PSA-Motor - Ford 1,6 HDi / TDCi 8V (DV6)

Im zweiten Halbjahr 2010 brachte die PSA/Ford-Gruppe einen deutlich überarbeiteten 1,6 HDi/TDCi-Motor auf den Markt. Im Vergleich zu seinem Vorgänger enthält es bis zu 50 % recycelte Teile. Die Einhaltung der Abgasnorm Euro 5 für diesen Motor ist selbstverständlich.

Schon bald nach seiner Markteinführung erfreute sich das Originalgerät aufgrund seiner Leistungsmerkmale großer Beliebtheit. Dies verschaffte dem Auto ausreichend Dynamik, minimalen Turboeffekt, sehr günstigen Kraftstoffverbrauch, hohes Handling und, ebenso wichtig, durch das günstige Gewicht auch weniger Einfluss des Motors auf die Fahreigenschaften des Autos. Auch der weit verbreitete Einsatz dieses Motors in verschiedenen Fahrzeugen zeugt von seiner großen Beliebtheit. Es findet sich beispielsweise in Ford Focus, Fiesta, C-Max, Peugeot 207, 307, 308, 407, Citroën C3, C4, C5, Mazda 3 und sogar Premium Volvo S40/V50. Trotz der genannten Vorteile hat der Motor seine "Fliegen", die durch die modernisierte Generation weitgehend eliminiert werden.

Das grundlegende Motordesign wurde zwei wesentlichen Änderungen unterzogen. Der erste ist der Übergang von einer DOHC-Verteilung mit 16 Ventilen zu einer „nur“-OHC-Verteilung mit 8 Ventilen. Mit weniger Ventillöchern hat dieser Kopf auch eine höhere Festigkeit bei weniger Gewicht. Der Wasserkanal im oberen Teil des Blocks ist durch kleine asymmetrisch angeordnete Übergänge mit dem Kühlkopf verbunden. Neben geringeren Herstellungskosten und höherer Festigkeit eignet sich diese reduzierte Bauweise auch zur Verwirbelung und anschließenden Verbrennung eines zündfähigen Gemisches. Die sogenannte symmetrische Füllung der Zylinder hat die ungewollte Verwirbelung des Brenngemisches um 10 Prozent reduziert, dadurch weniger Kontakt mit den Kammerwänden und somit fast 10 % weniger Wärmeverlust an den Zylinderwänden. Diese Drallreduzierung ist ein wenig paradox, da bis vor kurzem durch das Verschließen eines der Ansaugkanäle, der sogenannten Drallklappen, durch bessere Durchmischung und anschließende Verbrennung des Zündgemisches gezielt Drall erzeugt wurde. Heute ist die Situation jedoch anders, da die Einspritzdüsen Dieselkraftstoff mit höherem Druck und mehr Löchern liefern, sodass er nicht durch Verwirbeln der Luft schnell zerstäubt werden muss. Wie bereits erwähnt, führt eine erhöhte Luftverwirbelung neben einer Abkühlung der Druckluft an den Zylinderwänden auch zu höheren Pumpverlusten (aufgrund des kleineren Querschnitts) und einem langsameren Abbrand des Brenngemisches.

Die zweite große Konstruktionsänderung ist die Modifikation des inneren Grauguss-Zylinderblocks, der in einem Aluminiumblock untergebracht ist. Während die Unterseite noch fest im Aluminiumblock verankert ist, ist die Oberseite offen. Auf diese Weise überlappen sich die einzelnen Zylinder und bilden sogenannte Wet-Inserts (Open-Deck-Block). Somit ist die Kühlung dieses Teils direkt mit dem Kühlkanal im Zylinderkopf verbunden, was zu einer deutlich effizienteren Kühlung des Brennraums führt. Der ursprüngliche Motor hatte Gusseiseneinsätze komplett direkt in den Zylinderblock eingegossen (geschlossene Plattform).

