Erklärung des Einflußes von Pöl auf die Wirkungsweise einer ESP

 

"Warum hat mein Diesel mit Pöl keine Leistung mehr ?"
oder
"Mit Pöl kann ich nicht mehr Höchstgeschwindigkleit fahren !"
oder
"Warum nagelt mein VW ohne Umrüstung auch im warmen Zustand mit xx% Pöl ?"
oder
Warum führen dünne Leitungen zu Mehrverbrauch ?
oder
Warum rußt mein Diesel jetzt nicht mehr ?



Diese Aussagen hört man oft. Um die etwas andere Wirkungsweise von Pöl in der ESP zu verstehen, muß man etwas die Funktionsweise der Einspritzpumpe selbst verstehen. Ich will hier einige Wirkungsweisen und Phänomenen bei Pölbetrieb darstellen, wie ich sie verstanden habe.
 
Achtung ! 
Folgende Ausführungen gelten nur für mechanische Bosch Verteilereinspritzpumpen, teilweise auch für die elektronisch geregelten Einspritzpumpen von Bosch.

 


 

Grundlegene Funktion einer mechanischen Bosch Verteilereinspritzpumpe

Die ESPs saugen über die Flügelzellenpumpe im Niederdruckteil weit mehr Sprit an, als sie benötigen. Die Fördermenge der Flügelzellenpumpe ist direkt an die Motordrehzahl gekoppelt. Bei 5000 U/min werden bis zu 60l/h angesaugt, es werden aber nur 7-8l Kraftstoff verbraucht. Der Überschuß entweicht über die Überströmdrossel (durch eine kleine Bohrung in der Auslauf-Hohlschraube, meist 0,55mm) in den Rücklauf. Ein weiterer Teil wird in der Pumpe über das Druckregelventil im Niederdruckteil herausgelassen und wieder auf die Saugseite der Flügelzellenpumpe gedrückt, also im Kreis gepumpt. Somit entsteht in der Pumpe ein drehzahlabhängiger Überdruck, er steigt in etwa linear mit der Drehzahl auf ca. 8 bar bei Höchstdrehzahl. Diese 8 bar befinden sich immer noch im Niederdruckteil der Pumpe.

Da nur eine bestimmte Zeit für die Verbrennung zu Verfügung steht, muß der Einspritzzeitpunkt über den Verlauf der Drehzahl nach früh verstellt werden. Diese Frühverstellung wird in der ESP über den sogenannten Spritzversteller gemacht.

Der Differenzdruck von vor und nach der Flügelzellenpumpe steuert nun den Spritzversteller. Je höher die Drehzahl, desto früher muß der Förderbeginn gelegt werden.
 
 

1. Phänomen: Leistungsverlust durch zu dünne Leitungen

Der Reibungswiderstand einer Leitung ist proportional zu seiner Länge. Kaltes Pöl ist viel dickflüssiger als Diesel. Das ist ja nix neues. Nun entsteht eine starke Reibung, wenn diese dickflüssige Pöl sich durch (zu) dünne Kraftstoffleitungen quetschen muß. Bei gleicher Energie nimmt der Saugdruck direkt vor der ESP stark zu. Eben, weil das Pöl nicht schnell genug nachfließen kann.
Die Tankleitungen von VWs haben nur einen Innendurchmesser (ID) von 4,8 mm, manche andere Autos schon 6, ganz wenige 8 mm. Sinnvoll ist die Verwendung von 10mm ID, auf der sicheren Seite (bei Verwendung von Altpöl im Winter) ist man mit 12mm.

Wird jetzt der Unterdruck vor der Pumpe zu hoch (= höher als ca. 0,4 bar), baut sich der Pumpeninnendruck nicht der Drehzahl entsprechend auf. Das beeinflußt die Arbeitsweise des Spritzverstellers, und zwar wird der Spritzbeginn nicht wie der Drehzahl entsprechend nach früh verlegt, sondern bleibt fast auf seinem alten Wert stehen.
Im unteren Drehzahlbereich fällt das nicht auf, weil der Spritzversteller kaum den Einspritzzeitpunkt verändert. Aber bei höheren Drehzahlen wird dann die Spritzverstellung nicht genug aktiviert. Dann wird der Brennstoff zu spät eingespritzt, Die Leistung sinkt.
"Der Kolben ist eigentlich schon wieder auf dem Weg nach unten, bevor der Explosionsdruck kommt". Das kompensiert man dann durch mehr Gas geben, der Verbrauch steigt. Trotzdem wird die Nenn-Leistung meistens nicht erreicht.
Das ist dann das typische "Mit Pöl fährt mein Auto nicht mehr so schnell wie vorher..."

Bei mir war es zum Beispiel so, daß mit den serienmäßigen Leitungen mit 85% Pöl nicht mehr als 120 Km/h zu fahren waren. Man fuhr gegen eine "Gummiwand".
Wenn der Unterdruck weiter ansteigt (z. Bsp. durch einen verstopften Dieselfilter) und nur noch wenig Kraftstoff gefördert wird, wird u.U Luft angesaugt. Dann wird der Hochdruckteil nicht mehr richtig befüllt, und der Motor verliert massiv Leistung und fängt an zu stottern. Dann erst merken die meisten Leute, das was nicht stimmt.

(Seit kurzem gibt es eine einfache Methode, den Sauddruck zu messen, die Eckes Soganzeige.)

Das gilt erstmal für mechanisch und elektronisch geregelte Verteilereinspritzpumpen von Bosch.
Bei elektronisch geregelten Pumpen wird alles elektronisch geregelt, auch der Förderbeginn. Daher wird bei diesen dann automatisch der Förderbeginn passend zur Belastung und zur Drehzahl bestimmt. Es kann aber bei schwerwiegenden Mißververhältnissen zu einem Eintrag in den Fehlerspeicher kommen " Mengenstellwerkdefekt" oä.

