen die Hochdruckleitungen wie bei einer Verteilereinspritzpumpe.

Genau wie eine Verteilereinspritzpumpe mit Einspritzdüsen hat das Pumpe-DüseEinspritzsystem folgende Aufgaben:

? ?

den Hochdruck für die Einspritzung zu erzeugen den Kraftstoff in der richtigen Menge zur richtigen Zeit einzuspritzen

druckerzeugende Pumpe

Einspritzdüse

Steuereinheit (Magnetventil)

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6

Einbauort
Die Pumpe-Düse-Einheit ist direkt im Zylinderkopf angeordnet.

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Befestigung
Sie ist mit einem Spannklotz im Zylinderkopf befestigt.

Beim Einbau der Pumpe-Düse-Einheit mu? auf die richtige Einbaulage geachtet werden. Steht die Pumpe-Düse-Einheit nicht rechtwinkelig zum Zylinderkopf, kann sich die Befestigungsschraube l?sen. Dadurch kann die Pumpe-DüseEinheit beziehungsweise der Zylinderkopf besch?digt werden. Beachten Sie bitte die Anweisungen im Reparaturleitfaden!

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Pumpe-Düse-Einspritzsystem
Konstruktiver Aufbau

Rollenkipphebel Kugelbolzen

Pumpenkolben

Kolbenfeder

Einspritznocken

Magnetventilnadel Ventil für Pumpe-Düse Hochdruckraum

Kraftstoff-Rücklauf Ausweichkolben Kraftstoff-Vorlauf O-Ringe Düsenfeder

DüsennadelD?mpfung W?rmeschutzdichtung
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Düsennadel

Zylinderkopf

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Antrieb
Die Nockenwelle hat zum Antrieb der Pumpe-Düse-Einheiten vier zus?tztliche Nocken. Sie bet?tigen über Rollenkipphebel die Pumpenkolben der Pumpe-DüseEinheiten.
Einspritznocken

Ventilnocken

Rollenkipphebel

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Der Einspritznocken hat eine steile auflaufende Flanke . . . Dadurch wird der Pumpenkolben mit einer hohen Geschwindigkeit nach unten gedrückt und somit sehr schnell ein hoher Einspritzdruck erreicht.

. . . und eine flache ablaufende Flanke.

Dadurch bewegt sich der Pumpenkolben langsam und gleichm??ig nach oben und der Kraftstoff kann blasenfrei in den Hochdruckraum der Pumpe-Düse-Einheit nachflie?en.

Rollenkipphebel

Rollenkipphebel

Pumpenkolben

Pumpenkolben

Einspritznocken
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Einspritznocken
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Pumpe-Düse-Einspritzsystem
Anforderungen an Gemischbildung und Verbrennung
Die Voraussetzung für eine effiziente Verbrennung ist eine gute Gemischbildung. Dazu mu? der Kraftstoff in der richtigen Menge, zum richtigen Zeitpunkt und mit einem hohen Druck eingespritzt werden. Schon bei geringfügigen Abweichungen sind ansteigende SchadstoffEmissionen, laute Verbrennungsger?usche oder hoher Kraftstoffverbrauch die Folge. Wichtig für den Verbrennungsablauf eines Dieselmotors ist ein geringer Zündverzug. Der Zündverzug ist die Zeit zwischen dem Einspritzbeginn und dem Beginn des Druckanstieges im Brennraum. Wird w?hrend dieser Zeit eine gro?e Kraftstoffmenge eingespritzt, führt dies zu einem schlagartigen Druckanstieg und dadurch zu lauten Verbrennungsger?uschen.

Voreinspritzung
Um einen m?glichst sanften Verbrennungsablauf zu ereichen, wird vor Beginn der Haupteinspritzung eine kleine Kraftstoffmenge mit geringem Druck eingespritzt. Diese Einspritzung wird als Voreinspritzung bezeichnet. Durch die Verbrennung dieser kleinen Kraftstoffmenge steigen Druck und Temperatur im Brennraum. Dies schafft die Voraussetzung für eine schnelle Zündung der Haupteinspritzmenge und verringert dadurch den Zündverzug. Die Voreinspritzung und eine ?Spritzpause“ zwischen Vor- und Haupteinspritzung bewirken, da? die Drücke im Brennraum nicht schlagartig auftreten, sondern flach ansteigen. Die Folge sind geringe Verbrennungsger?usche und weniger Stickoxid-Emissionen.

Haupteinspritzung
Bei der Haupteinspritzung kommt es auf eine gute Gemischbildung an, damit der Kraftstoff m?glichst vollst?ndig verbrennt. Durch einen hohen Einspritzdruck wird der Kraftstoff sehr fein zerst?ubt, so da? sich Kraftstoff und Luft gut miteinander vermischen k?nnen. Eine vollst?ndige Verbrennung führt zur Reduzierung der Schadstoffemissionen und hoher Leistungsausbeute.

Einspritzende
Am Ende der Einspritzung ist es wichtig, da? der Einspritzdruck schnell abf?llt und die Düsennadel schnell schlie?t. Dadurch wird verhindert, da? Kraftstoff mit geringem Einspritzdruck und gro?em Tropfendurchmesser in den Brennraum gelangt. Er verbrennt nur noch unvollst?ndig und führt dadurch zu erh?hten Schadstoffemissionen.

Einspritzdruck

Der Einspritzverlauf des Pumpe-Düse-Einspritzsystems mit geringem Druck bei der Voreinspritzung, anschlie?ender ?Spritzpause“, ansteigendem Druck bei der Haupteinspritzung mit einem schnellen Einspritzende, stimmt mit dem Bedarf des Motors weitgehend überein.

Motorbedarf

Pumpe-Düse

Zeit

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Der Einspritzvorgang

Der Hochdruckraum wird befüllt

Rollenkipphebel

Beim Füllvorgang bewegt sich der Pumpenkolben durch die Kraft der Kolbenfeder nach oben und vergr??ert dadurch das Volumen des Hochdruckraumes. Das Ventil für Pumpe-Düse ist nicht angesteuert. Die Magnetventilnadel befindet sich in Ruhelage und gibt den Weg von Kraftstoffvorlauf zum Hochdruckraum frei. Durch den Kraftstoffdruck im Vorlauf str?mt der Kraftstoff in den Hochdruckraum.

Pumpenkolben

Kolbenfeder

Magnetventilnadel Ventil für Pumpe-Düse

Hochdruckraum

Kraftstoff-Vorlauf

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Pumpe-Düse-Einspritzsystem
Der Einspritzvorgang
Die Voreinspritzung beginnt Der Pumpenkolben wird vom Einspritznocken über den Rollenkipphebel nach unten gedrückt und verdr?ngt dadurch den Kraftstoff aus dem Hochdruckraum in den Kraftstoff-Vorlauf. Der Einspritzvorgang wird vom Motorsteuerger?t eingeleitet. Dazu steuert es das Ventil für PumpeDüse an. Die Magnetventilnadel wird dabei in den Sitz gedrückt und verschlie?t den Weg vom Hochdruckraum zum Kraftstoff-Vorlauf. Dadurch beginnt der Druckaufbau im Hochdruckraum. Bei 180 bar ist der Druck gr??er als die Kraft der Düsenfeder. Die Düsennadel wird angehoben und die Voreinspritzung beginnt.

Pumpenkolben Magnetventilsitz Einspritznocken Magnetventilnadel

Hochdruckraum

Kraftstoff-Vorlauf

Düsennadel

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Die Voreinspritzung beginnt Düsennadel-D?mpfung Bei der Voreinspritzung wird der Hub der Düsennadel durch ein hydraulisches Polster ged?mpft. Dadurch ist es m?glich, die Einspritzmenge genau zu dosieren.