Andere Motorteile wurden ebenfalls geändert. Der neue Kopf, Ansaugkrümmer, andere Einspritzwinkel und Kolbenform bewirkten einen anderen Zündgemischfluss und damit einen anderen Verbrennungsprozess. Auch die Injektoren wurden ausgetauscht, die eine zusätzliche Bohrung (jetzt 7) erhielten, sowie das Verdichtungsverhältnis, das von ursprünglich 18:1 auf 16,0:1 reduziert wurde. Durch die Reduzierung des Verdichtungsverhältnisses erreichte der Hersteller niedrigere Verbrennungstemperaturen, natürlich durch Abgasrückführung, die zu einer Reduzierung der Emissionen schwer abbaubarer Stickoxide führt. Die AGR-Steuerung wurde ebenfalls geändert, um die Emissionen zu reduzieren, und ist jetzt genauer. Das AGR-Ventil ist mit dem Wasserkühler verbunden. Die Menge der rezirkulierten Rauchgase und ihre Kühlung werden elektromagnetisch gesteuert. Seine Öffnung und Geschwindigkeit werden von der Steuereinheit reguliert. Auch der Kurbeltrieb wurde gewichts- und reibungsreduziert: Die Pleuel sind in Einzelteilen gegossen und geteilt. Der Kolben hat eine einfache untere Öldüse ohne Drallkanal. Die größere Bohrung am Kolbenboden sowie die Höhe des Brennraums tragen zu einem niedrigeren Verdichtungsverhältnis bei. Aus diesem Grund sind Aussparungen für Ventile ausgeschlossen. Die Kurbelgehäuseentlüftung erfolgt durch den oberen Teil des Halterdeckels des Steuertriebs. Der Aluminium-Zylinderblock ist entlang der Kurbelwellenachse geteilt. Auch der untere Rahmen des Kurbelgehäuses besteht aus Leichtmetall. Darauf ist eine Ölwanne aus Blech geschraubt. Die abnehmbare Wasserpumpe trägt auch zu einem geringeren mechanischen Widerstand und einer schnelleren Erwärmung des Motors nach dem Start bei. Somit arbeitet die Pumpe in zwei Modi, verbunden oder nicht verbunden, während sie von einer beweglichen Riemenscheibe angetrieben wird, die gemäß den Anweisungen der Steuereinheit gesteuert wird. Bei Bedarf wird diese Riemenscheibe verlängert, um eine reibschlüssige Übertragung mit einem Riemen zu schaffen. Diese Modifikationen betrafen beide Versionen (68 und 82 kW), die sich durch VGT-Turbolader (82 kW) – Overboost-Funktion und unterschiedliche Einspritzung voneinander unterscheiden. Aus Spaß hat Ford bei der abnehmbaren Wasserpumpe keinen Kleber verwendet und die Wasserpumpe direkt mit dem Keilriemen verbunden gelassen. Es sollte auch hinzugefügt werden, dass die Wasserpumpe ein Kunststofflaufrad hat.

Die schwächere Version verwendet ein Bosch-System mit Magnetinjektoren und einem Einspritzdruck von 1600 bar. Die leistungsstärkere Version umfasst Continental mit piezoelektrischen Injektoren, die mit 1700 bar Einspritzdruck arbeiten. Die Injektoren führen während der Fahrt in jedem Zyklus bis zu zwei Vor- und eine Haupteinspritzung durch, die anderen beiden während der Regeneration des FAP-Filters. Bei Injektionsgeräten ist es auch interessant, die Umwelt zu schonen. Neben den geringen Schadstoffwerten in den Abgasen verlangt die Abgasnorm Euro 5 vom Hersteller die Gewährleistung des geforderten Emissionswertes bis 160 Kilometer. Bei einem schwächeren Motor erfüllt sich diese Annahme auch ohne zusätzliche Elektronik, da der Verbrauch und Verschleiß des Einspritzsystems aufgrund der geringeren Leistung und des geringeren Einspritzdrucks geringer ist. Bei der leistungsstärkeren Variante müsste das Continental-System bereits mit einer sogenannten autoadaptiven Elektronik ausgestattet sein, die während der Fahrt Abweichungen von den geforderten Verbrennungsparametern erkennt und dann Anpassungen vornimmt. Das System wird bei Motorbremsung kalibriert, wenn die Geschwindigkeit kaum merklich ansteigt. Die Elektronik ermittelt dann, wie schnell sich diese Geschwindigkeiten erhöht haben und wie viel Kraftstoff benötigt wurde. Für eine korrekte Autokalibrierung ist es notwendig, das Fahrzeug von Zeit zu Zeit zum Beispiel einen Hang hinunter zu transportieren, damit es zu einer längeren Motorbremsung kommt. Andernfalls, wenn dieser Vorgang nicht innerhalb der vom Hersteller angegebenen Zeit erfolgt, zeigt die Elektronik möglicherweise eine Fehlermeldung an und ein Besuch im Servicecenter ist erforderlich.

