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SSP350 Der 3,0l V6 TDI-Motor


Service Training

Selbststudienprogramm 350

Der 3,0l V6 TDI-Motor

Konstruktion und Funktion

Das Motorenprogramm des Phaeton und Touareg wird um einen HochtechnologieTurbodieselmotor erweitert.

Der 3,0l V6 TDI-Motor wurde von Audi entwickelt, und ist mit einem piezogesteuerten Common-RailEinspritzsystem ausgerüstet.

Er vereinigt Kraft und Laufruhe in einem kompakten Aggregat.

Der Motor ist mit einem Dieselpartikelfilter kombiniert und erfüllt die Abgasnorm EU 4.

S350_001

NEU

Achtung Hinweis

Das Selbststudienprogramm stellt die Konstruktion und Funktion von Neuentwicklungen dar! Die Inhalte werden nicht aktualisiert.

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

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Auf einen Blick
Kurz und bündig . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Motormechanik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Motormanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Prüfen Sie Ihr Wissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

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Kurz und bündig
Der 3,0l V6 TDI-Motor
Der 3,0l V6 TDI-Motor ist ein neu entwickelter Dieselmotor aus der aktuellen V-Motoren-Familie von Audi. Besonderes Merkmal dieser Motorenfamilie ist die ?u?erst kurze und kompakte Bauweise, die durch einen Kettentrieb erreicht wird. Der Motor vereint zudem hohe Leistung und ein fülliges Drehmoment mit ruhigem Motorlauf und geringen Abgasemissionen. Ein piezogesteuertes Common-Rail-Einspritzsystem sorgt für einen hohen Einspritzdruck und einen flexiblen Einspritzverlauf. Der Motor ist bei Volkswagen im Phaeton und Touareg verbaut.

S350_003 (Motoransicht Phaeton)

Technische Merkmale des Motors:


● ● ●

Zylinderblock aus hochfestem Vermikulargraphitguss 4-Ventiltechnik Saugrohre mit Drallklappen Kettentrieb für Ventilsteuerung, Ausgleichswelle und ?lpumpe

● ● ●

Common-Rail-Einspritzsystem piezogesteuerte Einspritzventile (Piezo-Injektoren) Dieselpartikelfilter

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Technische Daten
Motorkennbuchstaben BMK (Phaeton) BKS (Touareg)

Bauart Hubraum Bohrung Hub Verdichtungsverh?ltnis Ventile pro Zylinder Zündreihenfolge max. Leistung max. Drehmoment Motormanagement Kraftstoff Abgasreinigung Abgasnorm

6-Zylinder V-Motor (90° V-Winkel) 2967 cm3 83 mm 91,4 mm 17 : 1 4 1-4-3-6-2-5 165 kW bei 4000 1/min 450 Nm bei 1400 bis 3250 1/min 500 Nm bei 1750 bis 2750 1/min

Common-Rail-Einspritzsystem Bosch EDC 16 C Diesel min. 51 CZ Oxidationskatalysator, Abgasrückführung, Dieselpartikelfilter EU 4

Drehmoment- und Leistungsdiagramm Der 3,0l V6 TDI-Motor erreicht im Phaeton ab einer Drehzahl von 1600 1/min sein h?chstes Drehmoment von 450 Nm, das über einen gro?en Drehzahlbereich bis 3250 1/min zur Verfügung steht. Im Touareg hat der Motor in einem Drehzahlbereich von 1750 bis 2750 1/min ein maximales Drehmoment von 500 Nm. Die Maximalleistung von 165 kW wird in beiden Fahrzeugen bei 4000 1/min erreicht.

Drehmoment (Nm)

Leistung (kW)

Phaeton Drehzahl (1/min) S350_040

Touareg

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Motormechanik
Zylinderblock
Der Zylinderblock hat einen V-Winkel von 90° und ist aus Vermikulargraphitguss (GJV-450) hergestellt. Die Zylinderlauffl?chen sind mit der neu entwickelten UV-Photonenhonung endbearbeitet. Damit wird die Reibung reduziert und das Einlaufverhalten verbessert.

S350_006

Vermikulargraphitguss
Der Werkstoff Gusseisen mit Vermikulargraphit (GGV bzw. GJV) verdankt seine Bezeichnung im deutschen Sprachgebrauch der würmchenf?rmigen Graphitausbildung (würmchenf?rmig = vermicular, lateinisch). Im englischen Sprachgebrauch wird dieser Werkstoff als Compacted Graphite Iron (CGI) bezeichnet. Vermikulargraphitguss ist ein hochfestes Material, das eine dünnwandige Gusskonstruktion erm?glicht. Daraus resultiert eine Gewichtseinsparung von 5 – 10 % im Vergleich zu einer Graugusskonstruktion.
S350_002 Gusseisen mit Vermikulargraphit Gusseisen mit Kugelgraphit

UV-Photonenhonung
Die Zylinderlaufbahn wird konventionell gehont und anschlie?end mit einer UV-Photonenhonung bearbeitet. Dabei schmilzt ein Laserstrahl die Oberfl?che der Zylinderlaufbahn an und Stickstoff dringt ein. Dadurch findet eine Gl?ttung und H?rtung der Zylinderoberfl?che statt.

mit UV-Photonenhonung

S350_056 ohne UV-Photonenhonung

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Lagerrahmen
In dem Kurbelgeh?use ist ein Lagerrahmen aus Grauguss verschraubt. Er beinhaltet die Lagerung für die Kurbelwelle und versteift zus?tzlich den Zylinderblock.