So funktioniert es: Im ersten Drittel des Gesamthubes wird die Düsennadel unged?mpft ge?ffnet. Dabei wird die Voreinspritzmenge in den Brennraum gespritzt.
unged?mpfter Hub
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Sobald der D?mpfungskolben in die Bohrung des Düsengeh?uses eintaucht, kann der Kraftstoff oberhalb der Düsennadel nur über einen Leckspalt in den Düsenfederraum verdr?ngt werden. Dadurch entsteht ein hydraulisches Polster, das den Hub der Düsennadel bei der Voreinspritzung begrenzt.

Düsenfederraum Düsengeh?use Leckspalt hydraulisches Polster D?mpfungskolben
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Pumpe-Düse-Einspritzsystem
Ablauf des Einspritzvorganges

Die Voreinspritzung endet

Unmittelbar nach dem ?ffnen der Düsennadel endet die Voreinspritzung. Durch den ansteigenden Druck bewegt sich der Ausweichkolben nach unten und vergr??ert damit das Volumen des Hochdruckraumes. Der Druck f?llt dadurch für einen kurzen Augenblick ab und die Düsennadel schlie?t. Die Voreinspritzung ist zu Ende. Durch die Abw?rtsbewegung des Ausweichkolbens ist die Düsenfeder st?rker vorgespannt. Zum erneuten ?ffnen der Düsennadel bei der nachfolgenden Haupteinspritzung ist daher ein gr??erer Kraftstoffdruck n?tig als bei der Voreinspritzung.

Pumpenkolben

Hochdruckraum Ventil für Pumpe-Düse

Ausweichkolben

Düsenfeder

Düsennadel

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Der Einspritzvorgang

Die Haupteinspritzung beginnt

Kurz nach dem Schlie?en der Düsennadel steigt der Druck im Hochdruckraum wieder an. Das Venfil für Pumpe-Düse ist dabei weiterhin geschlossen und der Pumpenkolben bewegt sich abw?rts. Bei ca. 300 bar ist der Kraftstoffdruck gr??er als die Kraft der vorgespannten Düsenfeder. Die Düsennadel wird erneut angehoben und die Haupteinspritzmenge eingespritzt. Der Druck steigt dabei auf bis zu 2050 bar an, weil im Hochdruckraum mehr Kraftstoff verdr?ngt wird als durch die Düsenl?cher entweichen kann. Bei der maximalen Leistung des Motors, also bei hoher Motordrehzahl und gleichzeitig gro?er Einspritzmenge, ist der Druck am gr??ten.
Pumpenkolben

Hochdruckraum

Ventil für Pumpe-Düse

Düsenfeder

Düsennadel

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Pumpe-Düse-Einspritzsystem
Der Einspritzvorgang

Die Haupteinspritzung endet

Das Einspritzende wird eingeleitet, wenn das Motorsteuerger?t das Ventil für Pumpe-Düse nicht mehr ansteuert. Dabei wird die Magnetventilnadel durch die Magnetventilfeder ge?ffnet und der vom Pumpenkolben verdr?ngte Kraftstoff kann in den Kraftstoff-Vorlauf entweichen. Der Druck baut sich ab. Die Düsennadel schlie?t und der Ausweichkolben wird von der Düsenfeder in seine Ausgangslage gedrückt. Die Haupteinspritzung ist beendet.

Pumpenkolben

Magnetventilfeder

Magnetventilnadel

Ventil für Pumpe-Düse

Ausweichkolben Kraftstoff-Vorlauf

Düsennadel

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Der Kraftstoff-Rücklauf in der Pumpe-Düse-Einheit
Der Kraftstoff-Rücklauf in der Pumpe-DüseEinheit hat folgende Aufgaben:

?

Kühlung der Pumpe-Düse-Einheit. Dazu wird Kraftstoff vom Kraftstoff-Vorlauf durch die Kan?le der Pumpe-Düse Einheit in den Kraftstoff-Rücklauf gespült.

? ?

Abführung des Leck-Kraftstoffes am Pumpenkolben. Abscheiden von Dampfblasen aus dem Kraftstoff-Vorlauf über die Drosseln in den Kraftstoff-Rücklauf.

Leck-Kraftstoff

Pumpenkolben

Drosseln

Kraftstoff-Rücklauf

Kraftstoff-Vorlauf

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Kraftstoffversorgung
Das Kraftstoffsystem
Der Kraftstoff wird von einer mechanischen Kraftstoffpumpe aus dem Kraftstoffbeh?lter über den Kraftstoff-Filter angesaugt und über die Vorlaufleitung im Zylinderkopf zu den Pumpe Düse-Einheiten gef?rdert. Der nicht zur Einspritzung ben?tigte Kraftstoff wird über die Rücklaufleitung im Zylinderkopf, einen Kraftstofftemperaturfühler und einen Kraftstoffkühler in den Kraftstoffbeh?lter zurückgef?rdert.

Der Kraftstofftemperaturfühler ermittelt die Temperatur des Kraftstoffes im Kraftstoff-Rücklauf und sendet ein Signal an das Motorsteuerger?t.

Der Kraftstoffkühler kühlt den rückflie?enden Kraftstoff, um den Kraftstoffbeh?lter vor zu hei?em Kraftstoff zu schützen.

Der Kraftstoffbeh?lter

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Der Kraftstoffilter Das Rückschlagventil schützt die Einspritzanlage vor Verschmutzung und Verschlei? durch Partikel und Wasser. verhindert, da? bei Motorstillstand Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe zurück in den Kraftstoffbeh?lter flie?t (?ffnungsdruck=0,2 bar).

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Der Bypass Ist Luft im Kraftstoffsystem, zum Beispiel bei leergefahrenem Kraftstoffbeh?lter, bleibt das Druckbegrenzungsventil geschlossen. Die Luft wird von dem nachflie?endem Kraftstoff aus dem System gedrückt.

Das Druckbegrenzungsventil h?lt den Druck im KraftstoffRücklauf auf 1 bar. Dadurch werden gleichbleibende Kr?fteverh?ltnisse an der Magnetventilnadel erzielt

Der Zylinderkopf

Die Drosselbohrung vom Kraftstoff-Vorlauf zum Kraftstoff-Rücklauf ?ber die Drosselbohrung werden Dampfblasen, die sich im KraftstoffVorlauf befinden, in den Kraftstoff-Rücklauf abgeschieden.

Die Kraftstoffpumpe Das Druckbegrenzungsventil regelt den Kraftstoffdruck im Kraftstoff-Vorlauf. Bei einem Kraftstoffdruck über 7,5 bar ?ffnet das Ventil und der Kraftstoff wird der Saugseite der Kraftstoffpumpe zugeführt. f?rdert den Kraftstoff aus dem Kraftstoffbeh?lter über den Kraftstoffilter zu den Pumpe-Düse-Einheiten.

Das Sieb hat die Aufgabe, Dampfblasen aus dem Kraftstoffvorlauf aufzufangen. Anschlie?end werden Sie über die Drosselbohrung und den Rücklauf abgeschieden.

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Kraftstoffversorgung
Die Kraftstoffpumpe
Die Kraftstoffpumpe befindet sich direkt hinter der Vakuumpumpe am Zylinderkopf. Sie hat die Aufgabe den Kraftstoff aus dem Kraftstoffbeh?lter zu den Pumpe-DüseEinheiten zu f?rdern. Beide Pumpen werden gemeinsam von der Nockenwelle angetrieben und werden daher zusammen als Tandempumpe bezeichnet.
Vakuumpumpe Kraftstoffpumpe

Kraftstoff-Rücklauf

Kraftstoff-Vorlauf Anschlu? für Manometer

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An der Kraftstoffpumpe befindet sich ein Anschlu? für das Manometer V.A.S. 5187, mit dem der Kraftstoffdruck im Vorlauf überprüft werden kann. Beachten Sie dazu die Anweisungen im Reparatur-Leitfaden.

