VW EA189

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Volkswagen
EA189-Motor in einem Tiguan

EA189-Motor in einem Tiguan

VW EA 189
Produktionszeitraum: 2007–2015
Hersteller: Volkswagen
Funktionsprinzip: Diesel
Motorenbauform: Reihe
Hubraum: 1199–1968 cm3
Gemischaufbereitung: Common-Rail-Einspritzung
Motoraufladung: VTG-Turbolader
Leistung: 55–130 kW
Drehmoment: 180–380 N·m
Gewicht: Für 2.0 TDI: 165 kg
Vorgängermodell: VW EA188
Nachfolgemodell: VW EA288

Mit VW EA189 wird eine Reihe von TDI-Dieselmotoren der Volkswagen AG bezeichnet, die 2007 vorgestellt und 2008 in der Serie eingeführt wurde und in verschiedenen Fahrzeugmodellen des Konzerns bis 2015 zum Einsatz gekommen ist. Das Kürzel EA steht für „Entwicklungsauftrag“; Vorgänger war die Reihe VW EA188, die als „Pumpe-Düse-TDI“ bekannt war. Die EA189-Motoren kamen 2015 im Rahmen des VW-Abgasskandals weltweit in die Schlagzeilen; sie wurden von der Presse auch als „Schummelmotoren“ bezeichnet.

Beschreibung und Technik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In die Motorreihe VW EA189 fallen überwiegend die Vierzylindermotoren mit 1,6 l und 2,0 l Hubraum sowie Dreizylindermotoren mit 1,2 l Hubraum.[1] Weltweit wurden etwa elf Millionen Motoren der Typreihe EA189 ausgeliefert, davon 5 Millionen, die nach Angaben von VW „eine Servicemaßnahme erhalten werden“.[2][3]

Die EA189-Motoren wurden im VW-Werk Salzgitter, in Polkowice (VW Motor Polska Sp. z o.o.) sowie im ungarischen Motorenwerk Győr (Audi Hungaria Motor Kft.) gefertigt.[4] Erster Motor dieser Baureihe war der 2.0 TDI, der als erster PKW-Dieselmotor nach den EPA-Abgasnormen der Vereinigten Staaten, Tier 2 Bin 5, zugelassen wurde.[5][6][7] 2009 wurde die Motorenreihe durch eine kleinere 1.6-TDI-Version ergänzt, der 1.2-TDI-Dreizylindermotor erschien danach. Mit dem Modelljahr 2012 erhielt der 2.0-TDI-Motor für den Passat ein Upgrade für den US-Markt. Der Motor bekam einen neuen Turbolader, Ausgleichswellen und eine selektive katalytische Reduktion (SCR) für die Abgasnachbehandlung.[8]

Basismotor[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Motormechanik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Basismotor ist ein 2,0-Liter Reihenvierzylindermotor mit einem Graugussmotorblock, Vierventilzylinderkopf, Turbolader mit verstellbaren Turbinenleitschaufeln, Common-Rail-Einspritzung, Niedertemperaturabgasrückführung, Dieselrußpartikelfilter und Oxidationskatalysator. Die US-Version war ab 2009 mit einem NOx-Speicherkatalysator versehen.[9] Die Common-Rail-Einspritzung arbeitet mit einem variablen Druck von 230 bis 1800 bar.[10][11][7]

Im Wesentlichen basiert der Motor auf dem 2,0-Liter-TDI-Vorgängermotor, der noch mit dem Pumpe-Düse-System arbeitet. Die Kurbelwelle des Motors ist geschmiedet und hat vier Gegengewichte. Sie ist fünffach gelagert. Unterhalb der Kurbelwelle ist in der Ölwanne ein Ausgleichswellenmodul aus Grauguss untergebracht, das auch die Ölpumpe des Motors enthält. Das Ausgleichswellenmodul inklusive Duocentricölpumpe wird von einem schrägverzahnten Zahnradtrieb von der Kurbelwelle aus angetrieben. Im Modulinneren laufen zwei entgegengesetzte Ausgleichswellen mit doppelter Kurbelwellendrehzahl. Das Kurbelgehäuse des Motors hat eine Entlüftung, die in den Ansaugtrakt des Motors führt. Die Muldenkolben mit zwei Dichtringen und einem Ölabstreifring werden zusätzlich von innen durch Spritzdüsen mit Öl gekühlt.