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Kurbelwelle und Ausgleichswelle
Die aus Vergütungsstahl geschmiedete Kurbelwelle ist 4fach in dem Lagerrahmen gelagert. Aufgrund des V-Winkels von 90° sind die Hubzapfen um 30° versetzt. Dies ist notwendig, um einen gleichm??igen Zündabstand zu erreichen. Für einen schwingungsarmen Motorlauf befindet sich eine Ausgleichswelle im V-Raum des Zylinderblocks zum Ausgleich der auftretenden Massenmomente. Die Ausgleichswelle wird über eine Kette von der Kurbelwelle angetrieben. Sie dreht mit Motordrehzahl entgegen der Motorlaufrichtung.
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Kolben
Die Aluminiumkolben sind ohne Ventiltaschen ausgeführt. Der Drall wird durch die Kan?le im Zylinderkopf und Stellung der Drallklappen im Saugmodul beeinflusst und sorgt für eine optimale Gemischbildung. Zur Kühlung der Kolbenringzone verfügt er über einen ringf?rmigen Kühlkanal, in den durch Kolbenspritzdüsen ?l eingespritzt wird.
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Motormechanik
Zylinderkopf
Der 3,0l V6 TDI-Motor hat zwei Zylinderk?pfe aus Aluminiumlegierung. Pro Zylinder sind zwei Ein- und zwei Auslassventile nach dem Querstromprinzip angeordnet. Je Zylinderkopf gibt es eine Nockenwelle für die Einlassventile und eine Nockenwelle für die Auslassventile. Ein- und Auslassnockenwelle sind über eine Stirnradverzahnung mit integriertem Zahnflankenspielausgleich verbunden. Der Lagerrahmen für die Nockenwellen ist mit dem Zylinderkopf verschraubt. Die Bet?tigung der Ventile erfolgt über reibungsarme Rollenschlepphebel mit hydraulischen VentilspielAusgleichselementen.
Einlassnockenwelle Einspritzventile Lagerrahmen

S350_010

Auslassnockenwelle

hydraulischer Ventilspiel-Ausgleich

Aufbau und Funktionsweise der hydraulischen Ventilspiel-Ausgleichselemente finden Sie im Selbststudienprogramm Nr. 183 ?Der 2,5l V6 TDI 4V-Motor“.

Einspritzventil

Die Einspritzventile sind mithilfe von Spannpratzen im Zylinderkopf befestigt. Sie k?nnen über kleine Deckel in der Ventildeckelhaube ausgebaut werden.

S350_ 027 Spannpratze

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4-Ventiltechnik
Auslassnockenwelle

Einspritzventil

Je Zylinder sind zwei Einlass- und zwei Auslassventile senkrecht stehend im Zylinderkopf angeordnet.
Einlassnockenwelle

Das senkrecht stehende und zentral angeordnete Einspritzventil ist direkt über der mittigen Kolbenmulde angeordnet. Diese Konstruktion bewirkt eine gute Gemischbildung, aus der ein niedriger Kraftstoffverbrauch und geringe Abgasemissionen resultieren.

Einlassventile

Auslassventile Kolbenmulde

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Form, Gr??e und Anordnung der Ein- und Auslasskan?le sorgen für einen guten Füllungsgrad und einen günstigen Ladungswechsel im Brennraum. Die Einlasskan?le sind als Spiral- und Tangentialkanal ausgelegt. Durch den Tangentialkanal erzeugt die einstr?mende Luft die gewünschte hohe Ladungsbewegung. Der Spiralkanal bewirkt, insbesondere bei hohen Drehzahlen, eine gute Füllung des Brennraumes.

Spiralkanal

Tangentialkanal

Auslasskanal

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Motormechanik
Luftansaugung
Saugrohre mit Drallklappen
In den Saugrohren beider Zylinderb?nke befinden sich stufenlos regelbare Drallklappen. Durch die Stellung der Drallklappen wird, abh?ngig von Motordrehzahl und -last, der Drall der Ansaugluft eingestellt.
Saugrohr-Oberteil Saugrohr-Unterteil

Motor für Saugrohklappe V157, V275

Ansaugluft

Drallklappen S350_016

Motor für Saugrohrklappe V157, V275

Die Drallklappen werden über eine Schubstange vom Motor für Saugrohrklappe bewegt. Dazu wird der Stellmotor vom Motorsteuerger?t angesteuert. Ein integrierter Sensor dient zur Rückmeldung über die aktuelle Stellung der Drallklappen.

Die Motoren für Saugrohrklappe sind nur komplett mit dem Saugrohr-Unterteil zu erneuern. Bitte beachten Sie die Hinweise im Reparaturleitfaden!

Drallklappe Schubstange

S350_049

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Drallklappe geschlossen

Funktion der Drallklappen
Niedrige Drehzahlen Im Leerlauf und bei niedrigen Drehzahlen sind die Drallklappen geschlossen. Dadurch wird eine hohe Drallwirkung erzielt, die zu einer guten Gemischbildung führt. Bei Motorstart, im Notlauf und bei Volllast sind die Drallklappen ge?ffnet.

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Drallklappe ge?ffnet

Hohe Drehzahlen Ab einer Drehzahl von circa 1250 1/min werden die Drallklappen kontinuierlich ge?ffnet. Durch den erh?hten Luftdurchsatz wird eine gute Füllung des Brennraumes erzielt. Ab einer Drehzahl von circa 2750 1/min sind die Drallklappen vollst?ndig ge?ffnet.

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Motormechanik
Zahnflankenspielausgleich
Die Ein- und Auslassnockenwellen sind über eine Stirnradverzahnung mit integriertem Zahnflankenspielausgleich verbunden. Dabei wird das Stirnrad der Auslassnockenwelle von dem Stirnrad der Einlassnockenwelle angetrieben. Der Zahnflankenspielausgleich sorgt für einen ger?uscharmen Antrieb der Nockenwellen.