Die Kraftstoffpumpe ist eine Sperrflügelpumpe. Bei dieser Bauart werden die Sperrflügel durch eine Federkraft gegen den Rotor gepre?t. Das hat den Vorteil, da? sie bereits bei geringen Drehzahlen Kraftstoff f?rdert. Flügelzellenpumpen saugen erst an, wenn die Drehzahl so hoch ist, da? die Flügelzellen durch die Fliehkraft am Stator anliegen. Die Kraftstoffführung innerhalb der Pumpe ist so ausgeführt, da? der Rotor auch bei leergefahrenem Tank immer mit Kraftstoff benetzt bleibt. Daduch ist ein selbstt?tiges Ansaugen m?glich.

Druckregelventil für Kraftstoff-Vorlauf

Sperrflügel

Anschlu? für Kraftstoff-Vorlauf

Von der Rücklauf-Leitung im Zylinderkopf Rotor Drossel Sieb In die VorlaufLeitung im Zylinderkopf Anschlu? für Kraftstoff-Rücklauf Druckregelventil für Kraftstoff-Rücklauf

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So funktioniert es: Die Kraftstoffpumpe arbeitet nach dem Prinzip Ansaugen durch Volumenvergr??erung und F?rdern durch Volumenverkleinerung. Der Kraftstoff wird in jeweils zwei Kammern angesaugt und gef?rdert. Die Ansaugkammern und F?rderkammern sind durch die Sperrflügel getrennt.

In diesem Bild wird Kraftstoff von der Kammer 1 angesaugt und von der Kammer 4 gef?rdert. Durch die Drehung des Rotors vergr??ert sich das Volumen von Kammer 1, w?hrend sich das Volumen von Kammer 4 verkleinert.

Kammer 4

Kammer 1

Rotor
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In diesem Bild sind die beiden anderen Kammern in Aktion. Der Kraftstoff wird von der Kammer 2 gef?rdert und von der Kammer 3 angesaugt.

Kammer 3

Kammer 2
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Kraftstoffversorgung
Das Verteilerrohr
In der Vorlaufleitung im Zylinderkopf befindet sich ein Verteilerrohr. Es hat die Aufgabe, den Kraftstoff gleichm??ig an die Pumpe-Düse-Einheiten zu verteilen.

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Zylinder 1

Zylinder 2

Zylinder 3

Zylinder 4 Zylinderkopf

Ringspalt

Querbohrungen

Verteilerrohr
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So funktioniert es: Die Kraftstoffpumpe f?rdert den Kraftstoff in die Vorlaufleitung im Zylinderkopf. In der Vorlaufleitung str?mt der Kraftstoff auf der Innenseite des Verteilerrohres in Richtung Zylinder 1. ?ber Querbohrungen gelangt der Kraftstoff in den Ringspalt zwischen Verteilerrohr und Zylinderkopfwandung. Hier vermischt sich der Kraftstoff mit dem von den Pumpe-DüseEinheiten in die Vorlaufleitung zurückgeschobenen hei?en Kraftstoff. Dadurch ergibt sich eine gleichm??ige Temperatur des Kraftstoffes in der Vorlaufleitung an allen Zylindern. Alle Pumpe-Düse-Einheiten werden mit der gleichen Kraftstoffmasse versorgt. Somit wird ein runder Motorlauf erreicht.

Vermischung des Kraftstoffes im Ringspalt

Kraftstoff von der PumpeDüse-Einheit Kraftstoff zur Pumpe-DüseEinheit

Querbohrungen

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Ohne Verteilerrohr w?re die Kraftstofftemperatur an den Pumpe-Düse-Einheiten ungleichm??ig. Der von den Pumpe-Düse-Einheiten in die Vorlaufleitung zurückgeschobene hei?e Kraftstoff wird durch den einstr?menden VorlaufKraftstoff von Zylinder 4 in Richtung Zylinder 1 gedr?ngt.

Dadurch steigt die Kraftstofftemperatur von Zylinder 4 zu Zylinder 1, und die Pumpe-DüseEinheiten werden mit unterschiedlichen Kraftstoffmassen versorgt. Die Folgen w?ren ein unrunder Motorlauf und eine zu hohe Temperatur an den vorderen Zylindern.

Zylinder 1

Zylinder 2

Zylinder 3

Zylinder 4 Zylinderkopf

Ringspalt

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Kraftstoffversorgung
Die Kraftstoffkühlung
Durch den hohen Druck in den Pumpe-DüseEinheiten erw?rmt sich der Kraftstoff so stark, da? er abgekühlt werden mu?, bevor er in den Kraftstoffbeh?lter zurückflie?t. Dafür befindet sich auf dem Kraftstoffilter ein Kraftstoffkühler. Er kühlt den rückflie?enden Kraftstoff und schützt dadurch den Kraftstoffbeh?lter und den Geber für Kraftstoffvorrat vor zu hei?em Kraftstoff.

Kraftstoffkühler

Kraftstoffpumpe

Geber für Kühlmittel

Ausgleichbeh?lter

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Zusatzwasserkühler

Pumpe für Kraftstoffkühlung

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Der Kraftstoff-Kühlkreislauf
Der von den Pumpe-Düse-Einheiten rückfliesende Kraftstoff flie?t durch den Kraftstoffkühler und übertr?gt seine hohe Temperatur an das Kühlmittel im Kraftstoff-Kühlkreislauf. Der Kraftstoff-Kühlkreislauf ist vom MotorKühlkreislauf getrennt. Dies ist notwendig, da die Temperatur des Kühlmittels bei betriebswarmem Motor zu hoch ist, um den Kraftstoff abzukühlen. In der N?he des Ausgleichbeh?lters ist der Kraftstoffkühlkreislauf mit dem Motorkühlkreislauf verbunden. So kann der Kraftstoffkühlkreislauf befüllt werden und Volumen?nderungen durch Temperaturschwankungen werden ausgeglichen. Der Anschlu? ist so gew?hlt, da? der Kraftstoffkühlkreislauf nicht durch den w?rmeren Motorkühlkreislauf beeintr?chtigt wird .

Der Kraftstoffkühler Durch den Kraftstoffkühler str?mt Kraftstoff und Kühlmittel. Die Temperatur des Kraftstoffes wird an das Kühlmittel übertragen.

Geber für Kraftstofftemperatur

Kraftstoffbeh?lter

Kraftstoffpumpe

Ausgleichbeh?lter

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Der Zusatzwasserkühler senkt die Temperatur des Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf. Er gibt die W?rme des Kühlmittels an die Umgebungsluft ab.

Die Pumpe für Kraftstoffkühlung ist eine elektrische Umw?lzpumpe, die das Kühlmittel im Kraftstoff-Kühlkreislauf in Umlauf bringt. Sie wird bei einer Kraftstofftemperatur von 70°C vom Motorsteuerger?t über das Relais für Pumpe-Kraftstoffkühlung eingeschaltet.

