Warum sind PDs obenraus so "lahm"? | Beiträge 48+

WarLord hat folgendes geschrieben:

Hm, verwenden BMW und DC nicht größere Lader für ihre Motoren? Deswegen sollen die auch so ein rassiges Loch haben und obenraus ziehen wie Sau. Dazu kommt noch der Antriebsstrang: Frontantrieb ist halt was für Billigheimer. Gruß WarLord

Meines Wissens verbaut zumindest DC die gleichen Lader wie VW. Aber man sollte nicht ganz vergessen, dass ein BMW 6Zylinder immer noch was ganz anderes als ein 4Zylinder PD Motor ist! Das so ein Motor ne andere leistungscharakteristik hat ist doch völlig klar. Ausserdem kann ich nicht behaupten, dass BMW oder Mercedes Diesel ein Loch haben. (gefahren 330d und e270cdi) Da finde ich eher, dass die PD Motoren von untenraus viel unharmonischer ihre Leistung entfalten und man eher dort einen plötzlichen Tritt ins Kreuz bekommt, im Vergleich zur Leistung des Motors gesehen.

Hallo Zusammen,

Zitat Thomas:
Das sagt eigentlich aus, dass die Serienabstimmung einfach ein Kompromiss von Laderdrehzahl und max. Leistung (Einspritzmenge) beim PD darstellt. ja, mit der Laderdrehzahl ist ja indirekt der mögliche Luftdurchsatz gemeint und selbst ein PD-Einspritzsystem kommt im oberen Bereich an seine Grenze, besonders mit Hinsicht auf die Abgasqualität
Zitat Thomas:
Aber warum gerade nur bei den PD´s? Auf die VEP-TDI´s trifft das doch auch zu?
Der VNT15 hat sicher eine geringere max. zul. Drehzahl wie der GT17. Bei denen müsste doch dann auch ein 'lahmer' oberer Drehzahlbereich festzustellen sein im Verhältnis zum 'unteren agilen' Drehzahlbereich.
Beim guten alten AFN fällt das im Serientrimm nur nicht so auf. 235Nm zu 310Nm im mittleren Bereich sind schon ein erheblicher Unterschied. Dagegen im oberen Bereich schenkt sich ein AFN mit 81kW und ein AJM mit 85kW nicht mehr viel.
Zitat Thomas:
Die ATL werden, wenn man die Entwicklung der TDI´s zurückverfolgt, immer kleiner und 'schwächer'. Ebenso wir auch die Leistung immer geringer und somit auch die Einspritzmenge. Aber dieses Phänomen scheint nur an der Einspritztechnik zu liegen?
Die Forderung bei der Entwicklung der PD’s an die ATL-Technik war ein verbessertes Ansprechverhalten(Stichwort rotierende Massen) und mehr Druck im unteren Bereich. Dies wurde durch „kleinere“ ATL realisiert. Dadurch verschiebt sich der Leistungsbereich des ATLs mehr zum unteren Motordrehzahlbereich. Die Kunst war jedoch den oberen Bereich zu erhalten bzw. noch zu vergrößern. Der Knackpunkt ist jedoch, das man damit auch – trotz Weiterentwicklung – näher an die Leistungsgrenzen des ATL gekommen ist, speziell mit der ATL-Drehzahl.
Der Quantensprung VEP zu PD ermöglichte es, eine größere Kraftstoffmenge schneller und feiner zerstäubt einzuspritzen, was nicht nur eine Leistungssteigerung ergab, sondern auch die Abgasqualität erheblich verbesserte, sozusagen innermotorisch (EURO 4 ohne Partikelfilter). Bei den VEP’s war bei EURO 2 bzw. 3 Schluss. Die Zukunft heißt jedoch CommonRail, hier sind auch schon 1800bar möglich mit einem annähernd idealen Einspritzverlauf. 4-Ventiltechnik dazu und schon ist wieder die Aufladetechnik die Grenze des Machbaren. Nicht ganz, 2-stufige Aufladung könnte das Zauberwort werden.