Zylinderkopf links

Stirnr?der

Einlassnockenwelle

Zwischenscheibe

S350_012 Nockenwelle Sicherungsring Tellerfeder Auslassnockenwelle

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festes Stirnrad

Aufbau
Im Zylinderkopf links ist das Stirnrad der Auslassnockenwelle zweigeteilt. (Im Zylinderkopf rechts ist das Stirnrad der Einlassnockenwelle zweigeteilt.) Der breitere Teil des Stirnrades (festes Stirnrad) ist kraftschlüssig mit der Nockenwelle verbunden. Auf der Vorderseite befinden sich 3 Rampen. Der schmalere Teil des Stirnrades (bewegliches Stirnrad) ist radial und axial beweglich. Auf dessen Rückseite befinden sich Aussparungen für die 3 Rampen.

bewegliches Stirnrad

Rampen

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So funktioniert es:
Beide Stirnradteile werden durch die Kraft einer Tellerfeder in axialer Richtung gegeneinander geschoben. Dabei werden sie gleichzeitig durch die Rampen in eine Drehbewegung versetzt.

S350_020 Tellerfeder

Spielausgleich Zahnversatz

Die Drehbewegung führt zu einem Zahnversatz der beiden Stirnradteile und bewirkt somit den Zahnflankenspielausgleich zwischen den Zahnr?dern von Einlass- und Auslassnockenwelle.

S350_021

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Motormechanik
Kettentrieb
Die Nockenwellen, die Ausgleichswelle und die ?lpumpe werden über einen Kettentrieb von der Kurbelwelle angetrieben. Er befindet sich auf der Getriebeseite des Motors. Der Kettentrieb erm?glicht die kompakte Bauform des Motors.

Nockenwellenantrieb Bank 2 - Trieb B

Nockenwellenantrieb Bank 1 - Trieb C

zentraler Kettentrieb - Trieb A

Zwischenrad Zwischenrad Ausgleichswellenantrieb

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?lpumpenantrieb zweiter Kettentrieb - Trieb D

Kurbelwelle

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Der Kettentrieb besteht aus:


einer zentralen Kette von der Kurbelwelle zu den Zwischenr?dern (Trieb A), jeweils einer Kette von den Zwischenr?dern zu den Einlassnockenwellen (Trieb B und C), einer Kette von der Kurbelwelle zum ?lpumpenantrieb und zur Ausgleichswelle.

Die Nockenwellen-Kettenr?der haben die gleichen Durchmesser wie das Kurbelwellenrad. Das erforderliche ?bersetzungsverh?ltnis von 2 : 1 der Nockenwellen zur Kurbelwelle wird durch die Zwischenr?der realisiert. Die Ketten werden von federunterstützten, hydraulischen Kettenspannern wartungsfrei gespannt.





Antrieb der Nebenaggregate
Die Kühlmittelpumpe, die Lenkhilfepumpe, der Klimakompressor und der Drehstromgenerator werden über einen Keilrippenriemen von der Kurbelwelle angetrieben.

Kühlmittelpumpe

Lenkhilfepumpe

Drehstromgenerator

Keilrippenriemen Klimakompressor hydraulischer Spanner S350_022

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Motormechanik
?lkreislauf
Systemübersicht
?lfiltermodul Vakuumpumpe ?lkühler Turbolader

?lrücklauf S350_023

?lspritzdüsen (Kolbenkühlung)

?berdruckventil ?ldruckregelventil

?lwanne

?lpumpe

?lstands- und ?ltemperaturgeber G266

?l ohne Druck ?l mit Druck

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?lfiltermodul
Im ?lfiltermodul befinden sich eine ?lrücklaufsperre und das Kurzschlussventil. Die ?lrücklaufsperre verhindert, dass das ?l bei Motorstillstand aus dem ?lfiltergeh?use in die ?lwanne zurückl?uft. Das Kurzschlussventil ist ein Umgehungsventil, das bei verstopftem ?lfilter oder ?lkühler ?ffnet und dadurch die ?lversorgung des Motors sicherstellt. Es ?ffnet bei 2,5 bar.

?lspritzdüsen
?ber die ?lspritzdüsen wird ?l in die Kühlkan?le der Kolben gespritzt. Dadurch werden die Kolben gekühlt.

?berdruckventil
Das ?berdruckventil ist ein Sicherheitsventil in der ?lpumpe. Es schützt den ?lkreislauf vor ?berdruck bei Kaltstart. Es ?ffnet bei 11 bar.

?ldruckregelventil
Das ?ldruckregelventil Ist in die ?lpumpe integriert und regelt den ?ldruck des Motors auf 3,5 bar.

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Motormechanik
?lwanne
Die ?lwanne besteht aus zwei Bauteilen, einem ?lwannen-Oberteil aus Aluminiumguss und einem ?lwannenUnterteil aus Stahlblech. Die Bauform der ?lwanne ist im Phaeton und im Touareg unterschiedlich. Ursachen sind die Bauraumverh?ltnisse bzw. die Anforderungen an die Gel?ndetauglichkeit. Die ?lansaugung der ?lpumpe ist den unterschiedlichen Bauformen entsprechend angepasst.

?lwannen-Oberteil

?lwanne Phaeton
Die ?lwanne im Phaeton ist aufgrund des geringen Bauraumes nach unten flach und breit ausgeführt.
?lwannen-Unterteil

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?lwannen-Oberteil

?lwanne Touareg
Die ?lwanne im Touareg hat eine schmale und tiefe Bauform. Durch den tiefen ?lansaugpunkt und den im Vergleich zum Phaeton abgesenkten ?lstand wird bei Steigungsfahrten eine sichere ?lansaugung mit geringer ?lversch?umung erreicht.

S350_026 ?lwannen-Unterteil

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?lpumpe
Die ?lpumpe ist eine Innenzahnradpumpe. Sie arbeitet nach dem Duocentric-Prinzip und wird über eine Steckwelle vom Kettentrieb D angetrieben. Die L?nge des Ansaugstutzens ist den unterschiedlichen Bauformen der ?lwanne angepasst.