Motorkühlkreislauf

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Motormanagement
Systemübersicht

Luftmassenmesser G70

H?hengeber F96

Geber für Motordrehzahl G28

Hallgeber G40

Geber für Gaspedalstellung G79 Kick-Down-Schalter F8 Leerlaufschalter F60 Leitung für Diagnose und Wegfahrsperre Geber für Kühlmitteltemperatur G62 Geber für Saugrohrdruck G71 Geber für Saugrohrtemperatur G72 CAN-Datenbus Kupplungspedalschalter F36 Bremslichtschalter F und Bremspedalschalter F47

Geber für Kraftstofftemperatur G81 Steuerger?t für ABS J104 Zusatzsignale:
Fahrgeschwindigkeitssignal Klimakompressor-Bereitschaft Schalter für GRA Drehstromgenerator-Klemme DF

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Glühkerzen Q6 Relais für Glühkerzen J52

Steuerger?t für Dieseldirekteinspritzanlage J248

Ventile für Pumpe-Düse, Zylinder 1-4 N240 - N243 Kontrollampe für Vorglühzeit K29

Ventil für Abgasrückführung N18

Magnetventil für Ladedruckbegrenzung N75

Umschaltventil für Saugrohrklappe N239 Relais für Pumpe Kraftstoffkühlung J445

Pumpe für Kraftstoffkühlung V 166 Zusatzsignale:
Kühlmittel-Zusatzheizung Motordrehzahl Kühlerlüfternachlauf Klimakompressor-Abschaltung Kraftstoffverbrauchssignal
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Steuerger?t für Automatikgetriebe J217

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Motormanagement
Sensoren Hallgeber G40
Geberrad der Nockenwelle

Der Hallgeber ist am Zahnriemenschutz unterhalb des Nockenwellenzahnrades befestigt. Er tastet sieben Z?hne auf dem Geberrad der Nockenwelle ab, da? am Nockenwellenzahnrad befestigt ist.

Hallgeber

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Signalverwendung

Das Signal vom Hallgeber dient dem Motorsteuerger?t beim Motorstart zur Erkennung der Zylinder.

Auswirkung bei Signalausfall

Bei Signalausfall benutzt das Steuerger?t das Signal des Gebers für Motordrehzahl G28 .

Elektrische Schaltung
S

J 317

J248

G40
209_55

28

Die Zylindererkennung beim Motorstart
Beim Motorstart mu? das Motorsteuerger?t wissen, welcher Zylinder sich im Verdichtungstakt befindet, um das entsprechende Venil für PumpeDüse anzusteuern. Dazu wertet er das Signal vom Hallgeber aus, der die Z?hne vom Geberrad der Nockenwelle abtastet und dadurch die Nockenwellenposition ermittelt.

Das Geberrad der Nockenwelle
Da die Nockenwelle pro Arbeitsspiel eine Umdrehung von 360° macht, gibt es auf dem Geberrad für jeden Zylinder einen Zahn im Abstand von 90°. Um die Z?hne den Zylindern zuordnen zu k?nnen, hat das Geberrad einen zus?tzlichen Zahn für Zylinder 1, 2 und 3 mit jeweils unterschiedlichen Abst?nden.
Zylinder 3

Zylinder 4

Zylinder 1

90 °
Zylinder 2
209_94

So funktioniert es: Jedesmal, wenn ein Zahn am Hallgeber vorbeidreht, entsteht eine Hallspannung, die an das Motorsteuerger?t weitergeleitet wird. Weil die Z?hne in unterschiedlichen Abst?nden voneinander entfernt sind, treten die Hallspannungen in verschiedenen Zeitabst?nden auf. Daraus erkennt das Motorsteuerger?t die Zylinder und kann das richtige Ventil für PumpeDüse ansteuern.

Signalbild Hallgeber

90°

90°

90°

90°

Zylinder 1

Zylinder 3

Zylinder 4

Zylinder 2

Zylinder 1

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Motormanagement
Geber für Motordrehzahl G28
Der Geber für Motordrehzahl ist ein Induktivgeber. Er ist am Zylinderblock befestigt.

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Geberrad für Motordrehzahl
Der Geber für Motordrehzahl tastet ein 60-2-2 Geberrad ab, das an der Kurbelwelle befestigt ist. Das Geberrad hat auf seinem Umfang 56 Z?hne und 2 Lücken von jeweils 2 Z?hnen. Die Lücken sind um 1 80° versetzt und dienen als Bezugsmarken zur Ermittlung der Kurbelwellenposition.

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Signalverwendung

Durch das Signal des Gebers für Motordrehzahl wird die Drehzahl des Motors und die genaue Stellung der Kurbelwelle erfa?t. Mit diesen Informationen wird der Einspritzzeitpunkt und die Einspritzmenge berechnet.

Auswirkung bei Signalausfall

F?llt das Signal des Gebers für Motordrehzahl aus, wird der Motor abgestellt.

Elektrische Schaltung

J248

G28 30

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Funktion der Schnellstart-Erkennung

Um einen schnellen Start zu erm?glichen, wertet das Motorsteuerger?t die Signale vom Hallgeber und vom Geber für Motordrehzahl aus. Mit dem Signal vom Hallgeber, der das Geberrad der Nockenwelle abtastet, erkennt es die Zylinder. Durch die 2 Lücken auf dem Geberrad der Kurbelwelle bekommt das Motorsteuerger?t bereits nach einer halben Kurbelwellenumdrehung ein Bezugssignal. Dadurch erkennt das Motorsteuerger?t frühzeitig die Stellung der Kurbelwelle zu den Zylindern und kann das richtige Magnetventil ansteuern, um den Einspritzvorgang einzuleiten.

Signalbild Hallgeber und Geber für Motordrehzahl

1 Nockenwellenumdrehung Zylinder 1 Zylinder 3 Zylinder 4 Zylinder 2 Signal vom Hallgeber

1 Kurbelwellenumdrehung

Signal vom Geber für Motordrehzahl
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Motormanagement
Geber für Kraftstofftemperatur G81
Der Geber für Kraftstofftemperatur ist ein Temperatursensor mit negativem Temperatur-Koeffizienten (NTC). Das bedeutet, der Widerstand des Sensors verringert sich mit steigender Kraftstofftemperatur. Er befindet sich in der Kraftstoff-Rücklaufleitung von der Kraftstoffpumpe zum Kraftstoffkühler und ermittelt die aktuelle Kraftstofftemperatur.

209_43

Signalverwendung

Das Signal vom Geber für Kraftstofftemperatur dient der Erkennung der Kraftstofftemperatur. Das Motorsteuerger?t ben?tigt es zur Berechnung des F?rderbeginns und der Einspritzmenge, um die Dichte des Kraftstoffes bei unterschiedlichen Temperaturen zu berücksichtigen. Au?erdem wird das Signal als Information zum Einschalten der Pumpe für Kraftstoffkühlung verwendet.

Auswirkung bei Signalausfall

Bei Signalausfall errechnet das Motorsteuerger?t einen Ersatzwert aus dem Signal des Gebers für Kühlmitteltemperatur G62.

Elektrische Schaltung

J248

G81
209_58

32

Folgende Sensoren wurden schon in anderen Selbststudien-Programmen zu TDI-Motoren beschrieben, aus diesem Grund werden sie nicht so ausführlich erkl?rt wie die vorhergehenden.

Luftmassenmesser G70
Der Luftmassenmesser mit Rückstr?merkennung ermittelt die angesaugte Luftmasse. Er befindet sich im Ansaugrohr. Durch das ?ffnen und Schlie?en der Ventile entstehen Rückstr?mungen der angesaugten Luftmasse im Ansaugrohr. Der Hei?filmluftmassenmesser mit Rückstr?merkennung erkennt die rückstr?mende Luftmasse und berücksichtigt sie bei seinem Signal an das Motorsteuerger?t. Dadurch ist die Messung der Luftmasse sehr genau.
209_44

Signalverwendung

Die gemessenen Werte werden vom Motorsteuerger?t zur Berechnung der Einspritzmenge und der Abgasrückführungsmenge verwendet. Bei Ausfall des Signals vom Luftmassenmesser rechnet sich das Motorsteuerger?t mit einem festen Ersatzwert.

Auswirkung bei Signalausfall

Geber für Kühlmitteltemperatur G62
Der Geber für Kühlmitteltemperatur befindet sich am Kühlmittelanschlu? des Zylinderkopfes. Er informiert das Motorsteuerger?t über die aktuelle Kühlmitteltemperatur.