Ich habe nachfolgend die Belastungsgrenzen über die Drehzahl für einen aufgeladenen 1.9 DI Motor aufgeführt(ohne Emissionsverhalten). Ich hoffe, damit wird es auch etwas klarer:

Drehzahlbereich
1000 – 1500 1/min
Begrenzung durch:
max. Füllung durch Pumpgrenze des Verdichters vorgegeben
(der Motor könnte mehr Ladedruck vertragen, aber der ATL
schafft den geforderten Druck bei kleinen Durchsätzen noch nicht)

Drehzahlbereich
1500 – 3000 1/min
Begrenzung durch:
Zünddruck, Spitzendruck der die mechanische Belastung von Kolben/Zylinder und Kurbeltrieb ausmacht(max.150bar beim AFN VP-TDI und max.170bar beim PD-TDI). In diesem Drehzahlbereich können ATL und Einspritzsystem immer ausreichend Luft/Kraftstoffmasse zur Verfügung stellen und nur die Festigkeit der Motorbauteile stellt die Begrenzung dar.

Drehzahlbereich
3000 – 4500 1/min
Begrenzung durch:
Drosselung des Einlasstraktes (auch ein Einlassventil mit Drallkanal kommt irgendwann an seine Stopfgrenze) und/oder max. zul. ATL-Drehzahl erreicht und damit auch die mögliche Einspritzmenge. Fehlt die Luft (schleppende Verbrennung unter Sauerstoffmangel), gibt’s Russ und die Abgastemperatur steigt. Um nicht das alte Dieselproblem mit hohen Drehzahlen zu vergessen, ab 4000 1/min sind 1,9 Millisekunden (45°KW)einfach nicht sehr lang für eine ordentliche Gemischbildung und Verbrennung.

aufgeladene Grüße
vom Sepp

Sepp hat folgendes geschrieben:

.... Bei den VEP’s war bei EURO 2 bzw. 3 Schluss. ...

Na dann hat AUDI ja was furchtbar falsch gemacht: EURO 4 mit der VP44 und ohne DPF beim V6 TDI!
Also so Pauschal knnst du das nicht sagen.

Zitat:

Die Zukunft heißt jedoch CommonRail, hier sind auch schon 1800bar möglich mit einem annähernd idealen Einspritzverlauf.

... 1800bar mit (derzeit) unkontrollierbaren Schwingungen auf der Rail (genau dieses Problem umgeht ja PD) und Problemen die EU4 ohne DPF einzuhalten. Es gibt derzeit nur einen CR Diesel der die EU4 ohne DPF einhält und das ist der Opel Magerdiesel (1.7 CDTI 16V mit 80PS und 170Nm)

Zitat:

4-Ventiltechnik dazu und schon ist wieder die Aufladetechnik die Grenze des Machbaren.

Erinnere ich mich falsch, oder haben die neuen VW PD Motoren auch 4 Ventil Köpfe. Der Vorteil von CR der Kompakten Bauweise und dadurch den Einsatz von 4V Köpfen ist leider dahin.

Zitat:

Nicht ganz, 2-stufige Aufladung könnte das Zauberwort werden.

Genau da liegt der Hase im Peffer.

Die 8V PDs sind nicht in der Lage im oberen Drehzahlbereich genug Luft herbeizuschaffen um ihr Potential auszuschöpfen. Zumindest nicht mit herkömlicher Ladertechnik (s.o. Beitrag von Sepp).
Wer schon mal den neuen 16V PD gefahren ist der kann nachempfinden was es bedeutet bei hoher Drehzahl die Zylinder noch mit ausreichend Frischluft zu versorgen. Bei diesen Motoren ist nichts von "lahm" im oberen Drehzahlbereich zu spüren.

Die Probleme mit der schlechten Luftversorgung hatten die NKW Hersteller bei Einführung des PLD Systems auch (z.B. Mercedes Actros). Erst nach Optimierung der Ansaug- / Abgaswege war das "Problem" zu beseitigen. Glücklicherweise konnte man bei den Nutzfahrzeugen aus Platzgründen schon früh 4V Köpfe einsetzten, so das sich das Problem der mangelden Frischluft nicht so dramatisch äusserte.