Phaeton Ansaugstutzen Touareg S350_024

?lfiltermodul
Das ?lfiltermodul ist im V-Raum des Motors angeordnet. Darin sind der ?lfilter, der ?lkühler sowie der Zyklon-?labscheider mit Druckregelventil für Kurbelgeh?useentlüftung integriert. Der ?lkühler ist an den Kühlmittelkreislauf des Motors angeschlossen.

?lfilter Zyklon-?labscheider mit Druckregelventil

S350_025

?lkühler

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Motormechanik
Kurbelgeh?useentlüftung
Bei Verbrennungsmotoren entstehen durch Druckunterschiede zwischen Brennraum und Kurbelgeh?use Luftstr?mungen zwischen Kolbenringen und Zylinderlaufbahn, die sogenannten Blow-by-Gase. Damit die Umwelt nicht belastet wird, werden diese ?lhaltigen Gase über die Kurbelgeh?useentlüftung wieder in den Ansaugbereich zurückgeführt. Ein Zyklon-?labscheider trennt die in den Gasen enthaltenen ?lanteile von der Luft. ?ber einen Kanal im Kurbelgeh?use werden diese wieder in die ?lwanne zurückgeleitet.

Druckregelventil

Zyklon-?labscheider

S350_029

Funktionsprinzip
Abgasturbolader

Ladeluftkühler

Druckregelventil Blow-by-Gase

Zyklon-?labscheider

S350_066

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Funktion des Zyklon-?labscheider
Die Blow-by-Gase werden über einen motorinternen Kanal dem Zyklon-?labscheider zugeführt. Der Zyklon-?labscheider versetzt die Luft in eine rotierende Bewegung. Durch die auftretende Fliehkraft wird der ?lnebel an die Abscheiderwand geschleudert. Dort bilden sich ?ltropfen, die über einen Kanal im Kurbelgeh?use in die ?lwanne abflie?en. Die vom ?lnebel gereinigte Luft wird über das Druckregelventil in den Ansaugkanal zurückgeführt.

zum Ansaugkanal

Druckregelventil

Zyklon-?labscheider

S350_030 vom Kurbelgeh?use

Druckregelventil ge?ffnet zum Ansaugkanal

Funktion des Druckregelventils
Das Druckregelventil befindet sich im Deckel des Zyklon-?labscheiders. Es besteht aus einer Membrane sowie einer Druckfeder und regelt den Druck zur Entlüftung des Kurbelgeh?uses. Beim Einleiten der Blow-by-Gase begrenzt das Druckregelventil den Unterdruck im Kurbelgeh?use, da bei zu hohem Unterdruck Motordichtungen besch?digt werden k?nnten.
vom Kurbelgeh?use

Membrane Druckfeder

Das Druckregelventil schlie?t bei gro?em Unterdruck im Ansaugkanal. Bei geringem Unterdruck im Ansaugkanal ?ffnet es durch die Kraft der Druckfeder.

S350_050 Druckregelventil geschlossen

S350_034

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Motormechanik
Kühlmittelkreislauf
2 3 4

Systemübersicht

17

16

10 18 1 11 19 14 13 12 15

9

20

9

8

7

Motorkühlmittelkreislauf

Kühlmittelkreislauf für Kraftstoffkühlung (nur Touareg) warm kalt

warm kalt

1 2 3 4 5 6 7

Kühler für Motorkühlkreislauf Getriebe?lkühler Generator Pumpe für Kühlmittelnachlauf V51 (nur mit Anh?ngevorrichtung) Luftvorratsbeh?lter W?rmetauscher Ausgleichsbeh?lter

8 9 10 11 12 13

Zuheizer Drossel ?lkühler Kühler für Abgasrückführung Abgasrückführungsklappe Kühlmittelregler (?ffnet ab 87 °C Kühlmitteltemperatur)

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Kühlmittelkreislauf für Kraftstoffkühlung (nur Touareg)
5 6 Im Touareg hat der 3,0l V6 TDI-Motor einen separaten Kühlmittelkreislauf für den Kraftstoffkühler. Das ist notwendig, weil die Temperatur des Kühlmittels bei betriebswarmem Motor zu hoch ist, um den rückflie?enden Kraftstoff abzukühlen.

Wasserpumpe V36 (nur Touareg)
Die Wasserpumpe V36 ist eine elektrische Umw?lzpumpe. Sie wird bei Bedarf vom Motorsteuerger?t angesteuert und sorgt für die Zirkulation des Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf für Kraftstoffkühlung.

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Pumpe für Kühlmittelnachlauf V51 (nur bei Fahrzeugen mit Anh?ngevorrichtung)
Die Pumpe für Kühlmittelnachlauf V51 ist eine elektrisch angetriebene Pumpe. Sie wird nach einem Kennfeld vom Motorsteuerger?t angesteuert und sorgt damit für die Zirkulation des Kühlmittels zum Abkühlen bei ?Motor aus“.

6

S350_028

14 15 16 17 18 19 20 21

Kühlmittelpumpe Kühlmitteltemperaturgeber G62 Kühlmitteltemperaturgeber am Kühlerausgang G83 Wasserpumpe V36 Kühler für Kraftstoffkühlung Kraftstoffkühler Rückschlagventil Heizung

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Motormechanik
Common-Rail-Einspritzsystem
Das Common-Rail-Einspritzsystem ist ein HochdruckSpeicher-Einspritzsystem für Dieselmotoren. Der Begriff ?Common-Rail“ bedeutet ?gemeinsame Leiste“ und steht für einen gemeinsamen KraftstoffHochdruckspeicher für alle Einspritzventile einer Zylinderbank. Die Druckerzeugung und die Kraftstoffeinspritzung sind bei diesem System voneinander getrennt. Der zur Einspritzung erforderliche hohe Druck wird von einer separaten Hochdruckpumpe erzeugt. Dieser Kraftstoffdruck wird in einem Hochdruckspeicher (Rail) gespeichert und über kurze Einspritzleitungen den Einspritzventilen zur Verfügung gestellt. Die Hauptmerkmale dieses Einspritzsystems sind:






Der Einspritzdruck ist im Kennfeld nahezu frei w?hlbar. Ein hohes Einspritzdruckangebot erm?glicht eine optimale Gemischbildung. Ein flexibler Einspritzverlauf mit Vor-, Haupt- und Nacheinspritzung wird realisiert.

