Wissenswertes zur Pumpedüse-Technik im Dieselmotor
Es ist immer wieder zu lesen und zu hören, daß Pumpedüse-Motoren nicht mehr so Laufzeit-stabil seien wie ältere Diesel mit VEP und daher früher den Geist aufgeben. Das mag sich in einigen Fällen so darstellen, es stimmt aber nicht grundsätzlich. Wie lange ein Pumpedüse-Motor lebt, hängt in hohem Maße vom Fahrer bzw. von dessen Fahrstil ab.
Mein 1,4 Liter Pumpedüse-Dreizylinder mit 80 PS hat es inzwischen auf 311.000 km Laufleistung gebracht und schnurrt immer noch wie ein Kätzchen. Eher aus Vorsicht als aus tatsächlicher Notwendigkeit, habe ich nun die Pumpedüse-Einheiten erneuern lassen. Ich konnte sogar beim Austausch in der Werkstatt assistieren. So hatte ich Gelegenheit, in den Eingeweiden des nicht mehr ganz frischen Motors zu lesen. Ich war angenehm überrascht. Nicht nur die alten Pumpedüse-Einheiten waren vom Gesamtbild her unauffällig. Die Dichtungen der alten PDEs, die häufiger undicht werden und dann Diesel ins Motoröl übertreten lassen, waren immer noch in gutem Zustand. Auch der Nockenwellen-Antrieb gab keinen Anlaß zur Sorge. Irgendwelche Verschleißspuren an den Nocken waren nicht erkennbar. Darüber hinaus machte auch der Original-Kabelbaum zur Ansteuerung der Pumpedüse-Einheiten einen sehr guten Eindruck. Die Kabel waren immer noch elastisch und die Steckverbindungen erstaunlich gut in Schuß. Hätte ich nach über 300.000 km nicht für möglich gehalten.
Trotzdem (oder gerade deswegen) hat sich der Austausch gelohnt. Die Maschine zieht nun elastischer durch und beschleunigt mit mehr Biß. Macht Spaß. Für mich ist die Investition in einen Satz neue PDEs also kein rausgeschmissenes Geld gewesen. Ich werde das Auto noch ein paar Jahre fahren.
Um das Für und Wider eines Austausches soll es hier nicht gehen. Viel interessanter ist die Erkenntnis, daß auch einem Pumpedüse-Motor bei pfleglicher Behandlung ein langes Leben beschieden sein kann. Die alten PDEs wären fraglos noch für weitere 100.000 bis 200.000 km gut gewesen. Ich habe mich da eher von meinem technischen Perfektionismus leiten lassen und bin bereit, den Preis dafür zu bezahlen. Im übrigen fahre ich lieber ein Auto, daß ich rundum kenne und verstehe, anstatt viel Geld für ein jüngeres Fahrzeug hinzulegen, bei dem der tatsächliche technische Zustand erst einmal eine Blackbox ist. Beim ollen Fabia 1 weiß ich genau, womit ich es zu tun habe. Und das entspannt mich.
Damit ein Pumpedüse-Motor lange störungsfrei läuft, kann es nicht schaden, ein paar Grundregeln zu beachten:
Die Pumpedüse-Einheiten werden über spezielle Einspritznocken direkt von der Nockenwelle angesteuert. Der Einspritzdruck beginnt bei etwa 800 bar im Leerlauf und endet bei über 2000 bar bei Volllast. Über 2000 bar ist ein Haufen Holz und verlangt dem Nockenwellentrieb einiges ab. Wer ohne Gnade ständig auf die Tube drückt, darf sich nicht wundern, wenn die Nockenwelle nach vergleichsweise kurzer Laufzeit heruntergeritten ist. Die mechanischen Belastungsspitzen setzen sich dann bis in den Pumpedüse-Schaft fort, was vor allem die Schaft-Dichtungen sehr schnell undicht werden läßt. Hitze und hoher mechanischer Druck wirken dann mit tödlicher Konsequenz zusammen und lassen die Dichtungen im Zeitraffer altern.
Es geht nicht nur um die hohen mechanischen Belastungen. Hohe Spitzendrücke pressen den Kraftstoff extrem zusammen, wodurch sehr viel Kompressions-Wärme in der Pumpedüse-Einheit frei wird. Es kommt hinzu, daß die PDEs im Zylinderkopf (also in der Feuerlinie des Motors) sitzen. Bei Volllast kommen hoher Druck und hohe Temperatur auf engstem Raum zusammen -- und das wird zum Problem, wenn den PDEs zwischendurch keine Zeit zum Runterkühlen gewährt wird.