Der Zylinderkopf des Motors ist ein Querstromaluminiumzylinderkopf mit zwei Ein- und zwei Auslassventilen je Zylinder, die von zwei zahnriemengetriebenen obenliegenden Nockenwellen (DOHC) über Rollenschlepphebel mit hydraulischen Ventilspielausgleichselementen betätigt werden. Zur Synchronisierung der Nockenwellen hat der Nockenwellentrieb eine Stirnradverzahnung mit Zahnflankenspielausgleich. Im Zylinderkopf befinden sich die Piezoeinspritzventile, die mit Spanneisen befestigt sind. Ein Zahnriemen treibt die Nockenwellen, die Common-Rail-Pumpe und die Kühlmittelpumpe an, ein Keilriemen treibt den Klimakompressor und die Lichtmaschine an.

Im Sammelsaugrohr sitzen stufenlos verstellbare Drallklappen. Diese beeinflussen den Drall der Ansaugluft je nach Motordrehzahl und Leistungsabgabe. Zur Steuerung der Drallklappen dient ein Stellmotor, der die Drallklappen über eine Schubstange bewegt und vom Motorsteuergerät gesteuert wird. Die tatsächliche Stellung der Drallklappen wird dem Motorsteuergerät über ein Potentiometer zurückgemeldet. Bei niedrigen Drehzahlen sind die Drallklappen geschlossen, ab einer Motordrehzahl von etwa 3000 min−1 sind sie vollständig geöffnet. Beim Motorstart und im Notlaufbetrieb sind die Drallklappen ebenfalls vollständig geöffnet.

Motormanagement[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Das Abgas des Motors wird durch einen VTG-Abgasturbolader geleitet. Gegen ein mögliches Pfeifgeräusch des Turboladers ist hinter dessen Abgasausströmseite ein Strömungsdämpfer verbaut. Um den Ladedruck des Turboladers zu steuern, kommt ein elektropneumatisches Ventil zum Einsatz, das mithilfe von Unterdruck durch ein Magnetventil über das Motorsteuergerät J623 gesteuert wird. Die verdichtete Ansaugluft des Motors wird einem Ladeluftkühler zugeführt, um die Dichte der in den Ansaugtrakt gepressten Luft durch eine Abkühlung zu erhöhen. Beim Ausfall der Ladedrucksteuerung läuft der Abgasturbolader mit steil gestellten Leitschaufeln, was den Abgasgegendruck reduziert. Vor dem Turbolader ist eine elektromotorgesteuerte Drosselklappe verbaut, die den Druckunterschied zwischen Ansaugtrakt und Abgastrakt reguliert. Um den dieselprinzipbedingten Stickoxidausstoß zu verringern, verfügt der Motor über eine Abgasrückführung. Ein Teil des heißen Abgases wird dabei durch ein Ventil zum Abgasrückführungskühler geleitet, der vom Motorkühler mit kaltem Kühlmittel versorgt wird. Dies erhöht die rückführbare Abgasmenge je Verbrennung. Das Abgas wird in den Ansaugtrakt des Motors eingeleitet, durch einen geringeren Sauerstoffanteil in der Ansaugluft werden in der Warmlaufphase des Motors die Stickoxidemissionen bei der Verbrennung reduziert. Der Dieselpartikelfilter ist zusammen mit dem Oxidationskatalysator in einem Gehäuse verbaut, das zum schnellen Erreichen der Betriebstemperatur nah am Motor verbaut ist. Der Oxidationskatalysator ist in Strömungsrichtung vor dem Partikelfilter eingebaut. Dieser Umstand beschleunigt das Erreichen der Betriebstemperatur und verringert die Abkühlung des Partikelfilters im Schubbbetrieb. Der Oxidationskatalysator ist aus einem Metallkörper aufgebaut, der mit Aluminiumoxid beschichtet ist, das mit Platin bedampft ist.

Der Motor verfügt über Glühkerzen aus Stahl, die ab einer Kühlmitteltemperatur von weniger als 18 °C vorglühen. Dabei liegt eine Spannung von 11,5 Volt an. Die Glühkerze benötigt zum Erreichen der Solltemperatur von >1000 °C maximal zwei Sekunden. Nach dem Motorstart wird bis zu fünf Minuten nachgeglüht, bis die Kühlmitteltemperatur von 18 °C erreicht ist.[12] Die Motorsteuergeräte sind vom Bosch-Typ EDC17. Beim 1,2-Liter-TDI stammen sie von Delphi, beim 1,6-Liter-TDI von Continental Automotive Systems.