Hallo Sepp,

Zitat:

Beim guten alten AFN fällt das im Serientrimm nur nicht so auf. 235Nm zu 310Nm im mittleren Bereich sind schon ein erheblicher Unterschied. Dagegen im oberen Bereich schenkt sich ein AFN mit 81kW und ein AJM mit 85kW nicht mehr viel. Zitat

Als dieser Schlappheit tritt auch beim AFN auf, nur ist sie lange nicht so stark ausgeprägt wie bei den "hochgezüchteten" PD TDI´s à la ASZ/ARL.

Zitat:

Die Zukunft heißt jedoch CommonRail, hier sind auch schon 1800bar möglich mit einem annähernd idealen Einspritzverlauf

1800Bar sind aber ca. 200Bar weniger als es die PD´s zur Zeit können und wenn ich ich war bisher der Meinung, dass den VW-Ingenieuren nie genug Druck sein kann.

Bisher war mein Vortellung, dass CR einen ruhigeren Motorlauf durch konstanten Druck ermöglicht, aber mehr Nachteile mit sich bringt, als die Pumpe Düsen Technik.

Zitat:

Drehzahlbereich 1000 – 1500 1/min Begrenzung durch: max. Füllung durch Pumpgrenze des Verdichters vorgegeben (der Motor könnte mehr Ladedruck vertragen, aber der ATL schafft den geforderten Druck bei kleinen Durchsätzen noch nicht)

Dann wäre doch die Ideallösung eine mechanische Aufladung für den unteren Drehzahlbereich und einen Klappenlader für den Oberen. Dann könnte man sich auch diese aufwändige und teuere VTG-Geschichte sparen und vom leichteren Laufzeug des ATL mit Wastegate profitieren. Das ganze muss dann über eine Art "Schaltaugrohr" umgeleitet werden, dass der Turbo nicht durch den Kompressor saugen muss.

Somit wäre die Luftversorgung sichergestellt und man hätte "nur" noch mechanische Belastungsgrenzen der Bauteile zu bewältigen.

Letztendlich ist das aber garantiert nur ein Rechenexempel, also gegenüberstellung von Kostenaufwand und Nutzen.

Ich könnte mir auch vorstellen, nur mit einem Wastegatelader auszukommen. Die Entwicklung bleibt ja nicht stehen, wer weiß, was es in ein paar Jahren für Turbos gibt.
Keramiklagerung, leichtere Wellen ...

Zitat:

Drehzahlbereich 3000 – 4500 1/min Begrenzung durch: Drosselung des Einlasstraktes (auch ein Einlassventil mit Drallkanal kommt irgendwann an seine Stopfgrenze) und/oder max. zul. ATL-Drehzahl erreicht und damit auch die mögliche Einspritzmenge. Fehlt die Luft (schleppende Verbrennung unter Sauerstoffmangel), gibt’s Russ und die Abgastemperatur steigt. Um nicht das alte Dieselproblem mit hohen Drehzahlen zu vergessen, ab 4000 1/min sind 1,9 Millisekunden (45°KW)einfach nicht sehr lang für eine ordentliche Gemischbildung und Verbrennung.

Genau hier denke ich, kann man nicht genug Einspritzdruck haben und eigentlich sollten große Düsenlöcher doch auch unvorteilhaft sein, wenn man Ruß und Abgaswerte betrachtet. Sollte man nicht auch in der Serienfertigung, soweit die Kosten es zulassen, die Kanäle zu den Ventilen größer gestalten, dann wäre zumindest die Stopfgrenze höher gesetzt, größere Turbolader sind ja nicht das Problem nur das Ansprechverhalten.
hmmmm ....

Eigentlich hast Du genau die Probleme dargestellt, die man sich beim Dieseltuning stellen sollte und eigentlich ist das auch genau die Antwort auf Ulf´s Frage.

Zitat:

... 1800bar mit (derzeit) unkontrollierbaren Schwingungen auf der Rail (genau dieses Problem umgeht ja PD) und Problemen die EU4 ohne DPF einzuhalten. Es gibt derzeit nur einen CR Diesel der die EU4 ohne DPF einhält und das ist der Opel Magerdiesel (1.7 CDTI 16V mit 80PS und 170Nm)

Ich habe mal gelesen, der Hauptgrund für den Einsatz von Comman Rail Systemen seien Kostenpunkte und wenn ich mich richtig erinnere, werden sogar höhere Drücke als 2050 Bar gewünscht und mit CR funktioniert das noch nicht.