Auch der Zahnriemen ist beim Pumpedüse-System höher beansprucht als bei jedem anderen Diesel-Einspritzsystem. Während beim Common-Rail-System von einer Hochdruck-Kreiselpumpe ein konstanter Rail-Druck aufgebaut wird -- was für eine besonders glatte und gleichmäßige Belastung des Zahnriemens sorgt -- führt der ständige Druckaufbau (just-in-time) in der Pumpedüse-Einheit zu einer eher ruppigen Lastverteilung am Zahnriemen. Bei höheren Drehzahlen rücken die Lastspitzen zwar dichter zusammen, dafür steigt die Gesamtlast mit höherer Leistungsabgabe und Drehzahl immer weiter an, weil die Einspritzdrücke steigen. Deswegen ist der Zahnriemen beim Pumpedüse-Motor auch breiter und etwas dicker als z.B. beim Diesel mit Verteiler-Einspritzpumpe. Der Pumpedüse-Zahnriemen kann und muß einiges wegstecken können.
Je mehr auf´s Gas getreten wird, um so mehr Kraftstoff muß vom Pumpenstempel verdichtet und durch die Düsen gejagt werden. Eine hohe Kraftstoffmenge erzwingt automatisch einen hohen Einspritzdruck -- und damit eine hohe mechanische und thermische Belastung. Achten Sie auf die Momentan-Verbrauchs-Anzeige. Höherer Verbrauch bedeutet immer auch höherer Einspritzdruck und damit höhere Belastung der PDE und deren Antrieb.
Kleine Faustregel:
Unterhalb von 7 Litern bewegt man sich im grünen Bereich,
zwischen 7 und 10 Litern im gelben Bereich
und oberhalb von 10 Litern im roten Bereich.
Schiebebetrieb bergab mit hoher Drehzahl (z.B. im zweiten oder dritten Gang) ist dagegen kein Problem, weil dabei kein Einspritzdruck aufgebaut wird (Schubabschaltung) -- eine Entspannungsübung für PDE und Nockenwellentrieb. Auch der Zahnriemen wird entlastet, weil nur die Nockenwelle durchgedreht werden muß, während die Pumpedüse-Einheiten im Schiebebetrieb quasi im Leerlauf unterwegs sind. Im Schiebebetrieb kühlt zudem das Motoröl den Motor maximal herunter und alle etwaigen Verbrennungs-Rückstände werden aus den Brennräumen geblasen, denn der Motor arbeitet nun als reine Luftpumpe.
Beim Pumpedüse-Motor besteht die Kunst darin, den Motor nur dann voll zu belasten, wenn man die Leistung wirklich mal braucht und die Maschine wieder zu entlasten, wenn man die volle Leistung nicht mehr braucht. Für einen Dieselfahrer sollte ohnehin die Wirtschaftlichkeit im Vordergrund stehen. Hier gilt:
In der Ruhe liegt die Kraft.
Der Pumpedüse-Motor verkörpert dieses Prinzip in besonderer Weise.
Wenn Dieselmotoren inzwischen nachgesagt wird, daß sie nicht mehr so robust und langlebig seien wie früher, dann liegt das zu wenigstens 50% an den Nutzern. Der Dieselmotor wurde von Anfang an als sparsamer Dauerläufer konzipiert. Das ist die Diesel-Kern-Kompetenz. Ein moderner Diesel läßt sich ohne Frage schnell bewegen. Nur ist er dann weder sparsam noch wirtschaftlich -- und wird viel früher als erwartet Verschleiß-Erscheinungen zeigen. Den Dieselmotor fortwährend an seine Leistungsgrenze zu katapultieren, führt die grundlegenden Diesel-Tugenden ad absurdum. Die große Stärke des Diesel ist, daß er bereits bei niedrigen Drehzahlen ein hohes Drehmoment zur Verfügung stellt. Wer als Fahrer das Diesel-Prinzip verwirklicht, der bewegt sich instinktiv in einem Drehzahlband zwischen 1000 und 3000 Touren. Wer hohe Drehzahlen braucht, weil er sich heute noch nicht gespürt hat, der sollte einen Benziner fahren.
Es gibt noch eines, das man beachten sollte:
Andere Diesel-Systeme reagieren zum Teil recht empfindlich auf einen beinahe zugesetzten Diesel-Filter. Man merkt es dann an einer deutlich nachlassenden Durchzugskraft. Beim Pumpedüse-Motor ist das nicht so. Der zieht unerbittlich weiter durch. Allenfalls zeigt sich im Rückspiegel bei Volllast eine dezente Rußfahne. Erst wenn gar nichts mehr geht, kommt der Einbruch. Dann läuft der Motor plötzlich unrund, so als ob eine Pumpedüse-Einheit ausgefallen wäre -- und tippt erst einmal auf einen Wackelkontakt im Steuerkabel. Wenn solche Störungen auftreten, dann sollte man zuallererst an den Dieselfilter denken und diesen austauschen. Das wirkt zuweilen Wunder.