Technische Daten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

1.2 TDI, 55kW 1.6 TDI, 55kW 1.6 TDI, 66kW 1.6 TDI, 77kW 2.0 TDI, 81kW 2.0 TDI, 103kW[12] 2.0 TDI, 105kW 2.0 TDI, 125kW 2.0 TDI, 130kW
Motorkennbuchstaben CFWA CAYA CAYB CAYC CBDC, CFFD CBAB, CFFB CFHD, CAGA, CJCA CBBB, CFGB CFGC
Bauzeit 2009–2014 2009–2013 2009–2013 seit 2009 2009–2013 2007–2014 2009–2015 2009–2014 2012–2015
Bauart Reihendreizylinder Reihenvierzylinder
Anzahl Ventile 12 16
Ventilsteuerung DOHC, Zahnriemen
Hubraum 1199 cm³ 1598 cm³ 1968 cm³
Bohrung × Hub 79,5 × 80,5 mm 81,0 × 95,5 mm
Verdichtung 16,5:1
Gemischaufbereitung Common-Rail-Einspritzung
Aufladung Ein VTG-Turbolader
Kühlung Wasserkühlung
max. Leistung 55 kW (75 PS) bei 4200 min−1 55 kW (75 PS) bei 4000 min−1 66 kW (90 PS) bei 4200 min−1 77 kW (105 PS) bei 4400 min−1 81 kW (110 PS) bei 4200 min−1 103 kW (140 PS) bei 4200 min−1 105 kW (143 PS) bei 4200 min−1 125 kW (170 PS) bei 4200 min−1 130 kW (177 PS) bei 4200 min−1
max. Drehmoment 180 Nm bei 2000 min−1 195 Nm bei 1500–2000 min−1 230 Nm bei 1500–2500 min−1 250 Nm bei 1500–2500 min−1 250 Nm bei 1500–2500 min−1 320 Nm bei 1750–2500 min−1 320 Nm bei 1750–2500 min−1 350 Nm bei 1750–2500 min−1 380 Nm bei 1750–2500 min−1
Treibstoff Dieseltreibstoff mit mindestens 51 Cetan nach EN 590
Motorsteuerung Delphi Multec Simos PCR2 Bosch EDC 17
Abgasnachbehandlung Abgasrückführung, Oxidationskatalysator und Dieselpartikelfilter
Abgasnorm EU5
Motormasse 165 kg
Spezifischer Treibstoffverbrauch 204 g/kWh[13]

Leistungsdiagramm (2.0 TDI, 103 kW)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

[12]

Abgasmanipulation[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die in den USA erhobenen Vorwürfe der illegalen Softwaremanipulation der elektronischen Motorsteuerung, mittels Abschalteinrichtung, um die Abgasvorschriften zu unterlaufen, betreffen den 2,0-TDI-Motor, der dort von 2009 bis 2015 etwa 482.000-mal verkauft wurde. Die von der Environmental Protection Agency im realen Fahrbetrieb festgestellten Werte übertrafen die Grenzwerte bei NOx bis zum 40-fachen.[14]

Unter den drei von der West Virginia University getesteten Fahrzeugen befand sich ein 2,0-TDI-Motor mit der Abgasreinigung Lean-NOx-Trap (LNT) (VW Jetta VI) und ein 2,0-TDI-Motor mit selektiver katalytischer Reduktion (SCR) (VW Passat), beide Modelljahr 2012, jeweils mit einer Leistung von 103 kW bei 4200 min−1. Die NOx-Werte des mit LNT ausgestatteten Fahrzeugs lagen im Realverkehr zwischen dem 15- bis 35-fachen, die des SCR geregelten Fahrzeugs zwischen dem 5 bis 20-fachen über den Grenzwerten.[15]

Volkswagen hat die massiven Abgasmanipulationen zugegeben. Laut einem langjährigen VW-Mitarbeiter in der Abteilung Motorentechnik soll bereits im November 2006 in einem größeren Kreis der Einsatz der Betrugs-Software besprochen worden sein, da die „Abgasnormen nicht zu schaffen waren“ und nur so „ein sauberer Diesel-Motor“ präsentiert werden konnte. Mit den damals existierenden Prüftechniken habe der Betrug nicht entdeckt werden können.