Grüße
Thomas

Thomas hat folgendes geschrieben:

...Ich habe mal gelesen, der Hauptgrund für den Einsatz von Comman Rail Systemen seien Kostenpunkte und wenn ich mich richtig erinnere, werden sogar höhere Drücke als 2050 Bar gewünscht und mit CR funktioniert das noch nicht.

Genau so ist es.
Für ein CR Motor benötigst du nur einen leicht geänderten Zylinderkopf, wogegen der PD Zylinderkopf eine recht teuere Spezialanfertigung sein muss. Ist man aber erst mal über den Punkt der Sonderanfertigung eines PD-Dieselkopfes hinaus (wie VW) dann dürfte der Kostenfaktor nicht mehr das Problem sein. Dafür bekommst du beim PD einen besseren Wirkungsgrad, bessere Abgaswerte durch sauberere Verbrennung und mehr Leistung/Drehmoment. Von der reinen Pumpen- und Düseneinheit dürfte sich CR und PD preislich auf ähnlichem Niveau liegen.

Hallo,

@Bertil
ich denke zum damaligen Zeitpunkt war die Entscheidung für die VP44 nicht falsch, aber aus heutiger Sicht hat Audi nicht umsonst beim neuen 3.0 V6 jetzt auf CR und Steuerkette umgestellt. Der Knackpunkt ist die Möglichkeit mit CR (III.Generation) im Gegensatz zu PD den idealen Einspritzverlauf besser darzustellen und das könnte gewichtiger sein, als 200bar mehr Einspritzdruck. Aber natürlich sind Kostengründe auch ein sehr wichtiger Faktor, besonders bei 6 Zylindern. Es wird spannend werden und 'mal sehen ob meine Prognose auch für die 4 Zylinder VW-TDI's eines Tages zutrifft.
@Thomas
hört sich gut an, das mit der Kombination von mech. Lader untenrum und Klappenlader im mittl. und oberen Bereich. Es gibt von TTS-Performance einen mech.angetriebenen Verdichter (einfache Konstruktion mit Keilrippenriemenantrieb). So ein Projekt würde bestimmt Spaß machen.

Grüße vom Sepp

Sepp hat folgendes geschrieben:

... Der Knackpunkt ist die Möglichkeit mit CR (III.Generation) im Gegensatz zu PD den idealen Einspritzverlauf besser darzustellen ...

Die Zeiten sind mit dem kommenden Piezo PD auch bald vorbei.

Zitat:

Aber natürlich sind Kostengründe auch ein sehr wichtiger Faktor, besonders bei 6 Zylindern.

Ein PD 6 Zylinder war mit EDC15 nicht möglich (Maximal 5Zylinder daher ist der V10 ein doppelter 5 Zylinder), aber mit der "neuen" Generation EDC16 soll auch der 6Zylinder möglich sein (wollen wir das beste hoffen). Daher auch die Entscheidung zum CR beim 3.0 V6 TDI.

Zitat:

Es wird spannend werden und 'mal sehen ob meine Prognose auch für die 4 Zylinder VW-TDI's eines Tages zutrifft.

Erst mal muss sich die Entwicklung des 16V PD Kopfes bezahlt machen und das dürfte einige Jahre dauern. Ausserdem will Siemens VDO mit Piezo PD Elementen das PD System nochmals revolutionieren.

Hi,
es wird auch an ATL mit elektrischem Hilfsantrieb gearbeitet.

Hi Sepp,

ich habe eben gerade bei DRV-berlin T3 bzw. T4 Lader mit Keramiklagerung gesehen welche angeblich schon bei niedrigsten Abgasmenge auf Drehzahl kommen und "relativ" früh ansprechen. Natürlich ist so ein T3 oder eib T4 zu groß, aber wenn mann die Technik auf unseren kleineren Turbolader überträgt, wer weiß, vielleicht kommt man dann auch ohne VTG oder mechanische Aufladung aus?