Ende Teil 1.
Es ist immer wieder zu lesen und zu hören, daß Pumpedüse-Motoren nicht mehr so Laufzeit-stabil seien wie ältere Diesel mit VEP und daher früher den Geist aufgeben. Das mag sich in einigen Fällen so darstellen, es stimmt aber nicht grundsätzlich. Wie lange ein Pumpedüse-Motor lebt, hängt in hohem Maße vom Fahrer bzw. von dessen Fahrstil ab.
Mein 1,4 Liter Pumpedüse-Dreizylinder mit 80 PS hat es inzwischen auf 311.000 km Laufleistung gebracht und schnurrt immer noch wie ein Kätzchen. Eher aus Vorsicht als aus tatsächlicher Notwendigkeit, habe ich nun die Pumpedüse-Einheiten erneuern lassen. Ich konnte sogar beim Austausch in der Werkstatt assistieren. So hatte ich Gelegenheit, in den Eingeweiden des nicht mehr ganz frischen Motors zu lesen. Ich war angenehm überrascht. Nicht nur die alten Pumpedüse-Einheiten waren vom Gesamtbild her unauffällig. Die Dichtungen der alten PDEs, die häufiger undicht werden und dann Diesel ins Motoröl übertreten lassen, waren immer noch in gutem Zustand. Auch der Nockenwellen-Antrieb gab keinen Anlaß zur Sorge. Irgendwelche Verschleißspuren an den Nocken waren nicht erkennbar. Darüber hinaus machte auch der Original-Kabelbaum zur Ansteuerung der Pumpedüse-Einheiten einen sehr guten Eindruck. Die Kabel waren immer noch elastisch und die Steckverbindungen erstaunlich gut in Schuß. Hätte ich nach über 300.000 km nicht für möglich gehalten.
Trotzdem (oder gerade deswegen) hat sich der Austausch gelohnt. Die Maschine zieht nun elastischer durch und beschleunigt mit mehr Biß. Macht Spaß. Für mich ist die Investition in einen Satz neue PDEs also kein rausgeschmissenes Geld gewesen. Ich werde das Auto noch ein paar Jahre fahren.
Um das Für und Wider eines Austausches soll es hier nicht gehen. Viel interessanter ist die Erkenntnis, daß auch einem Pumpedüse-Motor bei pfleglicher Behandlung ein langes Leben beschieden sein kann. Die alten PDEs wären fraglos noch für weitere 100.000 bis 200.000 km gut gewesen. Ich habe mich da eher von meinem technischen Perfektionismus leiten lassen und bin bereit, den Preis dafür zu bezahlen. Im übrigen fahre ich lieber ein Auto, daß ich rundum kenne und verstehe, anstatt viel Geld für ein jüngeres Fahrzeug hinzulegen, bei dem der tatsächliche technische Zustand erst einmal eine Blackbox ist. Beim ollen Fabia 1 weiß ich genau, womit ich es zu tun habe. Und das entspannt mich.
Damit ein Pumpedüse-Motor lange störungsfrei läuft, kann es nicht schaden, ein paar Grundregeln zu beachten:
Die Pumpedüse-Einheiten werden über spezielle Einspritznocken direkt von der Nockenwelle angesteuert. Der Einspritzdruck beginnt bei etwa 800 bar im Leerlauf und endet bei über 2000 bar bei Volllast. Über 2000 bar ist ein Haufen Holz und verlangt dem Nockenwellentrieb einiges ab. Wer ohne Gnade ständig auf die Tube drückt, darf sich nicht wundern, wenn die Nockenwelle nach vergleichsweise kurzer Laufzeit heruntergeritten ist. Die mechanischen Belastungsspitzen setzen sich dann bis in den Pumpedüse-Schaft fort, was vor allem die Schaft-Dichtungen sehr schnell undicht werden läßt. Hitze und hoher mechanischer Druck wirken dann mit tödlicher Konsequenz zusammen und lassen die Dichtungen im Zeitraffer altern.
Es geht nicht nur um die hohen mechanischen Belastungen. Hohe Spitzendrücke pressen den Kraftstoff extrem zusammen, wodurch sehr viel Kompressions-Wärme in der Pumpedüse-Einheit frei wird. Es kommt hinzu, daß die PDEs im Zylinderkopf (also in der Feuerlinie des Motors) sitzen. Bei Volllast kommen hoher Druck und hohe Temperatur auf engstem Raum zusammen -- und das wird zum Problem, wenn den PDEs zwischendurch keine Zeit zum Runterkühlen gewährt wird.