„Nahezu alle mit den Abgas-Problemen befassten Führungskräfte in der Motoren-Entwicklung sollen von den Manipulationen gewusst haben oder gar daran beteiligt gewesen seien“.[16][17]

Wesentliche Unterschiede der Emissionsgrenzwerte Euro 5 und Tier 2
Norm Euro 5 Tier 2 Bin 5
CO 500 mg (pro km) 2113 mg (pro km) 3400 mg (pro Meile)
(HC + NOx) 230 mg (pro km)
HC 47 mg (pro km)
75 mg (pro Meile)
NOx 180 mg (pro km) 31 mg (pro km)
50 mg (pro Meile)

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise und Anmerkungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Volkswagen und der EA 189 - Habe ich einen VW-Schummelmotor?, Handelsblatt online vom 22./24. September 2015, abgerufen am 26. September 2015
  2. auto-motor-und-sport.de (abgerufen am 26. September 2015)
  3. gute-fahrt.de Mission EA 189 (abgerufen am 1. Oktober 2015)
  4. handelsblatt.com (abgerufen am 3. Oktober 2015)
  5. epa.gov Light-Duty Vehicle, Light-Duty Truck, and Medium-Duty Passenger Vehicle -- Tier 2 Exhaust Emission Standards. (abgerufen am 26. September 2015)
  6. Günter P. Merker, Rüdiger Teichmann: Grundlagen Verbrennungsmotoren: Funktionsweise, Simulation, Messtechnik. Springer Verlag, 7. Auflage. 2014, ISBN 978-3658031947, S. 179.
  7. a b Jens Hadler, Falko Rudolph, Richard Dorenkamp, Martina Kösters, Dieter Mannigel, Burkhard Veldten: Der neue 2,0-l-TDI-Motor von Volkswagen für niedrigste Abgasgrenzwerte — Teil 2. In: Motortechnische Zeitschrift. Band 69, Nr. 6, Juni 2008, S. 534–539, doi:10.1007/BF03227466 (PDF).
  8. jalopnik.com VW Discontinued The Guilty TDI In 2014 ... (abgerufen am 8. Oktober 2015)
  9. Jens Hadler, Falko Rudolph, Herrmann-Josef Engler, Sven Röpke: Der neue 2,0-l-4V-TDI-Motor mit Common-Rail-Einspritzung Moderne Dieseltechnologie von Volkswagen. In: Motortechnische Zeitschrift. Band 68, Nr. 11, November 2007, S. 915–923.
  10. VW Service Training: 2.0 Liter TDI Common Rail BIN5 ULEV Engine. Volkswagen of America, Inc., 2008, S. 27.
  11. Richard Dorenkamp, Jens Hadler, Falko Rudolph, Hartmut Stehr, Jürgen Hilzendeger, Sebastian Kranzusch: Der neue 2,0-l-TDI-Motor von Volkswagen für niedrigste Abgasgrenzwerte — Teil 1. In: Motortechnische Zeitschrift. Band 69, Nr. 5, Mai 2008, S. 386–395, doi:10.1007/BF03227451 (PDF).
  12. a b c Der 2,0l-TDI-Motor mit Common-Rail-Einspritzsystem, Konstruktion und Funktion Volkswagen AG, Selbststudienprogramm 403, Druck Nr.: 000.2812.03.00, Technischer Stand Oktober 2007, auf motor-talk.de, abgerufen am 20. Januar 2015 (PDF; 1,4 MB)
  13. VW Service Training: 2.0 Liter TDI Common Rail BIN5 ULEV Engine. Volkswagen of America, Inc., 2008, S. 4.
  14. EPA: EPA, California Notify Volkswagen of Clean Air Act Violations. Carmaker allegedly used software that circumvents emissions testing for certain air pollutants.; abgerufen am 27. September 2015
  15. West Virginia University: Final Report Mai 2014. Summary ii und Seite 10.
  16. ndr.de VW-Insider packt aus. (abgerufen am 25. Januar 2016)
  17. rp-online.de VW-Führungskräfte wussten über Manipulation Bescheid. (abgerufen am 25. Januar 2016)