Hochdruckspeicher (Rail) Zylinderbank 1 mit Einspritzventilen N30, N31, N32

Regelventil für Kraftstoffdruck N276

Verteiler zwischen den Rails Hochdruckspeicher (Rail) Zylinderbank 2 Kraftstoffdruckgeber G247

Hochdruckpumpe S350_031

Eine detaillierte Beschreibung zum Common-Rail-Einspritzsystem finden sie im Selbststudienprogramm Nr. 351 ?Das Common-Rail-Einspritzsystem“.

Piezo-Einspritzventile N33, N83, N84

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Einspritzventile (Piezo-Injektoren)
Beim 3,0l V6 TDI-Motor kommen piezogesteuerte Einspritzventile zum Einsatz. Die Piezo-Technologie hat gegenüber magnetventilgesteuerten Einspritzventilen ca. 75 % weniger bewegte Masse an der Düsennadel. Aus dieser Gewichtsreduzierung ergeben sich folgende Vorteile:
● ● ●

sehr kurze Schaltzeiten mehrere Einspritzungen pro Arbeitstakt sind m?glich exakt dosierbare Einspritzmengen

Der Einspritzverlauf mit insgesamt bis zu fünf Teileinspritzungen pro Arbeitstakt hat bis zu zwei Voreinspritzungen im unteren Drehzahlbereich und zwei Nacheinspritzungen. Dies erm?glicht geringe Emissionen und einen weichen Verbrennungsverlauf.

Piezo-Effekt
(Piezo [griechisch] = Druck) Der piezoelektrische Effekt wurde 1880 von Pierre Curie entdeckt. Wird ein aus Ionen aufgebautes Kristallgitter (Turmalin, Quarz) unter Druck verformt, so entsteht eine elektrische Spannung. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung kann der piezoelektrische Effekt auch umgekehrt werden. Dabei dehnt sich der Kristall aus. Dieser Effekt wird für die Steuerung der Einspritzventile verwendet.
Piezo-Aktor

Koppelkolben

Ventilkolben

Schaltventil

Vorsicht! Die piezogesteuerten Einspritzventile werden mit einer Spannung von 110 – 148 Volt angesteuert. Beachten Sie die Sicherheitshinweise im Reparaturleitfaden!

Düsenadel

S350_032

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Motormechanik
Kraftstoffsystem
Systemübersicht
Das Kraftstoffsystem ist in drei Druck-Bereiche unterteilt:
● ●



Vorlauf- und Rücklaufdruck Rücklaufdruck zwischen Einspritzventilen und Druckhalteventil Hochdruck

Im Kraftstoffvorlauf wird der Kraftstoff von der Vorf?rderpumpe und der mechanischen Zahnradpumpe aus dem Kraftstoffbeh?lter über den Kraftstofffilter zur Hochdruckpumpe gef?rdert. Dort wird der zur Einspritzung ben?tigte Kraftstoffhochdruck erzeugt und in den Hochdruckspeicher (Rail) gespeist.

Hochdruckpumpe mechanische Zahnradpumpe Ventil für Kraftstoffdosierung N290 Druckhalteventil

Kraftstofftemperaturgeber G81

Hochdruck 300 – 1600 bar Rücklaufdruck zwischen Einspritzventilen und Druckhalteventil 10 bar Vorlaufdruck Rücklaufdruck
Kraftstofffilter

Vorw?rmventil (Dehnstoffelement)

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Aus dem Hochdruckspeicher gelangt der Kraftstoff zu den Einspritzventilen, welche den Kraftstoff in die Brennr?ume einspritzen.

Das Druckhalteventil h?lt den Rücklaufdruck von den Einspritzventilen auf 10 bar. Dieser Druck wird für die Funktion der Piezo-Einspritzventile ben?tigt.

Kraftstoffdruckgeber G247

Hochdruckspeicher (Rail) Zylinderbank 2 4 5 6

Drossel Hochdruckspeicher (Rail) Zylinderbank 1 1 2 3

Regelventil für Kraftstoffdruck N276

Piezo-Einspritzventile 1 – 3 N30, N31, N32

Beim Phaeton wird der Kraftstoff durch einen Kraftstoff-Luft-Kühler am Fahrzeugboden gekühlt.

Kraftstoff-Kühlmittel-Kühler (Touareg)

Kraftstoffbeh?lter Kraftstoffpumpe für Vorf?rderung G6 S350_033

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Motormechanik
Abgasanlage
Die Abgasanlage des 3,0l V6 TDI-Motors besteht aus einem elektrisch verstellbaren Turbolader, einem motornah angeordneten Oxidationskatalysator, einem Dieselpartikelfilter, zwei Nachschalld?mpfern und einem Abgasrückführungssystem mit schaltbarem Kühler für Abgasrückführung. Die bildliche Darstellung entspricht der Abgasanlage im Phaeton.

verstellbarer Turbolader

Abgasrückführungsventil mit Kühler für Abgasrückführung Oxidationskatalysator

Dieselpartikelfilter

S350_047

Nachschalld?mpfer

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Turbolader
Der Ladedruck wird beim 3,0l V6 TDI-Motor durch einen verstellbaren Turbolader erzeugt. Er verfügt über verstellbare Leitschaufeln, durch die der Abgasstrom auf das Turbinenrad beeinflusst werden kann. Das hat den Vorteil, dass über den gesamten Drehzahlbereich ein optimaler Ladedruck und damit eine gute Verbrennung erreicht werden. Die verstellbaren Leitschaufeln erm?glichen im unteren Drehzahlbereich ein hohes Drehmoment und gutes Anfahrverhalten; im oberen Drehzahlbereich einen geringen Kraftstoffverbrauch und niedrige Abgaswerte. Die Leitschaufeln werden durch einen elektrischen Stellmotor verstellt. Durch die elektrische Ansteuerung wird ein schnelles Ansprechverhalten des Turboladers und eine exakte Regelung erm?glicht. Vor dem Turbolader befindet sich ein Abgastemperaturgeber. Das Motorsteuerger?t verwendet das Signal des Abgastemperaturgebers, um den Turbolader vor unzul?ssig hohen Abgastemperaturen zu schützen. Bei zu hohen Abgastemperaturen, zum Beispiel bei Volllastbetrieb, wird die Motorleistung reduziert.