209_60

Signalverwendung

Die Kühlmitteltemperatur wird vom Motorsteuerger?t als Korrekturwert für die Berechnung der Einspritzmenge benutzt.

Auswirkung bei Signalausfall

F?llt das Signal aus, rechnet das Motorsteuerger?t mit dem Signal vom Geber für Kraftstofftemperatur.

33

Motormanagement
Geber für Gaspedalstellung G79 Kick-Down-Schalter F8 Leerlaufschalter F60
Der Geber für Gaspedalstellung befindet sich am Fu?hebelwerk. In dem Geber befindet sich zus?tzlich der Leerlaufschalter und der Kick-Down-Schalter.

209_59

Signalverwendung

Durch das Signal erkennt das Motorsteuerger?t die Stellung des Gaspedals. Bei Fahrzeugen mit Automatikgetrieben signalisiert der Kick-Down-Schalter dem Motorsteuerger?t den Beschleunigungswunsch des Fahrers.

Auswirkung bei Signalausfall

Ohne Signal erkennt das Motorsteuerger?t die Gaspedalstellung nicht. Der Motor l?uft mit erh?hter Leerlaufdrehzahl weiter, damit der Fahrer die n?chste Werkstatt erreichen kann.

34

Geber für Saugrohrdruck G71 Geber für Saugrohrtemperatur G72
Der Geber für Saugrohrdruck und der Geber für Saugrohrtemperatur befinden sich in einem Bauteil im Ansaugrohr.

209_45

Geber für Saugrohrdruck G71 Signalverwendung Das Signal des Gebers für Saugrohrdruck wird zur ?berprüfung des Ladedrucks ben?tigt. Der ermittelte Wert wird vom Motorsteuergr?t mit dem Sollwert aus dem Ladedruck-Kennfeld verglichen. Weicht der Istwert vom Sollwert ab, wird der Ladedruck vom Motorsteuerger?t über das Magnetventil für Ladedruckbegrenzung nachgeregelt.

Auswirkung bei Signalausfall

Die Regelung des Ladedrucks ist nicht mehr m?glich. Der Motor hat weniger Leistung.

Geber für Saugrohrtemperatur G72 Signalverwendung Das Signal des Gebers für Saugrohrtemperatur wird vom Motorsteuerger?t als Korrekturwert für die Berechnung des Ladedrucks ben?tigt. Dadurch wird der Temperatureinflu? auf die Dichte der Ladeluft berücksichtigt.

Auswirkung bei Signalausfall

Bei Ausfall des Signals rechnet das Motorsteuerger?t mit einem festen Ersatzwert. Es kann zu Leistungseinbu?en kommen.

35

Motormanagement
H?hengeber F96
Der H?hengeber befindet sich im Motorsteuerger?t.
H?hengeber

209_61

Signalverwendung

Der H?hengeber meldet dem Motorsteuerger?t den aktuellen Umgebungsluftdruck. Dieser ist abh?ngig von der geographischen H?he. Mit dem Signal erfolgt eine H?henkorrektur für die Ladedruckregelung und die Abgasrückführung.

Auswirkung bei Signalausfall

In der H?he tritt Schwarzrauch auf.

Kupplungspedalschalter F36
Der Kupplungspedalschalter befindet sich am Fu?hebelwerk.

209_62

Signalverwendung

Durch das Signal erkennt das Motorsteuerger?t, ob ein- oder ausgekuppelt ist. Bei bet?tigter Kupplung wird die Einspritzmenge kurzzeitig reduziert. Dadurch wird Motorruckeln beim Schaltvorgang verhindert.

Auswirkung bei Signalausfall

Bei Ausfall des Signals vom Kupplungspedalschalter k?nnen Lastschl?ge beim Schaltvorgang auftreten.

36

Bremslichtschalter F und Bremspedalschalter F47
Der Bremslichtschalter und der Bremspedalschalter befinden sich zusammen in einem Bauteil am Fu?hebelwerk.

209_63

Signalverwendung:

Beide Schalter liefern dem Motorsteuergr?t das Signal ?Bremse bet?tigt“. Da der elektrische Pedalwertgeber defekt sein k?nnte, wird der Motor bei bet?tigter Bremse aus Sicherheitsgründen abgeregelt.

Auswirkung bei Signalausfall:

F?llt einer der beiden Schalter aus, wird vom Motorsteuerger?t die Kraftstoffmenge reduziert. Der Motor hat weniger Leistung.

37

Motormanagement
Zusatz-Eingangssignale
Fahrgeschwindigkeits-Signal Dieses Signal erh?lt das Motorsteuerger?t vom Geber für Fahrgeschwindigkeit. Es dient für die Berechnung verschiedener Funktionen, den Kühlerlüfternachlauf, der Ruckeld?mpfung beim Gangwechsel und zur Kontrolle für die Funktion der Geschwindigkeits-Regelanlage.

Klimakompressor-Bereitschaft

Das Motorsteuerger?t erh?lt vom Schalter für Klimaanlage das Signal, da? der Klimakompressor in Kürze eingeschaltet wird. Es kann somit, bevor der Klimakompressor eingeschaltet wird, die LeerlaufDrehzahl des Motors anheben, um einen Drehzahleinbruch bei Kompressoranlauf zu verhindern.

Schalter für Geschwindigkeits-Regelanlage

Aus dem Signal vom Schalter für GeschwindigkeitsRegelanlage erkennt das Motorsteuerger?t, da? die Geschwindigkeits-Regelanlage aktiviert ist.

Drehstromgenerator-Klemme DF

Aus dem Signal von der Klemme DF des Drehstromgenerators erkennt das Motorsteuerger?t die Belastung des Drehstromgenerators und kann je nach freier Kapazit?t eine, zwei oder drei Glühstiftkerzen der Zusatzheizung über das Relais für kleine Heizleistung und das Relais für gro?e Heizleistung einschalten.

CAN-Datenbus

Das Motorsteuerger?t, das ABS-Steuerger?t und das Automatikgetriebe-Steuerger?t tauschen Informationen über einen CAN-Datenbus aus. Mit dem CAN-Datenbus k?nnen gro?e Datenmengen in kurzer Zeit übertragen werden.

Detaillierte Informationen zum CAN-Datenbus finden Sie im Selbststudienprogramm Nr. 186!

38

Aktoren Ventile für Pumpe-Düse N240, N241, N242, N243
Die Ventile für Pumpe-Düse sind mit einer ?berwurfmutter an den Pumpe-Düse-Einheiten befestigt. Es sind Magnetventile die vom Motorsteuerger?t angesteuert werden. ?ber die Ventile für Pumpe-Düse werden F?rderbeginn und Einspritzmenge der Pumpe-Düse Einheiten vom Motorsteuerger?t geregelt.

209_64

F?rderbeginn

Sobald das Motorsteuerger?t ein Ventil für Pumpe-Düse ansteuert, wird die Magnetventilnadel von der Magnetspule in den Sitz gedrückt und verschlie?t den Weg vom Kraftstoffvorlauf zum Hochdruckraum der Pumpe-Düse-Einheit. Danach beginnt der Einspritzvorgang.

Einspritzmenge

Die Einspritzmenge wird durch die Ansteuerzeit des Magnetventils bestimmt. Solange das Ventil für Pumpe-Düse geschlossen ist, wird Kraftstoff in den Brennraum gespritzt.

Auswirkung bei Ausfall

F?llt ein Ventil für Pumpe-Düse aus, ist der Motorlauf unrund und die Leistung geringer. Das Ventil für Pumpe-Düse hat eine doppelte Sicherheitsfunktion. Bleibt das Ventil offen, kann kein Druck in der Pumpe-Düse-Einheit aufgebaut werden. Bleibt das Ventil geschlossen, kann der Hochdruckraum der Pumpe-DüseEinheit nicht mehr befüllt werden. In beiden F?llen wird kein Kraftstoff in den Zylinder gespritzt.