Die Ökologie des Autobetriebs ist heute sehr wichtig, deshalb überließ der Hersteller auch beim aufgewerteten 1,6 HDi nichts dem Zufall. Vor mehr als 12 Jahren führte die PSA-Gruppe einen Partikelfilter für sein Flaggschiff Peugeot 607 ein, mit speziellen Additiven zur Beseitigung von Feinstaub. Der Konzern ist der einzige, der dieses System bis heute beibehalten hat, also den Kraftstoff vor der eigentlichen Verbrennung in den Tank zu geben. Nach und nach wurden Zusätze auf Basis von Rhodium und Cer hergestellt, heute werden ähnliche Ergebnisse mit billigeren Eisenoxiden erzielt. Diese Art der Rauchgasreinigung wurde einige Zeit auch von der Schwester Ford eingesetzt, jedoch nur bei Euro 1,6-konformen 2,0- und 4-Liter-Motoren.Dieses Partikelentfernungssystem arbeitet in zwei Modi. Die erste ist eine einfachere Strecke, d. h. wenn der Motor mit einer höheren Last arbeitet (z. B. bei schneller Fahrt auf der Autobahn). Dann muss der in den Zylinder eingespritzte unverbrannte Diesel nicht zum Filter transportiert werden, wo er kondensieren und das Öl verdünnen könnte. Der bei der Verbrennung eines naphthareichen Additivs entstehende Ruß ist bereits bei 450 °C zündfähig. Unter diesen Bedingungen reicht es aus, die letzte Einspritzphase zu verzögern, der Kraftstoff (auch mit Ruß) verbrennt direkt im Zylinder und gefährdet nicht die Ölfüllung aufgrund der Verdünnungskondensation von Dieselkraftstoff im DPF (FAP)-Filter. Die zweite Option ist die sogenannte unterstützte Regeneration, bei der am Ende des Auspufftakts Dieselkraftstoff durch das Auspuffrohr in die Abgase eingespritzt wird. Die Rauchgase tragen den pulverisierten Dieselkraftstoff zum Oxidationskatalysator. Darin entzündet sich der Diesel und anschließend brennt der im Filter abgelagerte Ruß aus. Alles wird natürlich von der Steuerelektronik überwacht, die den Grad der Filterverstopfung entsprechend der Belastung des Motors berechnet. Die ECU überwacht die Einspritzeingänge und verwendet Informationen vom Sauerstoffsensor und Temperatur-/Differenzdrucksensor als Rückmeldung. Anhand der Daten ermittelt das Steuergerät den Ist-Zustand des Filters und meldet ggf. die Notwendigkeit eines Servicebesuchs.

Im Gegensatz zu PSA geht Ford einen anderen und einfacheren Weg. Es verwendet keinen Kraftstoffzusatz, um Partikel zu entfernen. Die Regeneration erfolgt wie bei den meisten anderen Fahrzeugen. Das bedeutet zunächst, den Filter auf 450°C vorzuwärmen, indem die Motorlast erhöht und der Zeitpunkt der letzten Einspritzung geändert wird. Danach wird das dem Oxidationskatalysator in unverbranntem Zustand zugeführte Naphtha gezündet.