Bei Mercedes mit den Reiheneinspritzpumpen wird eine Vorförderpumpe eingesetzt. Diese Vorförderpumpe erzeugt dann einen gewissen Vordruck vor der ESP. Weitere Betrachtungen möchte ich hier nicht anstellen, da ich die Reihenpumpe nicht genügend kenne.
 
 

2. Phänomen: Mehr oder weniger Leistung mit Pöl ?

Der Hochdruckteil der ESP ist so ausgelegt, daß immer eine gewisse Menge Kraftstoff vorbei zwischen Hochdruckkolben und Zylinder vorbeifließt (durch den sog. Schmierspalt). Das kühlt den Kolben und Zylinder, gleichzeitig wird natürlich die effektive Einspritzmenge im Hochdruckteil um diese Leckmenge verringert. Die ESP ist natürlich auf Diesel eingestellt und die Fördermenge entsprechend dieser Leckmenge justiert.
Soooo....
Kaltes Pöl ist natürlich viiiiiiieeeeel dickflüssiger als Diesel. Wenn jetzt kaltes Pöl in den Hochdruckteil der ESP kommt, dichtet es den Schmierspalt sehr viel besser ab. Die effektive Einspritzmenge wird dadurch erhöht und auch eingespritzt. Der Motor hat mehr Leistung. "Der Motor geht ab wie Zäpfchen...". Manchmal resultiert auch eine etwas höhere Endgeschwindigkeit daraus.
Bei nicht umgerüsteten Fahrzeugen tritt der Effekt meist nur im mittleren Drehzahlbereich auf. Bei hohen Drehzahlen tritt das Problem der dünnen Leitungen auf. (s.o.)
Man erkennt das Phänomen auch daran, daß in der Warmlaufphase bei Autos mit WTs die Leerlaufdrehzahl etwa um 100-200 U/min höher ist als normal. Wenn dann das Pöl warm wird (= dünnflüssig), ist die Drehzahl wieder im Sollbereich.
 
 

Und das 3. Phänomen: Nageln bei warmen Motor

Bei nicht umgerüsteten Auto (eben ohne WT) tritt folgender Effekt auf:
"Der warme Motor nagelt."
Das kann so erklärt werden:
Wenn das Pöl kalt ist, dichtet es nicht nur den Hochdruckteil besser ab, sondern auch die 0,55mm Verschlußbohrung (Drosselbohrung) an dem ESP-Ausgang. Weil das Pöl dann nicht schnell genug aus der ESP heraus kann, steigt der Innendruck höher an, als es eigentlich der Drehzahl entsprechend sein sollte.
Durch den höheren Innendruck wiederum verlegt der Spritzversteller den Einspritzbeginn weiter nach früher, als es eigentlich sein müßte. Das hat im Leerlauf zur Folge, daß der Motor, obwohl er warm ist, immer noch nagelt. Im höheren Drehzahlbereich dagegen geht das Nageln geräuschmäßig unter und die Frühverlegung des Einspritzbeginnes hat eine leicht Leistungsteigerung zur Folge.
 

4. Phänomen: Sauerstoff im Pöl ?

Manche sprechen vom Benzin im Blut. Hier muß man von Suaerstoff im Pöl sprechen, welcher die Leistungsfähigkeit steigert.
Es war lange Zeit so, daß wir uns folgendes Phänomen nicht erklären konnten:
Mit Pöl konnte man die Fördermenge erhöhen, ohne daß die Verbrennung rußte.
Fuhr man wieder mit Diesel, dann rußte der Motor stark.
Warum ?
Es wurde lange Zeit mit dem Gerücht herumhantiert, daß Pöl 11% Sauerstoff gebunden hat und dieser deshalb Pöl so leistungsfähig ist. Aber es war alles nicht so richtig schlüssig.

Endlich hatte hasteloy ein Erbarmen mit uns und erklärte den Nichtchemikern die Sache mit dem Sauerstoff im Pöl (Ich fasse mal etwas zusammen) :
 

Der Sauerstoff im Pöl ist in Estergruppen gebunden. Dieser kann so nicht verbrennen, weil er ist ja schon teilweise "verbrannt". Der Sauerstoff aus der Esterbindung des Pöls kann niemals die Brenntemperatur durch "weiterverbrennen" steigern. Einzig sinkt der Sauerstoffbedarf des sozusagen schon teilweise vorverbrannten Moleküls Pöl (11% Sauerstoff) gegenüber dem Diesel ohne jeden Sauerstoffanteil um eben diese 11%.
(Quelle)


Daher kann man die Fordermenge um 11% anheben, OHNE, daß die Verbrennung rußt (= unter Sauerstoffmangel leidet)

Daher rühren auch die guten AU-Werte mit Pöl, weil bei gleicher (serienmäßiger) EInstellung eben fast gar kein meßbarer Ruß entsteht.
 
 
 
 

Fazit

Manche Effekte verschlechtern den Betrieb des Motors mit Pöl, manche lassen ihn subjektiv besser laufen. Auch hier gilt, noch längst ist nicht alles erforscht. Denn

"Jedes Auto ist anders"    :-)

Viele Dinge habe ich selbst beobachtet, manche habe ich mir angelesen. Falls der geneigte Leser einen Fehler oder Mißverständnis entdeckt, bitte ich ihn, mir zu mailen. Trotzdem übernehme ich keinerlei Haftung für meine Erklärungen.
 
 

Quelle: Posting von Jo S zum Spritzversteller
 
 
 
 

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Letztes Update 31.03.2002  ( http://www.salatoel-kombi.tk )