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Die Gemischbildung

Die neuen 2,0 l-TSI-Motoren besitzen ein duales Einspritzsystem. Das bedeutet, die Gemischbildung kann über zwei
verschiedene Arten erfolgen. Bei der einen Art wird mittels TSI-Hochdruckeinspritzsystem direkt in den Zylinder
eingespritzt und bei der anderen Art kommt als Einspritzsystem die Saugrohreinspritzung SRE zum Einsatz
(SRE = Saugrohreinspritzung). Durch den Einsatz der Saugrohreinspritzung konnte der Ausstoß an feinen
Rußpartikeln stark vermindert werden.

Weitere Entwicklungsziele des dualen Einspritzsystems sind:

- Anhebung des Druckes im Hochdruckkraftsystems auf 150 bis 200 bar
- Erreichen der Partikelgrenzewerte der neuen Abgasnorm EU6 bezüglich Partikelmasse und Partikelanzahl
- Reduzierung der CO2-Abgasemissionen
- Verbrauchsreduzierung im Teillastbereich
- Einbeziehung eines Saugrohreinspritzsystems
- Verbesserung der Motorakustik


Das SRE-Einspritzsystem

Die Saugrohreinspritzung wird hauptsächlich im
Teillastbereich angewendet. Dort haben die
Kraftstofftröpfchen ausreichend Zeit zu vergasen und
sich mit der Luft zu vermengen. Die Gemischbildung
lange vor der Entflammung führt zu:

- Verringerung der Partikelmasse und Rußbildung,
- geringeren CO2
- Emissionen und
- Senkung des Kraftstoffverbrauchs.


Das Hochdruck-Einspritzsystem

Der erhöhte Kraftstoffdruck von bis zu 200 bar
machte es notwendig, das Kraftstoff-Hochdrucksystem
konstruktiv anzupassen.
Die Hochdruckeinspritzventile wurden durch den
Einsatz von Dichtungsscheiben akustisch vom
Zylinderkopf entkoppelt. Die Position der Ventile
wurde leicht zurückgezogen. Damit verbessert sich die
Gemischbildung und die Temperaturbelastung der
Ventile konnte vermindert werden.
Das Kraftstoffhochdruckrail wurde vom Saugrohr
akustisch entkoppelt.


Die Betriebsarten

Das Regelkonzept zur Ausführung der Betriebsarten wurde anhand eines Kennfeldes vereinheitlicht. Das Kennfeld
legt fest, ob und wann der Motor im SRE- und wann im Hochdruckbetrieb gefahren wird. Es unterscheidet dabei
die folgenden Betriebsarten:

- SRE-Einfacheinspritzung
- Hochdruck-Einfacheinspritzung
- Hochdruck-Zweifacheinspritzung
- Hochdruck-Dreifacheinspritzung

Je nach Temperatur, Last und Drehzahl des Motors wechselt das System zwischen den einzelnen Betriebsarten.

Motorstart

Bei kaltem Motot mit einer Kühlmitteltemperatur unter
45 °C und bei jedem Motorstart erfolgt eine dreifache
Direkteinspritzung über das Hochdruck-
Einspritzsystem in den Kompressionstakt.
Warmlauf und Katalysatorheizen
In dieser Phase erfolgt eine zweifache
Direkteinspritzung in den Ansaug- und
Kompressionstakt. Der Zündzeitpunkt ist etwas in
Richtung „spät” verschoben. Die Saugrohrklappen
sind geschlossen.

Motor läuft im Teillastbereich

Liegt die Motortemperatur über 45 °C und wird der
Motor im Teillastbereich gefahren, erfolgt die
Umschaltung in den SRE-Betrieb.
Die Saugrohrklappen bleiben weitgehend
geschlossen.

Motor läuft unter Volllast

Aufgrund der hohen Leistungsanforderung wechselt
das System wieder in den Hochdruckbetrieb. Es
erfolgt eine zweichfache Direkteinspritzung in den
Ansaug- und den Kompressionstakt.

Notlauffunktion

Fällt eines der beiden Einspritzsysteme aus, wird der
Motor vom Motorsteuergerät nur noch in dem
verbliebenen System gefahren. Somit ist gewähleistet,
dass das Fahrzeug fahrbereit bleibt.
Die rote Motorkontrollleuchte im Kombiinstrument
leuchtet auf.

Entwicklungsziele waren:

- Verringerung des Motorgewichtes
- Verringerung der Reibung innerhalb des Motors


Motormechanik

Die folgenden Merkmale in der Motormechanik zeichnen die Weiterentwicklung der 2,0 l-TSI-Motorenbaureihe
aus:

- Gewichtseinsparung von in Summe 7,8 kg
- Zylinderkopf mit integriertem Abgaskrümmer
- wälzgelagerte Ausgleichswellen
- kleinere Hauptwellenlager der Kurbelwelle mit nur noch vier Gegengewichten
- Abgas-Turbolader mit elektrischer Waste-Gate-Klappen-Betätigung
- verringertes Öldruckniveau

Allein beim Zylinderblock ist es durch eine konsequente Überarbeitung der Zylinderblockarchitektur gelungen,
2,4 kg Gewicht gegenüber dem Vorgängermodell einzusparen. Die Zylinderwandstärke wurde von ca. 3,5 mm auf
ca. 3 mm reduziert.


Der Kurbeltrieb

Durch die im Folgenden beschriebenen Maßnahmen am Kurbeltrieb konnte die innere Reibung, bei gleichzeitiger
Gewichtseinsparung, weiter verringert werden.

Die Kurbelwelle

Die Hauptlagerdurchmesser wurden von 52 mm auf
48 mm reduziert. Die Anzahl der Gegengewichte ist
von acht auf vier Gegengewichte gesunken.
Die oberen und unteren Hauptlagerschalen sind
zweischichtig und ohne Bleizusatz aufgebaut.
Die Gewichtseinsparung an der Kurbelwelle beträgt
1,6 kg.

Pleuel

Die Pleuel sind als Crackpleuel gefertigt. Im unteren
Pleuelauge kommen, wie bei den Hauptlagern
zweischichtige Lagerschalen ohne Bleizusatz zum
Einsatz. Die Bronzebuchse im oberen Pleuelauge ist
entfallen. Dafür erhalten die Kolbenbolzen eine
spezielle Oberflächenbeschichtung aus Kohlenstoff.

Kolben

Das Kolbenspiel wurde vergrößert, um die Reibung in
der Warmlaufphase des Motors zu verringern.
Zusätzlich kommt zur Verschleißminderung eine
Kohlenstoffbeschichtung zum Einsatz.
Der obere Kolbenring ist als Rechteckring ausgeführt,
der mittlere Kolbenring ist ein Nasenminutenring und
der dritte Kolbenring ein zweiteiliger
Dachfasenschlauchfederring zum Ölabstreifen.