Elektrische Schaltung

J248

N240

N241

N242

N243

209_65

39

Motormanagement
Die ?berwachung des Ventils für Pumpe-Düse
Das Motorsteuerger?t überwacht den StromverIauf des Ventils für Pumpe-Düse. Aus dieser Information erh?lt es, zur Regelung des F?rderbeginns, eine Rückmeldung über den tats?chlichen F?rderbeginn und es kann Funktionsst?rungen des Ventils feststellen.

So funktioniert es

Der Einspritzvorgang wird mit der Ansteuerung des Ventils für Pumpe-Düse eingeleitet. Dabei wird ein Magnetfeld aufgebaut, die Stromst?rke steigt an und das Ventil schlie?t. Beim Aufschlagen der Magnetventilnadel auf den Sitz gibt es einen auff?lligen Knick im Stromverlauf. Dieser Knick wird als B I P bezeichnet (Abkürzung für Begining of Injection Period; engl. = Einspritzbeginn). Der BIP signalisiert dem Motorsteuerger?t das vollst?ndige Schlie?en des Ventils für Pumpe-Düse und somit den Zeitpunkt des F?rderbeginns.

Stromverlauf Ventil für Pumpe-Düse

Ventil Ansteuer-Beginn

VentilSchlie?zeitpunkt = BIP

Ventil Ansteuer-Ende

Stromst?rke

Haltestrom

Regelgrenze

Anzugsstrom

Zeit
209_97

40

Wenn das Ventil geschlossen ist, f?llt die Stromst?rke auf einen konstanten Haltestrom ab. Ist die gewünschte F?rderdauer erreicht, wird die Ansteuerung beendet und das Ventil ?ffnet.

Der tats?chliche Schlie?zeitpunkt des Ventils für Pumpe-Düse bzw. BIP wird vom Motorsteuerger?t erfa?t, um den Ansteuerzeitpunkt des Ventils für die n?chste Einspritzung zu berechnen. Weicht der Ist-F?rderbeginn von dem im Motorsteuerger?t abgelegten Sollwert ab, wird der Ansteuerbeginn des Ventils korrigiert.

Um Funktionsst?rungen des Ventils feststellen zu k?nnen, wird der Bereich abgetastet und ausgewertet in dem das Motorsteuerger?t den BIP erwartet. Dieser Bereich kennzeichnet die Regelgrenze des F?rderbeginns. Bei einer fehlerfreien Funktion erscheint der BIP innerhalb der Regelgrenze. Bei einer Funktionsst?rung erscheint der BIP au?erhalb der Regelgrenze. In diesem Fall wird der F?rderbeginn nach festen Werten aus dem Kennfeld gesteuert; eine Regelung ist nicht m?glich.

Beispiel

Befindet sich Luft in der Pumpe-Düse-Einheit, hat die Magnetventilnadel einen geringen Widerstand beim Schlie?en. Das Ventil schlie?t schneller und der BIP erscheint zu einem früheren Zeitpunkt als erwartet.

In diesem Fall gibt es in der Eigendiagnose die Fehlermeldung:

Regelgrenze unterschritten

41

Motormanagement
Umschaltventil für Saugrohrklappe N239
Das Umschaltventil für Saugrohrklappe befindet sich im Motorraum in der N?he des Luftmassenmessers . Es schaltet den Unterdruck für die Bet?tigung der Saugrohrklappe im Ansaugrohr. Sie verhindert Ruckelbewegungen des Motors, wenn er abgestellt wird. Dieselmotoren haben ein hohes Verdichtungsverh?ltnis. Durch den hohen Verdichtungsdruck der angesaugten Luft entstehen beim Ausschalten des Motors Ruckelbewegungen.
209_68

Die Saugrohrklappe unterbricht die Luftzufuhr, wenn der Motor abgestellt wird. Dadurch wird wenig Luft verdichtet und der Motor l?uft weich aus.

So funktioniert es

Wird der Motor abgestellt, sendet das Motorsteuerger?t ein Signal an das Umschaltventil für Saugrohrklappe. Daraufhin schaltet das Umschaltventil den Unterdruck für die Unterdruckdose. Die Unterdruckdose schlie?t die Saugrohrklappe.

0 I
209_69

Auswirkung bei Ausfall

Bei Ausfall des Umschaltventils für Saugrohrklappe bleibt die Saugrohrklappe ge?ffnet.

Elektrische Schaltung
S

J 317

J248 N239

209_70

42

Relais für Kraftstoffkühlung J445
Das Relais für Kraftstoffkühlung befindet sich im Schutzgeh?use für Steuerger?te. Es wird bei einer Kraftstofftemperatur von 70°C vom Motorsteuerger?t angesteuert und schaltet den Arbeitsstrom für die Pumpe für Kraftstoffkühlung.

209_71

Auswirkung bei Ausfall

F?llt das Relais aus, wird der von den Pumpe-Düse-Einheiten zum Kraftstoffbeh?lter rückflie?ende Kraftstoff nicht gekühlt. Der Kraftstoffbeh?lter und der Geber für Kraftstoffvorrat k?nnen besch?digt werden.

Elektrische Schaltung
S

J 317

A/+ S

J248

J445

V166

209_72

In der Eigendiagnose kann mit der Funktion Stellglieddiagnose überprüft werden, ob das Relais für die Kraftstoffkühlung vom Motorsteuerger?t angesteuert wird.

43

Motormanagement
Folgende Aktoren wurden schon in anderen Selbststudien-Programmen zu TDI-Motoren beschrieben, aus diesem Grund werden sie nicht so ausführlich erkl?rt wie die Vorhergehenden.

Magnetventil für Ladedruckbegrenzung N75
Der Motor hat einen verstellbaren Turbolader , um den Ladedruck optimal auf die jeweiligen Fahrbedingungen anzupassen. Das Magnetventil für Ladedruckbegrenzung wird vom Motorsteuerger?t angesteuert. Je nach Tastverh?ltnis wird der Unterdruck in der Unterdruckdose für Leitschaufelverstellung eingestellt und somit der Ladedruck geregelt.
209_75

Auswirkung bei Ausfall

An der Unterdruckdose liegt Atmosph?rendruck an. Dadurch ist weniger Ladedruck vorhanden und der Motor hat weniger Leistung.

Detaillierte Informationen zum verstellbaren Turbolader finden Sie im Selbststudienprogramm Nr. 190!

Ventil für Abgasrückführung N18
Durch die Abgasrückführung wird ein Teil der Abgase über das Abgasrückführungs-Ventil der dem Motor zugeführten Frischluft beigemischt. Dadurch wird die Verbrennungstemperatur gesenkt, um die StickoxidBildung zu verringern. Das Ventil für Abgasrückführung wird vom Motorsteuerger?t angesteuert. Je nach Tastverh?ltnis des Signals wird der Unterdruck zur Verstellung des Abgasrückführungs-Ventils eingestellt. Dadurch wird die Menge des zurückgeführten Abgases gesteuert.

209_73

Auswirkung bei Ausfall

Die Leistung des Motors ist vermindert und die Abgasrückführung ist nicht gew?hrleistet.

44

Kontrollampe für Vorglühzeit K29
Die Kontrollampe für Vorglühzeit befindet sich im Schalttafeleinsatz. Sie hat folgende Aufgaben: ? Sie signalisiert dem Fahrer das Vorglühen vor dem Motorstart. Dabei leuchtet die Kontrollampe.

209_77

?

Hat ein eigendiagnosef?higes Bauteil einen Fehler, blinkt die Kontrollampe.

