Technische Informationen
Die piezomechanischen Einspritzeinheiten sind im Zylinderkopf untergebracht, und werden über einen runden Mehrfachstecker an der Rückseite des Zylinderkopfs mit den einzelnen Einspritzdüsen verdrahtet. Diese Einspritzventile unterscheiden sich von Common-Rail-Einspritzdüsen dadurch, dass der hohe Kraftstoffdruck durch einen zusätzlichen, von der Nockenwelle verlaufenden und direkt auf die Einspritzventile zur Verdichtung des Kraftstoffs wirkenden Kipphebel erzeugt wird, sodass sich eine Hochdruckpumpe erübrigt. Piezobetätigte Einspritzventile decken einen breiten Druckbereich von 130 bis 2.200 bar ab.
Die Volkswagen Audi Gruppe bezeichnet dies als Pumpe-Düse-System (PD).
Diese Systeme können bis zu fünf Einspritzphasen haben:
- Voreinspritzungsphasen (0 bis 2): Die Verbrennung wird sanft gestartet, um das „Dieselklopfen“ zu bekämpfen.
- Haupteinspritzphase (1): Zur Lieferung von Leistung und Drehzahl.
- Sekundäre Einspritzung (0 bis 2): Zum Erhöhen der Verbrennungstemperatur während der Dieselpartikelregeneration.
Ein wesentlicher Vorteil der Piezo-Einspritzventile gegenüber elektromagnetischen Ventilen ist ihre Reaktionszeit: Sie sind bis zu vier Mal schneller.
Piezo-Einspritzventile enthalten einen Piezostack von ca. 300 hauchdünnen Keramikplättchen. Beim Anwenden der Schaltspannung expandieren diese Plättchen und betätigen das Einspritznadelventil, das wiederum die Düsennadel öffnet und Kraftstoff in den Zylinder spritzt.
Abbildung 3 zeigt ein Piezo-Element in seinen zwei verschiedenen Stadien. Die erste Illustration zeigt den Piezo-Stack ohne Versorgungsspannung, während die zweite zeigt, wie sich der Stack nach dem Einschalten der Spannung nach oben reckt.
1. Hinweis: Nachdem der Stack die entsprechende Position zum Öffnen des Einspritzventils erreicht hat, braucht es nicht laufend mit Spannung versorgt zu werden. Es bleibt geöffnet, bis der Schließbefehl erfolgt. Die Befehle zum Öffnen und Schließen des Ventils sind durch positive und negative Spannungsspitzen in der Beispielkurve ersichtlich. Aus diesem Grund dürfen Sie den Mehrfachstecker des Einspritzventils niemals bei laufendem Motor trennen. Wenn das Einspritzventil nämlich im geöffneten Zustand bleibt, könnte es den Motor mit Dieselkraftstoff hydraulisch sperren. Falls das Steuergerät eine Störung bei den Einspritzventilen oder ihrem Antriebskreis entdeckt, stirbt der Motor ab.
2. Hinweis: Diese Einspritzeinheit stammt aus einem 2.0 Liter PD VAG-Motor mit Piezo-Einspritzventilen. Andere Motorgrößen sind mit den unter einem anderen Thema beschriebenen elektromechanischen Einspritzeinheiten ausgestattet.