Noch ein Aggregat am Keilrippenriemen und die aufwendige Luftführung machen die Sache ja leider nicht einfacher. Aber es gibt ja vorerst noch genug zu tun und heute ist nicht aller Tage Abend

@ Christian

meinst Du damit, einen Elektomotor, welcher den ATL bei ungenügender Abgasmenge auf Drehzahl bringt/hält oder diese elektrische VTG-Verstellung?

@Bertil

Die Piezo PD-Elemente müsste es schon geben. Ich weiß nur nicht, in welchem Fahrzeug die verbaut werden. Wer ausser VAG nutzt denn noch die PD Technik?

Ich bin mir aber fast sicher, dass sich das System, mit dem höchsten Druck durchsetzten wird, wegen den Abgasgrenzwerten. Mal abgesehen von dem Partikelding ...

Grüße
Thomas

Hi,
das ist eine Art Elektromotor, der in die Laderwelle integriert ist. Ein elektrischer Verstellmotor einschließlich Rückmeldung ans Steuergerät, also ein echter Servoantrieb, würde einem natürlich die Fehlersuche erleichern wenn wieder mal die VTG klemmt.
Was hat den das Lagermaterial damit zu tun? Haftet da das Öl besser dran als an Metall und ermöglicht so höhere Drehzahlen? Glaub ich irgendwie nicht so richtig.

Hi Thomas,

Thomas hat folgendes geschrieben:

Die Piezo PD-Elemente müsste es schon geben. Ich weiß nur nicht, in welchem Fahrzeug die verbaut werden.

Noch nicht in einem Serienfahrzeug ... bisher nur Versuchsfahrzeuge. Soweit ich mich recht erinnere war für Ende 2004 der Großserien Anlauf geplant.

Zitat:

Wer ausser VAG nutzt denn noch die PD Technik?

Land Rover und das schon vor VW!! Weitere stehen in den Startlöchern.
Und bei den LKWs so ziemlich alle Namhaften Herseller beginngnd mit DC ...

Zitat:

Ich bin mir aber fast sicher, dass sich das System, mit dem höchsten Druck durchsetzten wird, wegen den Abgasgrenzwerten. Mal abgesehen von dem Partikelding ...

Der DPF macht das CR System wieder Konkurenzfähig bei der Abgasdiskussion (gegenüber dem PD). Die Unzulänglichkeiten die sich das CR System beim Ruß liefert, kann der DPF wieder glattbüglen. Ob die Sache allerdings günstiger wird wage ich zu bezweifeln. Für den Hersteller möglicherweise schon, doch für den Kunden nicht. Der DPF bedeutet sicher einen Mehrverbrauch oder/und eine Minderleistung.
Ich hoffe auch das sich das bessere System (abgasmäßig) durchsetzten wird und nicht das billigste. Aber so ist das heute am Markt leider. Geiz ist geil ... auch zu Lasten der Umwelt .... egal .... .
In den 80er Jahren hat sich auch nicht das damals beste Videosystem (V2000) sondern das billigste (VHS) durchgesetzt.

Hallo,

@Thomas
ich denke dies wird eine Hauptrichtung in der Weiterentwicklung der kleinen ATL's geben. Die Lagerung birgt hier noch echtes Potenzial, besonders instationär. Im ersten Moment denkt man ja immer an die Radiallager, aber die eigentliche Schwachstelle ist das Axiallager. Wenn man hier die Verlustleistung senken kann, z.B. mit Keramiklagern und gleichzeitig das Verschleißverhalten im Griff behält, könnte auch ein Klappen-ATL wieder vorn dabei sein.
Der zweite Faktor ist die rotierende Masse des Läufers, da die Turbinenräder aus einer 'schweren' Nickellegierung sind, bringt allein ein leichterer Werkstoff schon Riesenvorteile (Mitsubishi hat's allen gezeigt). Hier hat die VTG grundsätzlich einen Nachteil - durch die 'große' Geometrie des Turbinenrades - gegenüber dem Klappenlader.
@Bertil
ich arbeite oft mit den VW PD-Motoren und schätze auch dieses Einspritzsystem, es hat klare Vorteile gegnüber dem CR. Aber wenn ich sehe wie das CR jetzt vorangetrieben wird und bis auf VW jeder mitzieht, bin ich einfach gespannt, wie lange VW PD noch die Stange hält.