Auch der Zahnriemen ist beim Pumpedüse-System höher beansprucht als bei jedem anderen Diesel-Einspritzsystem. Während beim Common-Rail-System von einer Hochdruck-Kreiselpumpe ein konstanter Rail-Druck aufgebaut wird -- was für eine besonders glatte und gleichmäßige Belastung des Zahnriemens sorgt -- führt der ständige Druckaufbau (just-in-time) in der Pumpedüse-Einheit zu einer eher ruppigen Lastverteilung am Zahnriemen. Bei höheren Drehzahlen rücken die Lastspitzen zwar dichter zusammen, dafür steigt die Gesamtlast mit höherer Leistungsabgabe und Drehzahl immer weiter an, weil die Einspritzdrücke steigen. Deswegen ist der Zahnriemen beim Pumpedüse-Motor auch breiter und etwas dicker als z.B. beim Diesel mit Verteiler-Einspritzpumpe. Der Pumpedüse-Zahnriemen kann und muß einiges wegstecken können.
Je mehr auf´s Gas getreten wird, um so mehr Kraftstoff muß vom Pumpenstempel verdichtet und durch die Düsen gejagt werden. Eine hohe Kraftstoffmenge erzwingt automatisch einen hohen Einspritzdruck -- und damit eine hohe mechanische und thermische Belastung. Achten Sie auf die Momentan-Verbrauchs-Anzeige. Höherer Verbrauch bedeutet immer auch höherer Einspritzdruck und damit höhere Belastung der PDE und deren Antrieb.
Kleine Faustregel:
Unterhalb von 7 Litern bewegt man sich im grünen Bereich,
zwischen 7 und 10 Litern im gelben Bereich
und oberhalb von 10 Litern im roten Bereich.
Schiebebetrieb bergab mit hoher Drehzahl (z.B. im zweiten oder dritten Gang) ist dagegen kein Problem, weil dabei kein Einspritzdruck aufgebaut wird (Schubabschaltung) -- eine Entspannungsübung für PDE und Nockenwellentrieb. Auch der Zahnriemen wird entlastet, weil nur die Nockenwelle durchgedreht werden muß, während die Pumpedüse-Einheiten im Schiebebetrieb quasi im Leerlauf unterwegs sind. Im Schiebebetrieb kühlt zudem das Motoröl den Motor maximal herunter und alle etwaigen Verbrennungs-Rückstände werden aus den Brennräumen geblasen, denn der Motor arbeitet nun als reine Luftpumpe.
Beim Pumpedüse-Motor besteht die Kunst darin, den Motor nur dann voll zu belasten, wenn man die Leistung wirklich mal braucht und die Maschine wieder zu entlasten, wenn man die volle Leistung nicht mehr braucht. Für einen Dieselfahrer sollte ohnehin die Wirtschaftlichkeit im Vordergrund stehen. Hier gilt:
In der Ruhe liegt die Kraft.
Der Pumpedüse-Motor verkörpert dieses Prinzip in besonderer Weise.
Wenn Dieselmotoren inzwischen nachgesagt wird, daß sie nicht mehr so robust und langlebig seien wie früher, dann liegt das zu wenigstens 50% an den Nutzern. Der Dieselmotor wurde von Anfang an als sparsamer Dauerläufer konzipiert. Das ist die Diesel-Kern-Kompetenz. Ein moderner Diesel läßt sich ohne Frage schnell bewegen. Nur ist er dann weder sparsam noch wirtschaftlich -- und wird viel früher als erwartet Verschleiß-Erscheinungen zeigen. Den Dieselmotor fortwährend an seine Leistungsgrenze zu katapultieren, führt die grundlegenden Diesel-Tugenden ad absurdum. Die große Stärke des Diesel ist, daß er bereits bei niedrigen Drehzahlen ein hohes Drehmoment zur Verfügung stellt. Wer als Fahrer das Diesel-Prinzip verwirklicht, der bewegt sich instinktiv in einem Drehzahlband zwischen 1000 und 3000 Touren. Wer hohe Drehzahlen braucht, weil er sich heute noch nicht gespürt hat, der sollte einen Benziner fahren.
Es gibt noch eines, das man beachten sollte:
Andere Diesel-Systeme reagieren zum Teil recht empfindlich auf einen beinahe zugesetzten Diesel-Filter. Man merkt es dann an einer deutlich nachlassenden Durchzugskraft. Beim Pumpedüse-Motor ist das nicht so. Der zieht unerbittlich weiter durch. Allenfalls zeigt sich im Rückspiegel bei Volllast eine dezente Rußfahne. Erst wenn gar nichts mehr geht, kommt der Einbruch. Dann läuft der Motor plötzlich unrund, so als ob eine Pumpedüse-Einheit ausgefallen wäre -- und tippt erst einmal auf einen Wackelkontakt im Steuerkabel. Wenn solche Störungen auftreten, dann sollte man zuallererst an den Dieselfilter denken und diesen austauschen. Das wirkt zuweilen Wunder.
Ende Teil 1.