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Mengenstellwerk und Regelweggeber: Funktion (Fachartikel)

 
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Mengenstellwerk und Regelweggeber: Funktion
ulf Beitrag10-06-2003, 21:55  
Regelweggeber des Mengenstellwerks
Warum TDI-Tuning über die Mechanik der Einspritzpumpe kaum möglich ist - eine kurze Beschreibung am Beispiel des 97er AFN

Bei den 90 und 110 PS TDIs und weiteren elektronischen Direkteinspritzern mit der VP 37-Einspritzpumpe sind Mengenstellwerk und Regelweggeber (als Sensor für die augenblickliche Position des Regelschiebers) in der Einspritzpumpe das Herz der EDC(Electronic Diesel Control).
Das Mengenstellwerk (MSW) ist ein relativ simpler Elektromagnet, der vom MSG mit getakteter Gleichspannung angesteuert wird und gegen eine Federkraft den Regelschieber bewegt.

Der Regelweggeber (RWG) besteht aus 2 Spulen: einer Referenz- und einer variablen Meßspule. Ihre Induktivität wird von je einem Kurzschlußring bestimmt. Der Referenzring ist fixiert, der Meßring wird vom Stellwerk bewegt. Im Betrieb mißt das MSG beide Induktivitäten mit einem Wechselspannungssignal von etwa 10 kHz. Aus Ihrem Verhältnis erzeugt eine Auswerteschaltung eine Meßspannung, deren Wert ein Maß für die Auslenkung des Stellwerks ist.

2 Spulen in der Pumpe sind erforderlich, weil sich die Induktivität deutlich mit der Temperatur ändert. Durch die relative Auswertung zweier Spulen in gleich warmer Umgebung gleichen sich temperaturbedingte Fehler wieder aus.
Wenn diese Teile ihre Solldaten nicht mehr einhalten, kann die gesamte Motorcharakteristik durcheinanderkommen, Abgaswerte werden überschritten, und / oder die Leistung sinkt.

Daher wurde in die EDC eine Überwachungsfunktion für die Pumpe integriert. Bei jedem Einschalten der Zündung wird das MSW vom Leerlauf- bis zum Maximalanschlag gefahren. Dabei wird in verschiedenen Stellungen das Verhältnis von Stellwerkstrom zu Signal des Regelweggebers bzw. die Geberspannung beim unteren und oberen Anschlag analysiert und mit einem Sollbereich verglichen.
Liegt das Ergebnis der Analyse irgendwo außerhalb des recht engen Toleranzbereiches, so wird ein Fehler in den Speicher eingetragen und die Glühkontrolle blinkt, schon lange bevor gravierende Fehlfunktionen wie stark überhöhte Abregeldrehzahl, erhebliches Rußen usw. auftreten.

Dies ist der Startcheck, der in dieser Strenge bis zum nächsten Motorstart nicht wiederholt wird. Bei laufendem Motor besteht daher ein größerer Spielraum für Eingriffe im Bereich des Regelweggebers zur Erhöhung der Einspritzmenge und somit der Leistung per Powerbox, 10-Cent-Tuning u.ä.

Besagter Startcheck bedingt, daß in der Pumpenfertigung die Justage zwischen MSW und RWG recht präzise erfolgt - nämlich innerhalb des o.g. Toleranzbandes. Dazu werden der Referenz-Kurzschlußring und der auf der Stellwerkachse befestigte Meßkurzschlußring des HDK-Gebers mit einer Präzision im 1 / 10 mm-Bereich justiert.
So ist nebenbei gewährleistet, daß private Versuche z.B. zur Erhöhung der Einspritzmenge über eine geänderte Gebereinstellung meist mit einer dauernd blinkenden Glühkontrolle enden, der unbedarfte Hobbytuner oft keine Stellung ohne Blinken mehr findet und Bosch für die Neujustage schöne Rechnungen schreiben kann icon_twisted.gif

Beim Startcheck wird allerdings die (werksmäßig ebenfalls sehr präzise justierte) Position des MSW samt RWG auf dem Pumpenkörper nicht überprüft. Somit kann durch Verschieben des Pumpen-Oberteils die Einspritzmenge über den gesamten Bereich von Leerlauf bis Volllast für die EDC zunächst unbemerkt verändert werden.
Der mögliche Verstellbereich ist dabei so groß, daß der Wagen im Extremfall kaum noch anspringt und als Topspeed nicht einmal 100 km/h erreicht, oder der Motor dreht bereits im Leerlauf in schwindelnde Höhen um 4000 min-1 oder mehr.