Stellmotor Leitschaufelverstellung Steuereinheit für Abgasturbolader 1 J724

Leitschaufeln

Abgastemperaturgeber 1 G235

S350_043

Das Prinzip des verstellbaren Turboladers ist im Selbststudienprogramm Nr. 190 ?Verstellbarer Turbolader“ erkl?rt.

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Motormechanik
Abgasrückführung
Durch die Abgasrückführung wird ein Teil der Abgase dem Verbrennungsprozess erneut zugeführt. Die dabei erreichte Absenkung der Sauerstoffkonzentration des Kraftstoff-Luft-Gemisches bewirkt eine Verlangsamung der Verbrennung. Dadurch wird die Verbrennungsspitzentemperatur abgesenkt und somit die Stickoxidemission verrringert. Die Abgasrückführungsmenge wird nach einem Kennfeld im Motorsteuerger?t über das Abgasrückführungsventil gesteuert. Ein Kühler für Abgasrückführung sorgt dafür, dass durch die Kühlung der zurückgeführten Abgase die Verbrennungstemperatur zus?tzlich gesenkt wird und eine gr??ere Menge von Abgasen zurückgeführt werden kann.

Abgasrückführungsventil

Kühlmittelanschlüsse

Kühler für Abgasrückführung

Abgas

Bypassklappe für Abgasrückführungskühler

S350_065 Ladeluft

Abgas

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Abgaskühlung ausgeschaltet
Bis zu einer Kühlmitteltemperatur von 60 °C bleibt die Bypassklappe ge?ffnet und das Abgas wird am Kühler vorbei geleitet. Dadurch erreichen Motor und Katalysator in kurzer Zeit ihre jeweilige Betriebstemperatur.

Steuerger?t für Dieseldirekteinspritzanlage J248

Ventil für Abgasrückführung N18 Abgasrückführungsventil

Kühler

S350_045 Unterdruckdose Bypassklappe

Abgaskühlung eingeschaltet
Ab einer Kühlmitteltemperatur von 60 °C wird die Bypassklappe vom Umschaltventil geschlossen. Das zurückgeführte Abgas wird dadurch über den Kühler zum Abgasrückführungsventil geleitet.
Kühler

S350_046 Unterdruckdose Umschaltventil für Kühler der Abgasrückführung N345 Bypassklappe

In folgenden F?llen wird die Bypassklappe auch bei betriebswarmem Motor geschaltet: Im Leerlauf wird die Bypassklappe ge?ffnet, um den Oxidationskatalysator auf Betriebstemperatur zu halten. Im Schubbetrieb wird die Bypassklappe einmal hin und her geschaltet, um die Freig?ngigkeit der Klappe zu gew?hrleisten.

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Motormechanik
Dieselpartikelfilter
Beim 3,0l V6 TDI-Motor werden die Ru?partikelemissionen neben den innermotorischen Ma?nahmen zus?tzlich durch einen Dieselpartikelfilter vermindert. Er befindet sich im Abgasstrang hinter dem motornah angeordneten Oxidationskatalysator.

Oxidationskatalysator

katalytisch beschichteter Partikelfilter

S350_035

Systemübersicht
1

2

3 12 5 4 7 9 10 11

6 8
S350_068

1 2 3 4 5 6

Steuerger?t im Schalttafeleinsatz J285 Steuerger?t für Dieseldirekteinspritzanlage J248 Luftmassenmesser G70 Dieselmotor Abgastemperaturgeber 1 G235 Turbolader

7 8 9 10 11 12

Lambdasonde G39 Oxidationskatalysator Temperaturfühler 1 für Katalysator G20 (nur Phaeton) Abgastemperaturgeber 2 für Bank 1 G448 Partikelfilter Drucksensor 1 für Abgas G450

32

Aufbau
Der Dieselpartikelfilter besteht aus einem wabenf?rmigen Keramikk?rper aus Siliciumcarbid, der sich in einem Metallgeh?use befindet. Der Keramikk?rper ist in eine Vielzahl von kleinen Kan?len unterteilt, die wechselseitig verschlossen sind. Dadurch ergeben sich Ein- und Auslasskan?le, die durch Filterw?nde getrennt sind. Die Filterw?nde aus Siliciumcarbit sind por?s und mit einer Tr?gerschicht aus Aluminiumoxid und Ceroxid beschichtet. Auf dieser Tr?gerschicht ist das Edelmetall Platin aufgedampft, welches als Katalysator dient. Die Ceroxid-Beschichtung im Partikelfilter senkt die Zündtemperatur des Ru?es und beschleunigt die thermische Reaktion mit Sauerstoff.

Anschlüsse für Drucksensor 1 für Abgas G450

Abgastemperaturgeber 2 für Bank 1 G448

S350_062

Metallgeh?use

Keramikk?rper

Funktion
Das ru?haltige Abgas str?mt durch die por?sen Filterw?nde der Eingangskan?le. Dabei werden die Ru?partikel, im Gegensatz zu den gasf?rmigen Bestandteilen des Abgases, in den Eingangskan?len zurückgehalten.