Grüße vom Sepp

Hallo zusammen!
Als kleine Ergänzung zur Verwendung der Einspritzsysteme im NFZ-Bereich, da die Frage etwas weiter oben aufgekommen ist.
'Echte' PD-Systeme verwenden nach meinem letzten Infostand nur Volvo und Scania, und Scania auch nur bei den 6-Zylindern bis 12 liter Hubraum, die grossen V8er laufen mit PLD.
MB verbaut auch PLD-Systeme im Actros, ist allerdings, da eben nur V-Motoren verwendet werden kein Wunder.
MAN hat sich im letzten Motorenaufguss im TGA auf CR eingelassen. Ob die jetzt endlich zu der Leistung gekommen sind, die auf der Türe steht, weiss ich allerdings nicht.
DAF verwendet ebenso PLD, wobei bei deren Motoren am schönsten zu erkennen ist, dass sie im Prinzip nur die Reihenpumpe mit einem PLD-Pumpenpaket getauscht haben.

Wie ist das eigentlich, als diese ganzen neuen Einspritzsysteme Anfang/Mitte der 90er aufgekommen sind, hatte man dem PLD gegenüber PD durch die wenn auch kurze Einspritzleitung gewisse Nachteile eingeräumt. Diese sollten dadurch entstehen, dass man nicht mit ganz so hohem Druck fahren konnte, da sich die Leitung als Schwachstelle erwiesen hat bzw. sich minimal geweitet hat bei den teilweise extremen Druckspitzen und somit ein gewisser Teil Druck verloren ging. Ist dem eigentlich noch so?

Gruß,

Dominique

MAN hat sich im letzten Motorenaufguss im TGA auf CR eingelassen. Ob die jetzt endlich zu der Leistung gekommen sind, die auf der Türe steht, weiss ich allerdings nicht.

sind sie, sonst hätte unser fahrer längst gemeckert.
60to sonderzulassung für nen sattelauflieger (bauschuttrecyclinganlage)

die dinger hören sich nur ultrabeschissen beim anlassen an

CU Gremlin

Hallo,

bei den Nutzfahrzeugmotoren ist auch IVECO ein aktuelles Beispiel für den äußerst erfolgreichen Einsatz des 'echten' PD-Systems z.B. im CURSOR8, ein 8l 6Zylinder Reihenmotor mit 350PS, er hat übrigens die erste VTG in Serie bei den reinen Nutzfahrzeug-Motoren.

Grüße

D. Kurz hat folgendes geschrieben:

Wie ist das eigentlich, als diese ganzen neuen Einspritzsysteme Anfang/Mitte der 90er aufgekommen sind, hatte man dem PLD gegenüber PD durch die wenn auch kurze Einspritzleitung gewisse Nachteile eingeräumt. Diese sollten dadurch entstehen, dass man nicht mit ganz so hohem Druck fahren konnte, da sich die Leitung als Schwachstelle erwiesen hat bzw. sich minimal geweitet hat bei den teilweise extremen Druckspitzen und somit ein gewisser Teil Druck verloren ging. Ist dem eigentlich noch so?

Hi,

einen gewissen Druckverlust wirst du durch eine Leitung immer haben. Daher ist ja PD aus dem PLD erwachsen um Platz und eben die lästige Leitung zu sparen. Die Leitung ist und bleibt ein "Problem". Doch heutige Techniken haben das gut im Griff. Die PD/PLD Systeme in den NFZs laufen wie Uhrwerke. Vorallem bekommt man mit relativ kleinen Motoren recht viel Drehmoment.
Das Funktionsprinzip von PD und PLD ist nahezu gleich. Da es bei den NFZs nicht so auf den Platz ankommt wie bei unseren "Spielzeugmotoren" sondern eher auf die Kraftstoffmenge, wird da überwiegend PLD verwendet.
Bosch nennt PD und PLD in einem Atemzug (UIP=Unit Injector Pump... egal ob Leitung oder nicht).