Versucht man so, über eine maßvoll erhöhte Einspritzmenge mehr Leistung zu bekommen (was Verschiebungen der Pumpenoberteils in Richtung Einspritzleitungen im 1/10 mm-Bereich erfordert), gerät sehr schnell das Verhalten im Übergangsbereich von Leerlauf zur unteren Teillast durcheinander - der Wagen ruckelt zuerst beim leichten Beschleunigen unter ca. 1300 min-1 in hohen Gängen. Bei weiterer Verschiebung des MSW wird die Ruckelneigung immer stärker, bis der Wagen praktisch unfahrbar wird, noch bevor eine im Tuningbereich gängige Leistungssteigerung erreicht wird.

Das MSW als Ursache von Motorlaufproblemen

Da die Einspritzmengeregelung mit einer hohen Präzision arbeiten muß, um auch bei korrekter Stellwerkposition Ruckelprobleme zu vermeiden, ist radiales Spiel und jede Schwergängigkeit der MSW-Welle Gift für die Laufkultur des Motors.

Bei Verdacht auf solche pumpenseitige Ursachen von Motorlaufproblemen kann schon eine Handprobe brauchbare Anhalte liefern.
Dazu zunächst den Pumpendeckel abnehmen.
Falls kein Werkzeug für die 3-Kant-Schraube verfügbar ist, eine "zu kleine" Stecknuß entsprechend auffeilen, oder z.B. mit einer Mini-Trennscheibe einen Schlitz zum Ansetzen eines Schraubendrehers in den Kopf fräsen.
icon_exclaim.gif Beim Abnehmen des Deckels läuft Diesel aus, soweit nicht vorher etwa 50 - 100 ml langsam mit Druckluft (Arztspritze o.ä.) von der Rücklaufleitung her rückwärts aus der Pumpe gedrückt wurden icon_exclaim.gif

Zur Prüfung des MSW den Meßring vom oben gezeigten Anschlag wegschwenken und auf das Gefühl bei der Bewegung achten. Er sollte sich feinfühlig (gegen eine mäßige Rückstell-Federkraft) bis zum anderen Ende der gebogenen Magnetbleche bewegen lassen und dort gegen einen exakt definierten, festen Anschlag (ebenso wie der Nullanschlag) laufen.
Etwas Längsspiel der Welle (bis ca. 1 mm) ist unkritisch, solange der Meßring nicht an den Magnetblechen schleift (die Blechpakete können notfalls etwas zurechtgebogen werden).

Verschleißbedingtes Spiel z.B. zwischen Exzenter der MSW-Welle und dem Regelschieber kann so leider kaum festgestellt werden, aber durchaus zu Ruckelproblemen usw. führen.
Seitliches Spiel und jegliches Klemmen oder Hakeln der Welle können ebenfalls zu unsauberem Motorlauf, Ruckeln, evtl. Leistungsverlust und auch Fehlereinträgen führen.
In diesem Fall kann die Pumpe meist als verbraucht bzw. verschlissen angesehen werden, und eine intakte Austauschpumpe wird in aller Regel die Laufprobleme lösen.

Ist das MSW "nur" schwergängig, so kann mit etwas Glück ein Reinigungszusatz im Diesel Abhilfe bringen.

Verläßlichere Prüfungen können Bosch-Dienste durchführen (Hysterese). Das ist zwar i.d.R. mit Kosten verbunden, die aber bei der Entscheidung über die ungleich größere Investition einer Austausch- oder neuen Pumpe durchaus sinnvoll angelegt sein können.
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