Es gab eine Reihe weiterer Änderungen am Motor. Zum Beispiel. Der Kraftstofffilter wurde komplett durch ein oben verschraubtes Metallgehäuse ersetzt, in dem sich Handpumpe, Entlüfter und Wasserüberschusssensor befinden. Die Basisversion mit 68 kW enthält kein Zweimassenschwungrad, sondern ein klassisches feststehendes Schwungrad mit gefederter Kupplungsscheibe. Der Drehzahlsensor (Hallsensor) befindet sich an der Zahnriemenscheibe. Das Zahnrad hat 22 + 2 Zähne und der Sensor ist bipolar, um die Rückwärtsdrehung der Welle nach dem Abstellen des Motors zu erkennen und einen der Kolben in die Kompressionsphase zu bringen. Diese Funktion wird benötigt, um das Stopp-Start-System schnell wieder zu starten. Die Einspritzpumpe wird vom Zahnriemen angetrieben. Bei der 68-kW-Version kommt der Einkolbentyp Bosch CP 4.1 mit integrierter Speisepumpe zum Einsatz. Der maximale Einspritzdruck wurde von 1700 bar auf 1600 bar reduziert. Die Nockenwelle ist im Ventildeckel eingebaut. Die Unterdruckpumpe wird von der Nockenwelle angetrieben, die einen Unterdruck für den Bremskraftverstärker sowie zur Steuerung des Turboladers und des Bypasses der Abgasrückführung erzeugt. Der unter Druck stehende Kraftstofftank ist am rechten Ende mit einem Drucksensor ausgestattet. Auf sein Signal hin regelt das Steuergerät den Druck, indem es die Pumpe verstellt und die Düsen überläuft. Der Vorteil dieser Lösung ist das Fehlen eines separaten Druckreglers. Die Änderung ist auch das Fehlen eines Ansaugkrümmers, während die Kunststoffleitung direkt in die Drosselklappe mündet und direkt am Einlass zum Kopf montiert wird. Das Kunststoffgehäuse links enthält ein elektronisch gesteuertes Kühlbypassventil. Im Falle einer Fehlfunktion wird es komplett ausgetauscht. Die kleinere Größe des Turboladers hat seine Reaktionszeit verbessert und hohe Drehzahlen erreicht, während seine Lager wassergekühlt sind. Bei der 68-kW-Version erfolgt die Regelung über einen einfachen Bypass, bei einer leistungsstärkeren Version erfolgt die Regelung über eine variable Geometrie der Statorschaufeln. Der Ölfilter ist im Wasserwärmetauscher eingebaut, lediglich der Papiereinsatz wurde ausgetauscht. Die Kopfdichtung besteht aus mehreren Lagen Verbundwerkstoff und Blech. Kerben an der Oberkante zeigen die verwendete Art und Dicke an. Die Drosselklappe wird verwendet, um einen Teil der Rauchgase aus dem AGR-Kreislauf bei sehr niedrigen Drehzahlen abzusaugen. Es verwendet auch den DPF während der Regeneration und schaltet die Luftzufuhr ab, um Vibrationen zu reduzieren, wenn der Motor ausgeschaltet ist.

Schließlich die technischen Parameter der beschriebenen Motoren.

Die stärkere Version des 1560 cm³ großen Diesel-Vierzylinders liefert ein maximales Drehmoment von 270 Nm (bisher 250 Nm) bei 1750 U/min. Schon bei 1500 U/min erreicht er 242 Nm. Die maximale Leistung von 82 kW (80 kW) wird bei 3600 U/min erreicht. Die schwächere Version erreicht ein maximales Drehmoment von 230 Nm (215 Nm) bei 1750 U/min und eine maximale Leistung von 68 kW (66 kW) bei 4000 U/min.

Ford und Volvo melden Leistungswerte von 70 und 85 kW für ihre Fahrzeuge. Trotz der leichten Leistungsunterschiede sind die Motoren identisch, der einzige Unterschied besteht in der Verwendung eines additivfreien DPF bei Ford und Volvo.

* Wie die Praxis gezeigt hat, ist der Motor wirklich zuverlässiger als sein Vorgänger. Die Düsen sind besser befestigt und es gibt praktisch keine Spülung, der Turbolader hat auch eine längere Lebensdauer und viel weniger Johannisbrot-Bildung. Es bleibt jedoch eine unregelmäßig geformte Ölwanne, die unter normalen Bedingungen (klassischer Austausch) keinen hochwertigen Ölwechsel zulässt. Kohleablagerungen und andere Verunreinigungen, die sich am Boden der Kartusche abgesetzt haben, verunreinigen anschließend das neue Öl und beeinträchtigen die Lebensdauer des Motors und seiner Komponenten. Der Motor erfordert eine häufigere und kostspieligere Wartung, um seine Lebensdauer zu verlängern. Beim Gebrauchtwagenkauf empfiehlt es sich, die Ölwanne zu zerlegen und gründlich zu reinigen. Anschließend empfiehlt es sich beim Ölwechsel den Motor jeweils mit frischem Öl zu spülen. und entfernen und reinigen Sie die Ölwanne mindestens alle 100 km.