Die Evolution des Poelrallyegolfs: Der Umstieg von VP37 auf Common Rail

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Geschrieben von huebi am 02. Juni 2023 01:39:31:

Moin zusammen.

Der Poelrallyegolf steht inzwischen richtig gut im Futter. Ich denke, dass wir mindestens 220 PS sicher erreichen. Das ist ein wirklich gutes Ergebnis.
Die Verdoppelung der Leistung auf 220 PS sind fuer den AFN eine richtige Ansage und das war nicht einfach zu erreichen und hat viel Schweiss, Blut, Traenen und Motoren gekostet.


Ein grosses Problem ist die Dieselverbrennung ansich. Nachdem die Einspritzung begonnen hat, braucht es einfach ein gewisse Zeit, bis der Kraftstoff durch die hohen Temperaturen in Wasserstoff und Kohlenstoff zerlegt ist und mit dem Sauerstoff der verdichteten und sehr heissen Luft rumoxidieren kann. Diese Zeit ist fix und laesst sich nicht wirklich beeinflussen.
Idealerweise sollte der hoechste Druck bei der Verbrennung etwa 4-8 Grad nach OT anliegen.
Bei der Einspritzung muss nun die doppelte Einspritzmenge fuer 220 PS auch noch irgendwie in den Brennraum gelangen.

Liegt der Druckgipfel zu frueh, muss der Kolben gegen diesen Druck arbeiten, wird zu warm und bricht. Dann liegt wieder ein Kolbenbolzen in der nassen Wiese und zischt vor sich hin.
Liegt der Druckgipfel zu spaet, verbrennt der Kraftstoff noch froehlich vor sich hin wenn das Auslassventil oeffnet. Was da raus kommt hat die Qualitaet und Temperatur eines Schneidbrenners und schmilzt dann die Turbinenschaufeln des Turboladers zu kleinen fluessigen Metalltroepfchen zusammen, die dann lustig funkenspruehend und Geld vernichtend aus dem Endrohr fliegen.
All das braucht kein Mensch. Jedenfalls kein zweites Mal.
Frueher einzuspritzen geht also nicht und laenger einspritzen auch nicht.
Damit ist klar, die Kraftstoffeinspritzung muss im vorgegeben Zeitfenster stattfinden.

Also wurde der Foerderkolben von 10 mm auf 12 mm verdickert, die Duesenloecher von 0,216 mm auf 0,260 mm aufgebohrt und die Hubscheibe aus einer Euro 3 VP37 mit deutlich groesserer Rampensteigung der Nocken a'la Eiger Nordwand verbaut. Das war ein guter Ansatz und laesst die Freudentraenen ob der Beschleunigung auch schon schoen waagerecht in die Ohren laufen. Mit einer Wassereinspritzung nach dem Ladeluftkuehler gelang dann auch noch ein Absenken der Abgastemperatur von 930 Grad auf 780 Grad. Das Maximum sollte 830 Grad bei einem VTG-Lader nicht ueberschreiten damit die Turbine auf Dauer heile bleibt. Bei 1070 Grad haelt sie im Rallyebetrieb etwa drei Minuten. Eine Erfahrung, die auch kein Mensch nochmals braucht und noch viel weniger bezahlen will.

Aktuell sind wir nun leider fast am Ende der Fahnenstange angelangt. VW hat den 2 Liter 4V TDI Bi-Turbo zwischenzeitlich auf 240 Serien-PS gebracht. Okaaaay, das sind nun wirklich keine Motoren aus Gusseisen mehr. Thermit trifft's besser, denn nach gut 80000 km sind diese Wunderkerzen ausgebrannt.


Da die VP37 offiziell "nur" 1250 bar Einspritzdruck erreicht, muss, trotz unserer Modifikationen, einfach zu lange eingespritzt werden, um die Abgastemperaturen in Zaum zu halten.


Nun war die Ueberlegung, einfach einen 2l 4V einzubauen. Beim RSC ist das regelkonform, beim NAVC allerdings nicht. Richtig legal waere der 1,6 l Td-Block, jedoch mault auch niemand beim 1,9 l TDI rum. Der geht also noch durch.

Den 4V Kopf auf den uralten Block zu bekommen, ist eine Buechse der Pandora, die selbst ich nicht oeffnen moechte. Die Wasserkuehlung der 2V und 4V Motoren unterscheidet sich grundsaetzlich, so dass der Umbau mit wahnsinnig viel Zeit und einigen Schaeden einher gehen wuerde. Dann einfach etwas mehr Laaaaadedruck und alles wird gut.

Heute Abend sind wir zu dem Schluss gekommen, dass wir einfach, "Halt mal mein Bier!", den AFN mit originalem 2-Ventiler Kopf auf Common Rail umruesten.
Dazu kommt an die Stelle der VP37 "einfach" eine Common Rail Hochdruckpumpe, ein Rail aus dem VW-Baukasten an den Kopf und ARL-Kolben und AJM-Pleuel in den Motor. Die Kolben sind die temperaturstabilsten, die je von VW verbaut wurden.
Eines der ganz wenigen ungeloesten Probleme sind nun passende Common Rail Injektoren mit Magnetventil, die auch in den Zylinderkopf passen, zu finden. Da diese Injektoren oft senkrecht in der Mitte der Kolbenachse der 4V-Motoren senkrecht verbaut sind, passen natuerlich die Duesenloecher nicht. Wahrscheinlich koennen wir dann einfach originale Duesen fuer den AFN verbauen. Hier muessen dann die Duesen auch in der richtigen Stellung stehen und die Duesenhalter gleichzeitig auch eindeutig positioniert sein. Das koennte noch etwas "Kopfschmerzen" bereiten, die sich aber mit einer Senkerodiermaschine fuer das neue Loch fuer den Positionierstift der Duese loesen lassen sollten. Wir machen und berichten.

Dazu kommt dann wohl eine Weisskopfsteuerung, die zwar nicht wirklich guenstig ist aber auch eine Firmware fuer den Duesenpruefstand hat. Damit koennen wir jede selbst gefrickelte Duese einzeln vermessen und der Steuerung im Motor dann direkt jeder Duese ein individuelles Kennfeld geben.

Jetzt heisst es also erstmal einigermassen passende Common Rail Injektoren mit Magnetventil aufzutreiben. Piezoaktuatoren verschleissen leider sehr schnell, was fuer uns aber eher egal ist. Jedoch gibt's fuer Piezos keine wirklich tolle Motorsteuereung, sondern nur die softwareseitig voellg ueberladenen Seriensteuergeraete. Mit Abgas zu bescheissen haben wir es ja nicht so. Nee, lass mal.... so sind wir hier nich!


Viele Gruesse,
huebi

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