Auswirkung bei Ausfall:

Die Kontrollampe leuchtet und blinkt nicht. Es wird eine Fehlermeldung im Fehlerspeicher abgelegt.

45

Motormanagement
Zusatz-Ausgangssignale
Kühlmittel-Zusatzheizung Aufgrund seines hohen Wirkungsgrades entwickelt der Motor so wenig Abw?rme, da? unter Umst?nden nicht genügend Heizleistung zur Verfügung steht. In L?ndern mit kaltem Klima kommt deshalb eine elektrische Zusatzheizung zum Einsatz, die bei niedrigen Temperaturen das Kühlmittel erw?rmt. Die Zusatzheizung besteht aus drei Glühkerzen. Sie sind am Kühlmittelanschlu? des Zylinderkopfes angebaut. Mit dem Signal steuert das Motorsteuerger?t das Relais für kleine und für gro?e Heizleistung an. Somit wird, je nach freier Kapazit?t des Drehstromgenerators, eine, zwei oder alle drei Glühkerzen für Kühlmittel eingeschaltet.

Motordrehzahl

Das Signal dient als Motordrehzahl-Information für den Drehzahlmesser im Schalttafeleinsatz. Die Nachlaufzeit des Kühlerlüfters wird nach einem Kennfeld im Motorsteuerger?t gesteuert. Sie wird aus der aktuellen Kühlmitteltemperatur und aus dem Lastzustand des Motors im letzten Fahrzyklus berechnet. Mit dem Signal steuert das Motorsteuerger?t das Relais für Kühlerlüfter Stufe 1 an.

Kühlerlüfternachlauf

Klimakompressor-Abschaltung

Um die Belastung des Motors zu verringern, schaltet das Motorsteuerger?t den Klimakompressor bei folgenden Bedingungen ab:

? ? ? ?
Kraftstoffverbrauchs-Signal

nach jedem Startvorgang für ca. 6 Sekunden bei starker Beschleunigung aus niedriegen Drehzahlen bei Kühlmitteltemperaturen über + 120°C im Notlaufprogramm

Das Signal dient als Kraftstoffverbrauchs-Information für die Multifunktionsanzeige im Schalttafeleinsatz.

46

Vorglühanlage
Vorglühanlage
Durch die Vorglühanlage wird bei niedrigen Temperaturen das Starten des Motors erleichtert. Sie wird vom Motorsteuerger?t bei einer Kühlmitteltemperatur von unter +9°C eingeschaltet. Das Relais für Glühkerzen wird vom Motorsteuerger?t angesteuert. Es schaltet daraufhin den Arbeitsstrom für die Glühkerzen ein. Die Systemübersicht zeigt Ihnen, von welchen Sensoren Signale für die Vorglühanlage verwendet werden und welche Aktoren angesteuert werden.

Systemübersicht Vorglühanlage
Motorsteuerger?t J248

Geber für Motordrehzahl G28

Glühkerzen Q6

Relais für Glühkerzen J52

Geber für Kühlmitteltemperatur G62 Kontrollampe für Vorglühzeit K29

209_99

Das Glühen ist in zwei Phasen unterteilt. Vorglühen Nach dem Einschalten der Zündung werden bei einer Temperatur von unter +9°C die Glühkerzen eingeschaltet. Die Kontrollampe für Vorglühzeit leuchtet. Ist der Glühvorgang beendet, erlischt die Kontrollampe und der Motor kann gestartet werden. Nachglühen Nach jedem Motorstart wird nachgeglüht, unabh?ngig davon, ob vorgeglüht wurde. Dadurch werden die Verbrennungsger?usche vermindert, die Leerlaufqualit?t verbessert und die Kohlenwasserstoff-Emissionen reduziert. Die Nachglühphase dauert max. vier Minuten und wird bei Motordrehzahlen von über 2500 1/min unterbrochen.

47

Motormanagement
Funktionsplan
Bauteile E45 Schalter für Geschwindigkeitsregelanlage (GRA) Bremslichtschalter Kick-Down-Schalter Kupplungsschalter Bremspedalschalter Leerlaufschalter
J445 J360 J359 A/+ S J 317 S S
30 15

S

F F8 F36 F47 F60

G28 Geber für Motordrehzahl G40 Hallgeber G62 G70 G71 G72 G79 G81 J52 Geber für Kühlmitteltemperatur Luftmassenmesser Geber für Saugrohrdruck Geber für Saugrohrtemperatur Geber für Gaspedalstellung Geber für Kraftstofftemperatur Relais für Glühkerzen
N239 N75

N18 Q7
V166

Q7

J248 Steuerger?t für Dieseldirekteinspritzanlage J317 Relais für Spannungsversorgung J359 Relais für kleine Heizleistung J360 Relais für gro?e Heizleistung J445 Relais für Pumpe, Kraftstoffkühlung N18 N75 Ventil für Abgasrückführung Ventil für Ladedruckbegrenzung
G70 G40 G71 G72

N239 Umschaltventil für Saugrohrklappe N240 Ventil für Pumpe/Düse, Zylinder 1 N241 Ventil für Pumpe/Düse, Zylinder 2 N242 Ventil für Pumpe/Düse, Zylinder 3 N243 Ventil für Pumpe/Düse, Zylinder 4 Q6 Q7 Glühkerzen-Motor Glühkerzen-Kühlmittel
31

V166 Pumpe für Kraftstoffkühlung

Zusatzsignale A B C D E Bremsleuchten Kraftstoffverbrauchssignal Drehzahlsignal Klimakompressor-Abschaltung Klimakompressor-Bereitschaft H K F G Geschwindigkeitssignal Spannungsversorgung für Fahrgeschwindigkeitsregelanlage Kühlerlüfternachlauf Leitung für Diagnose und Wegfahrsperre

48

30 15

J52

S

S

S

S

E45 B F F47 F36 C D E S A F G G62

A/+

J248

N240 N241 N242 N243

G81

F60/F8 G79 G28 O

N

L

M

K

H

in

out

Q6
31

209_80

L M N O

Vorglühkontrolle CAN-Bus-Low CAN-Bus-High Klemme DF

Eingangssignal Ausgangssignal Plus Masse CAN-Datenbus

49

Eigendiagnose
Folgende Funktionen k?nnen mit dem Eigendiagnose -, Me?- und Informationssystem V.A.S.5051 ausgelesen werden:

01 02 03 04 05 06 07 08

Steuerger?teversion abfragen Fehlerspeicher abfragen Stellglieddiagnose Grundeinstellung
209_82

Fehlerspeicher l?schen Ausgabe beenden Steuerger?t codieren Me?werteblock lesen

Funktion 02 Fehlerspeicher abfragen

Die farbig gekennzeichneten Bauteile werden von der Eigendiagnose im Fehlerspeicher abgelegt.

Q6 G70 G28 K29 G40 J248 N18 F96 J52 N240, N241, N242, N244

G79 F8 F60 G62 G71 G72 F F47 G81 J104 J217 J445

N75

N239

V166

209_81

50

Motormechanik
Aufgrund des h?heren Verbrennungsdruckes gegenüber dem Basismotor sind an der Motormechanik folgende ?nderungen vorgenommen worden:

Trapezkolben und Trapezpleuel
Die Kolbennabe und das Pleuelauge sind trapezf?rmig.

209_07

Kraftverteilung bei einem Kolben und Pleuel mit Parallelform

Kraftverteilung bei einem Kolben und Pleuel mit Trapezform

Verbrennungskraft

Auflagefl?chen

209_08

209_09

Im Vergleich zur herk?mmlichen Verbindung zwischen Kolben und Pleuel wird durch die Trapezform die Auflagefl?che von Pleuelauge und Kolbennabe am Kolbenbolzen vergr??ert.