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33

Motormechanik
Regeneration
Damit sich der Partikelfilter nicht mit Ru?partikeln zusetzt und in seiner Funktion beeintr?chtigt wird, muss er regelm??ig regeneriert werden. Beim Regenerationsvorgang werden die im Partikelfilter gesammelten Ru?partikel verbrannt (oxidiert). Bei der Regeneration des katalytisch beschichteten Partikelfilters wird in passive und aktive Regeneration unterschieden. Dieser Vorgang wird vom Fahrer nicht bemerkt.

Passive Regeneration
W?hrend der passiven Regeneration werden die Ru?partikel, ohne Eingriff der Motorsteuerung, kontinuierlich verbrannt. Dies geschieht überwiegend bei hoher Motorlast, zum Beispiel Autobahnbetrieb, bei Abgastemperaturen von 350 – 500 °C. Die Ru?partikel werden dabei durch eine Reaktion mit Stickstoffdioxid in Kohlendioxid umgewandelt.

Aktive Regeneration
Im Stadtverkehr, also bei geringer Motorlast, sind die Abgastemperaturen für eine passive Regeneration zu niedrig. Da keine Ru?partikel mehr abgebaut werden k?nnen, kommt es zu einer Ru?anh?ufung im Filter. Sobald eine bestimmte Ru?beladung im Filter erreicht ist, wird über die Motorsteuerung eine aktive Regeneration eingeleitet. Dieser Vorgang dauert etwa 10 – 15 Minuten. Die Ru?partikel werden bei einer Abgastemperatur von 600 – 650 °C mit Sauerstoff zu Kohlendioxid verbrannt.

34

Funktion der aktiven Regeneration
Die Ru?beladung des Partikelfilters wird durch zwei im Motorsteuerger?t vorprogrammierte Beladungsmodelle berechnet. Das eine Ru?beladungsmodell wird aus dem Fahrprofil des Benutzers sowie den Signalen der Abgastemperatursensoren und der Lambdasonde ermittelt. Das andere Ru?beladungsmodell ist der Str?mungswiderstand des Dieselpartikelfilters, der aus den Signalen des Drucksensors 1 für Abgas, des Abgastemperaturgebers 2 für Bank 1 und des Luftmassenmessers errechnet wird.

Drucksensor 1 für Abgas G450 Luftmassenmesser G70 Steuerger?t für Dieseldirekteinspritzanlage J248

Abgastemperaturgeber 2 für Bank 1 G448 Dieselpartikelfilter

S350_037

Hat die Ru?beladung des Partikelfilters einen Grenzwert erreicht, wird durch die Motorsteuerung die aktive Regeneration eingeleitet. Die folgenden Ma?nahmen führen zu einer gezielten, kurzzeitigen Erh?hung der Abgastemperatur auf etwa 600 – 650 °C. In diesem Temperaturbereich oxidiert der gesammelte Ru? im Partikelfilter zu Kohlendioxid.



Die Ansaugluftzufuhr wird durch die elektrische Drosselklappe geregelt.

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Die Abgasrückführung wird abgeschaltet, um die Verbrennungstemperatur und den Sauerstoffanteil im Brennraum zu erh?hen.

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35

Motormechanik



Kurz nach einer auf ?sp?t“ verschobenen Haupteinspritzung wird die erste Nacheinspritzung eingeleitet, um die Verbrennungstemperatur zu erh?hen.

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Sp?t nach der Haupteinspritzung wird eine weitere Nacheinspritzung eingeleitet. Dieser Kraftstoff verbrennt nicht im Zylinder, sondern er verdampft im Brennraum. Die unverbrannten Kohlenwasserstoffe dieses Kraftstoffdampfes werden im Oxidationskatalysator oxidiert. Die dabei entstehende W?rme sorgt für eine Erh?hung der Abgastemperatur vor dem Partikelfilter auf ca. 620 °C. Zur Berechnung der Einspritzmenge für die sp?te Nacheinspritzung werden vom Motorsteuerger?t die Signale des Abgastemperaturgebers 2 für Bank 1 (Touareg) beziehungsweise des Temperaturfühlers 1 für Katalysator (Phaeton) verwendet.

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Der Ladedruck wird angepasst, damit sich das Drehmoment w?hrend des Regenerationsvorganges nicht spürbar für den Fahrer ver?ndert.

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Kontrollleuchte für Dieselpartikelfilter K231
Bei extremem Kurzstreckenbetrieb kann die Regeneration des Dieselpartikelfilters beeintr?chtigt werden, weil die Abgastemperatur nicht den notwendigen Temperaturwert erreicht. Da die Regeneration nicht stattfinden kann, ist eine Sch?digung oder Blockade des Filters durch Ru?überladung m?glich. Um diese F?lle zu vermeiden, leuchtet die Kontrollleuchte für Dieselpartikelfilter im Schalttafeleinsatz, wenn die Ru?beladung einen bestimmten Grenzwert erreicht hat. Mit diesem Signal wird der Fahrer aufgefordert, über einen kurzen Zeitraum mit erh?hter Geschwindigkeit zu fahren. Die Kontrollleuchte muss nach dieser Ma?nahme erl?schen. Erlischt die Kontrollleuchte für Dieselpartikelfilter trotz dieser Ma?nahme nicht, leuchtet die Kontrolllampe für Vorglühzeit. Im Display des Schalttafeleinsatzes erscheint der Text ?Motorst?rung Werkstatt“. Damit wird der Fahrer aufgefordert, die n?chste Werkstatt aufzusuchen.

S350_070

Die genauen Angaben zum Fahrverhalten bei aufleuchtender Kontrollleuchte für Dieselpartikelfilter entnehmen Sie bitte der Bedienungsanleitung des Fahrzeuges.

Eine ausführliche Beschreibung des Dieselpartikelfiltersystems finden Sie im Selbststudienprogramm Nr. 336 ?Der katalytisch beschichtete Dieselpartikelfilter“.

