Die Grenzen der Raildruckerhöhung

Wir haben nun die Raildruckerhöhung als elegante Methode kennengelernt, um die Leistung eines Dieselmotors zu erhöhen. Wie Sie gleich erkennen werden, funktioniert dies nur begrenzt.

Wir haben dies an einem der gängigsten Turbodiesel dokumentiert. Wir zeigen, was die Folgen und die maximale Mehrleistung einer unkontrollierten Raildruckerhöhung sind. Der gewählte Dieselmotor hat 2 Liter Hubraum und Euro 5 Abgasnorm. Bei einem Großteil der aktuellen Diesel ist der Sachverhalt ähnlich, wobei dieser Motor besonders gut auf Raildruck reagiert.

Sehen Sie sich bitte zum Verständnis zunächst das nachfolgende Leistungsdiagramm an:

In blau dargestellt sehen Sie die tatsächlich gemessene Leistung und das Drehmoment des serienmäßigen Motors: 172 PS und 380 Nm. Der Motor hat ab Werk einen maximalen Kraftstoffdruck von 1800 bar. Um den Effekt zu demonstrieren, schlagen wir über das komplette Drehzahlband 100 bar (pink), 200 bar (grün) und 250 bar (rot) auf.

Bei den Leistungskurven in pink und grün verhält sich der Motor zunächst erwartungsgemäß. Die Motorleistung erhöht sich ungefähr direkt proportional mit dem Kraftstoffdruck. Wir hatten diesen Zusammenhang bereits hier erläutert. Mit rund 11,1% Kraftstoffdruckerhöhung bei 4000 U/min, erhöht sich die Motorleistung auf gut 190 PS, was hier genau 10,5% entspricht.

Die rote Kurve jedoch schiesst unerwartet hoch hinaus. Mit vermeintlichen 13,9% Erhöhung des Kraftstoffdruckes haben wir plötzlich 16,8% mehr Motorleistung, nämlich ganze 201 PS. Um zu verstehen was hier passiert, sehen Sie sich bitte das nachfolgende Diagramm mit den Rohdaten des Kraftstoffdruckes an:

Im oberen Teil des Diagrammes sehen Sie zu den Leistungsmessungen die reale Spannung des Kraftstoffdrucksensors. Bis 3500 U/min verläuft alles erwartungsgemäß. Das Motorsteuergerät regelt und setzt die Raildruckerhöhung um. Ab 3500 U/min jedoch wird die rote Linie mit 250 bar Druckerhöhung plötzlich schnurgerade.

Was ist passiert? Bereits unter 4,6 Volt ist das Ende des Messbereiches erreicht. Der Kraftstoffdrucksensor kann schlichtweg keinen höheren Kraftstoffdruck messen.

Warum schiesst die Motorleistung dann so nach oben? Im unteren Teil des Diagrammes sehen Sie den vom Motorsteuergerät erfassten Kraftstoffdruck. Die rote Linie liegt ab 3500 U/min fast immer leicht unter den anderen. Der OBD-Sollwert von 1800 bar wird also nie erreicht, daher regelt das Motorsteuergerät auf den maximalen Kraftstoffdruck. Anhand von Restsauerstoffgehalt und Motorleistung lässt sich abschätzen, dass der reale Kraftstoffdruck bei über 2100 bar liegen muss und nur durch das Sicherheitsventil begrenzt wird.

Die Risiken reichen von Undichtigkeiten bis hin zu Schäden an Injektoren und Hochdruckpumpen. Besonders einstellbare Zusatzsteuergeräte bergen hier ein Risiko, da sich der Kunde - und oft genug auch der Anbieter - nicht im Klaren über die Auswirkungen sind.

Da der Sachverhalt beim größten Teil der am Markt befindlichen Dieselmotoren ähnlich ist, zeigt dieser Versuch deutlich, wo die Grenzen der Vernunft und die einer Raildruckerhöhung liegen. Sie verstehen jetzt auch, warum unsere Leistungssteigerungen im Vergleich zu so manchem Anbieter, möglicherweise eher konservativ wirken.

Und es zeigt vor allem, dass Mehrleistungsangaben von 30% lediglich den wilden Phantasien einiger Mitbewerber entspringen können: selbst wenn jemand versuchen würde den Kraftstoffdruck um 30% zu erhöhen, wäre dies technisch nicht möglich.

Sie haben sich sicher gefragt, was ist mit dem Ladedruck und warum unterscheidet sich das Drehmoment nicht bei den beiden letzten Messungen? Nun - eines vorweg: der Ladedruck hat beim Diesel nur selten etwas mit Leistung zu tun und löst auch nicht die Frage nach dem Drehmoment. Aber das erklären wir in einem der nächsten Fachartikel...