Dadurch werden die Verbrennungskr?fte auf eine gro?e Fl?che verteilt und Kolbenbolzen und Pleuel weniger belastet.

51

Motormechanik
Der Zahnriementrieb
Zur Erzeugung eines Einspritzdruckes bis 2000 bar sind gro?e Pumpenkr?fte erforderlich. Diese Kr?fte führen zu einer hohen Belastung der Bauteile des Zahnriementriebes.

Aus diesem Grund gibt es folgende Ma?nahmen, um den Zahnriemen zu entlasten: ? Im Nockenwellenrad befindet sich ein Schwingungstilger, der Vibrationen im Zahnriementrieb reduziert.

?

Der Zahnriemen ist um 5 mm breiter als beim Basismotor. Durch die gr??ere Fl?che k?nnen h?here Kr?fte übertragen werden.

? Ein hydraulischer Zahnriemenspanner sorgt für eine gleichm??ige Spannung bei unterschiedlichen Belastungszust?nden.

? Einige Z?hne des Kurbelwellen-Zahnriemenrades haben ein gr??eres Lückenspiel, um den Verschlei? des Zahnriemens zu verringern.
209_89

Um den Zahnriemen beim Einspritzvorgang zu entlasten, hat das Zahnriemenrad der Kurbelwelle zwei Zahnpaare, die ein gr??eres Lückenspiel haben, als die restlichen Z?hne.
Lückenspiel

209_88

52

So funktioniert es: Beim Einspritzvorgang wird der Zahnriemen durch die hohen Pumpenkr?fte stark belastet. Das Nockenwellenrad wird durch die Pumpenkr?fte verz?gert, gleichzeitig beschleunigt die eingeleitete Verbrennung das Zahnriemenrad der Kurbelwelle. Dadurch l?ngt sich der Zahnriemen und die Zahnteilung wird vorübergehend gr??er.

Verz?gerungskraft

Aufgrund der Zündreihenfolge tritt dieser Vorgang periodisch auf, so da? jedesmal die gleichen Z?hne am Zahnriemenrad im Eingriff sind. An diesen Stellen haben die Z?hne ein gr??eres Lückenspiel, um die Zahnteilungs?nderung auszugleichen und damit den Verschlei? des Zahnriemens zu verringern.

Beschleunigungskraft
209_91

Bei einem Kurbelwellen-Zahnriemenrad mit gleichm??igem Zahn-Lückenspiel sto?en die Z?hne des Zahnriemens auf die Zahnkanten des Zahnriemenrades, wenn der Zahnriemen durch hohe Pumpenkr?fte stark belastet wird. Die Folge ist ein hoher Verschlei? und eine geringe Lebensdauer des Zahnriemens.

Za h

nte ilun g
Verz?gerungskraft Beschleunigungskraft
209_92

53

Service
Spezialwerkzeuge
Bezeichnung Werkzeug Verwendung Zum Fixieren des hydraulischen Zahnriemenspanners bei Einund Ausbau des Zahnriemens.

T 10008 Absteckpl?ttchen

T 10050 Kurbelwellen-Stop

Zum Fixieren der Kurbelwelle am Kurbelwellen-Zahnrad beim Einstellen der Steuerzeiten.

T 10051 Gegenhalter für Nockenwellenrad

Für die Montage des Nockenwellenrades

T 10052 Abziehvorichtung für Nockenwellenrad

Zum L?sen des Nockenwellenrades vom Konus der Nockenwelle

T 10053 Montagevorrichtung für Kurbewellen-Dichtring

Führungshülse und Druckhülse zum Einbau des KurbelwellenDichtringes

54

Spezialwerkzeuge
Bezeichnung Werkzeug Verwendung

T 10054 Steckeinsatz

Für die Montage der Befestigungsschraube vom Spannklotz der Pumpe-DüseEinheit.

T 10055 Abziehvorichtung für Pumpe-Düse-Element

Zum Herausziehen der PumpeDüse-Einheit aus dem Zylinderkopf.

T 10056 Montagehülsen für O-Ringe

Für die Montage der O-Ringe der Pumpe-Düse-Einheiten.

T 10059 Lasche

Zum Motoreinbau- und ausbau im Passat. In Verbindung mit der Aufh?ngevorrichtung 2024 A wird der Motor in die Einbaulage versetzt.

V.A.S. 5187 Manometer

Zum Prüfen des Kraftstoffvorlaufdruckes an der Krafstoffpumpe.

209_90a-k

55

Service
Reparaturhinweis Nach dem Einbau der Pumpe-Düse-Einheit mu? der Mindestabstand zwischen dem Boden des Hochdruckraumes und dem Pumpenkolben in tiefster Stellung an der Einstellschraube der Pumpe-Düse-Einheit eingestellt werden. Mit der Einstellung wird verhindert, da? der Pumpenkolben durch W?rmeausdehnung auf den Boden des Hochdruckraumes aufschl?gt.

Einstellschraube

Pumpenkolben

Mindestabstand Hochdruckraum

209_98

Die Vorgehensweise zur Einstellung finden Sie im Reparaturleitfaden.

56

Prüfen Sie Ihr Wissen
1. Bezeichnen Sie die Bauteile

209_23

2.

Welche Aussage ist richtig? a. Ein Motor mit Pumpe-Düse-Einspritzsystem hat im Vergleich zu einem Motor mit Verteilereinspritzpumpe eine h?here Leistungsausbeute und geringere Schadstoffemissionen.

b. Die gute Verbrennung des Pumpe-Düse Motors resultiert aus dem hohen Einspritzdruck. c. Jeder Zylinder des Motors hat eine Pumpe-Düse-Einheit.

57

Prüfen Sie Ihr Wissen
3. Durch welches Bauteil wird die Voreinspritzung beendet? a. Ventil für Pumpe-Düse b. Ausweichkolben c. Düsennadeld?mpfung 4. Welche Aufgabe hat die Kraftstoff-Kühlung?

a. Sie verhindert, da? der Kraftstoffbeh?lter und der Geber für Kraftstoffvorrat durch zu hei?en Kraftstoff besch?digt wird. b. Durch den gekühlten Kraftstoff wird die Verbrennungstemperatur gesenkt und dadurch die Stickoxid-Emissionen verringert. c. Durch die Kraftstoff-Kühlung wird der Kraftstoff gleichm??ig an die Zylinder verteilt.

5.

Der Hallgeber G40 . . . a. . . . ermittelt die Motordrehzahl. b. . . . dient zur Erkennung der einzelnen Zylinder. c. . . . dient ausschlie?lich zur Erkennung des 1. Zylinders.

6.

Wodurch wird ein schneller Motorstart erm?glicht?

a. Beim Startvorgang werden alle Ventile für Pumpe-Düse gleichzeitig vom Motorsteuerger?t angesteuert. b. Das Motorsteuerger?t wertet die Signale vom Hallgeber und Geber für Motordrehzahl aus. Dadurch erkennt es frühzeitig die Stellung der Kurbelwelle zu den Zylindern und kann das richtige Ventil für Pumpe-Düse ansteuern um den Einspritzvorgang einzuleiten.

c. Der Einspritzvorgang wird eingeleitet, sobald das Motorsteuerger?t den 1. Zylinder durch das Signal vom Hallgeber erkannt hat.

58

L?sungen: 1. Bauteile siehe Seite 8 2. a, b, c 3. b 4. a 5. b 6. b

Notizen

209

Nur für den internen Gebrauch ? VOLKSWAGEN AG, Wolfsburg Alle Rechte sowie technische ?nderungen vorbehalten 940.2810.28.00 Technischer Stand 12/98

Y Dieses Papier wurde aus chlorfrei
gebleichtem Zellstoff hergestellt.


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