37

Motormanagement
Systemübersicht
Sensoren

Luftmassenmesser G70

Motordrehzahlgeber G28

Hallgeber G40

Kühlmitteltemperaturgeber G62 Kühlmitteltemperaturgeber am Kühlerausgang G83

Kraftstofftemperaturgeber G81

Kraftstoffdruckgeber G247 CAN-Datenbus Gaspedalstellungsgeber G79 Geber 2 für Gaspedalstellung G185

Lambdasonde G39 Bremslichtschalter F Bremspedalschalter F47 Kupplungspedalschalter F36 Steuerger?t für Dieseldirekteinspritzanlage J248

Temperaturfühler 1 für Katalysator G20 (nur Phaeton) Diagnoseanschluss

Abgastemperaturgeber 1 G235

Abgastemperaturgeber 2 für Bank 1 G448

Drucksensor 1 für Abgas G450 Ansauglufttemperaturgeber G42 Ladedruckgeber G31

38

Aktoren

Motor für Saugrohrklappe V157 Motor für Saugrohrklappe 2 V275

Steuerger?t für Glühzeitautomatik J179

Einspritzventile für Zylinder 1 – 6 N30, N31, N32, N33, N83 und N84

Glühkerzen 1 – 6 Q10, Q11, Q12, Q13, Q14 und Q15

Drosselklappensteuereinheit J338 Regelventil für Kraftstoffdruck N276

Abgasrückführungsventil N18

Umschaltventil für Kühler der Abgasrückführung N345 Steuerger?t für Kühlerlüfter J293 Steuerger?t 2 für Kühlerlüfter J671 Kühlerlüfter V7 Kühlerlüfter 2 V177

Magnetventil links für elektrohydraulische Motorlagerung N144 (nur Phaeton)

Heizung für Lambdasonde Z19

Kraftstoffpumpenrelais J17 für Kraftstoffpumpen G6 und G23

Steuereinheit für Abgasturbolader 1 J724

Ventil für Kraftstoffdosierung N290

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39

Service
Spezialwerkzeuge
Bezeichnung T40049 Adapter Werkzeug Verwendung Zum Drehen der Kurbelwelle.

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T40055 Steckschlüsseleinsatz

Zum L?sen und Anziehen der ?berwurfverschraubung der Hochdruckleitungen des Common-Rail-Einspritzsystems.

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T40058 Adapter

Zum Drehen der Kurbelwelle.

S350_058

T40060 Einstellstift

Zum Abstecken der Nockenwellen beim Einstellen der Steuerzeiten.

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T40061 Adapter

Zum Korrigieren der Stellung der Nockenwellen beim Einstellen der Steuerzeiten.

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40

Bezeichnung T40062 Adapter

Werkzeug

Verwendung Zum Spannen des Kettenrades beim Einstellen der Steuerzeiten.

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T40094 Nockenwellen-Einlegewerkzeug

Zum Einbau der Nockenwellen.

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T40094/1 und T40094/2 Auflage

Zum Einbau der Nockenwellen.

S350_055

T40095 Halter

Zum Einbau der Nockenwellen.

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T40096 Spanner

Zum Einbau der Nockenwellen.

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Prüfen Sie Ihr Wissen
Welche Antworten sind richtig?
Es k?nnen eine, mehrere oder alle Antworten richtig sein.

1.

Welche Aufgabe hat der Zahnflankenspielausgleich der Nockenwellenstirnr?der? a) b) c) Der Zahnflankenspielausgleich sorgt für einen ger?uscharmen Antrieb der Nockenwellen. Der Zahnflankenspielausgleich sorgt für die Verstellung der Einlassnockenwelle bei hohen Drehzahlen. Der Zahnflankenspielausgleich sorgt für einen starren Drehzahlausgleich zwischen den Zahnr?dern von Einlass- und Auslassnockenwelle.

2.

Was bewirken die Drallklappen im Ansaugrohr? a) b) c) Durch die Drallklappen wird die Luftzufuhr im Ansaugkanal unterbrochen. Dadurch wird weniger Luft angesaugt und verdichtet, wodurch der Motor weich ausl?uft. Durch die Stellung der Drallklappen wird die Luftbewegung im Ansaug-Drallkanal der Motordrehzahl angepasst. Durch die Drallklappen wird in bestimmten Betriebszust?nden des Motors eine Differenz zwischen Saugrohrdruck und Abgasdruck erzeugt. Dadurch wird eine wirksam funktionierende Abgasrückführung gew?hrleistet.

3.

Wie wird beim Steuerkettentrieb das erforderliche ?bersetzungsverh?ltnis von 2:1 der Nockenwellen zur Kurbelwelle realisiert? a) b) c) Durch hydraulische Kettenspanner. Durch Zwischenr?der. Durch die L?nge der Steuerketten.

4.

Welche Aussage zum Dieselpartikelfiltersystem beim 3,0l V6 TDI-Motor im Phaeton und Touareg ist richtig? a) b) c) Ein Oxidationskatalysator und ein katalytisch beschichteter Dieselpartikelfilter sind in einem Bauteil kombiniert und motornah angeordnet. Ein katalytisch beschichteter Dieselpartikelfilter befindet sich im Abgasstrang unter dem Fahrzeugboden. Der 3,0l V6 TDI-Motor hat ein additivunterstütztes Dieselpartikelfiltersystem.

42

43
L?sungen: 1. a; 2. b; 3. b; 4. b

350

? VOLKSWAGEN AG, Wolfsburg Alle Rechte sowie technische ?nderungen vorbehalten. 000.2811.64.00 Technischer Stand 03.2005 Volkswagen AG Service Training VK-21 Brieffach 1995 38436 Wolfsburg

? Dieses Papier wurde aus chlorfrei gebleichtem Zellstoff hergestellt.


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