DV6-Motorgeschichte: Warum PSA von 16 auf 8 Ventile umgestellt wurde

Motorengeschichte & Technische Analyse

Im Jahr 2010 begann Peugeot, den bekannten 1,6 HDi 110 in Modellen wie dem 207 und 308 durch einen neuen 1,6 HDi 112 zu ersetzen.

Die Ankündigung klang fast routinemäßig: zwei PS mehr, mehr Drehmoment, ein Sechsganggetriebe und Euro-5-Vorschriften. Auf einem Fahrzeug-Spezifikationsblatt sah es aus wie eine Art Midcycle-Update, die selten die Geschichte eines Motors verändert.

Aber ein Motor benötigt normalerweise nicht mehr als die Hälfte seiner Teile neu gestaltet, um 2 PS zu gewinnen.

Der Hubraum blieb bei 1.560 cm³, und der Motor gehörte weiterhin zur DV6-Familie, wobei der Zylinderkopf von 16 auf 8 Ventile umgestellt wurde. Das Verdichtungsverhältnis sank von 17,5:1 auf 16,0:1. Die Kolbenschüssel wurde etwa 10 % breiter, der Wirbel im Zylinder wurde um fast 10 % reduziert, sechs-Löcher-Magnetinjektoren wurden durch sieben-Löcher-piezoelektrische Einspritzdüsen ersetzt, und der Schienendruck stieg von 1.600 auf 1.650 bar. Auch der Turbolader, das EGR-System und die Motorsteuerungssoftware änderten sich.

Hier beginnt die Geschichte des DV6 8V wirklich.

Im Jahr 2003 benötigten PSA und Ford einen kleinen Dieselmotor, um eine sehr große Aufgabe zu leisten

Der DV6 wurde nie für ein einziges Peugeot-Modell konzipiert. Im Februar 2003 stellten PSA Peugeot Citroën und Ford eine neue Generation von 1,6- und 2,0-Liter-Common-Rail-Dieselmotoren vor, die im Rahmen ihres gemeinsamen Programms entwickelt wurden. Der 1,6-Liter-Motor wurde von PSA als HDi und TDCi von Ford vermarktet, zunächst in 90- und 110-PS-Ausführungen.

Die Aluminiumkonstruktion hielt das Motorgewicht bei etwa 120 kg. Ein Common-Rail-System der zweiten Generation von Bosch lieferte einen Einspritzdruck von bis zu 1.600 bar und konnte mehrere Einspritzvorgänge innerhalb eines Zyklus planen. Bei der Markteinführung erwarteten die Partner, dass der 1,6-Liter-Motor mehr als 37 Fahrzeugversionen bedienen würde.

Der Produktionsplan war ebenso ehrgeizig. PSA und Ford investierten fast 1 Milliarde Euro in das neue 1,6- und 2,0-Liter-Dieselprogramm mit einer jährlichen Kapazität von mehr als 1,6 Millionen Motoren. Allein PSA investierte 159 Millionen Euro in die Anpassung der Trémery-Produktionslinie in Frankreich.

Diese Zahlen bringen den frühen DV6 in seine richtige Umgebung. Er war kein technisches Showcase für geringe Stückzahlen. Es war eine industrielle Plattform, die für die Zeit geschaffen wurde, als europäische Dieselautos auf kleinere Hubräume umstiegen, ohne das Drehmoment und die Alltagsflexibilität, die zuvor größere Motoren boten, aufzugeben.

Im Jahr 2005 begann der 1,6 HDi 90 den Einstiegsmodell 2,0 HDi im Peugeot 307-Sortiment einzunehmen. Diese Änderung war bedeutender, als der Unterschied in der Badge-Größe vermuten lässt. Commonrail, Turbolader und immer präzisere elektronische Steuerung ermöglichten es einem 1,6-Liter-Diesel, den Einsatz zu übernehmen, der zuvor zuvor den 1,8-, 1,9- und 2,0-Liter-Motoren gehört hatte.

Mit der Ausweitung des PSA-Ford-Programms wuchs auch das Versorgungssystem darum herum. Bis 2010 hatte die breitere Gemini-Kooperation mehr als 16,5 Millionen Dieselmotoren produziert und bediente Marken wie Peugeot, Citroën, Ford, Mazda, Volvo Cars, Jaguar und Land Rover.

Diese Zahl von 16,5 Millionen umfasst mehrere Motorenfamilien und Hubraum; sie darf nicht allein als DV6-Produktion dargestellt werden. Sie zeigt dennoch die Industriewelt, in der DV6 etabliert war: Fabriken, Zulieferer, Fahrzeugplattformen und Servicenetze waren bereits an ein langfristiges unternehmensübergreifendes Dieselprogramm gebunden.

Als sich die Emissionsanforderungen erneut änderten, hatte PSA es daher mit mehr als nur einem alternden Motor zu tun. Es ging um eine komplette Fertigungs- und Versorgungsstruktur, die um diesen Motor herum aufgebaut war.

Die ursprüngliche 16-Ventil-DV6 hatte bereits das getan, wofür sie ausgelegt war

Der frühe DV6 verwendete einen 16-Ventil-Zylinderkopf. Die Hauptversionen mit 90 PS und 110 PS ermöglichten es derselben 1,6-Liter-Familie, Kleinwagen, Kompaktwagen, MPVs und leichten Nutzfahrzeugen zu nutzen.

In höherer Leistung lieferte der Motor etwa 240 Nm bei 1.750 U/min, wobei beim Überdruck etwa 260 Nm verfügbar waren. Für einen 1,6-Liter-Diesel mit etwa 120 kg reichte das aus, um einen Teil des Marktes, der zuvor von größeren Einheiten belegt war, zu verdrängen.

Es ist daher irreführend, den späteren Wechsel zu 8 Ventilen als Beweis dafür zu lesen, dass das ursprüngliche 16-Ventil-Design ein Fehler war. Der erste DV6 entsprach dem technischen Briefing der frühen 2000er Jahre. Er gab einem kleinen Diesel eine ausreichend breite Leistungspalette, um sich schnell über die PSA- und Ford-Produktlinien zu verbreiten.

Das Briefing änderte sich darum.

Als DV6 aufkam, konzentrierte sich die europäische Dieselentwicklung noch stark auf Partikele. PSA hatte bereits begonnen, sein additiv unterstütztes FAP-Partikelfiltersystem auszubauen. 2009 feierte das Unternehmen sein dreimillionstes mit FAP ausgestattetes HDi-Fahrzeug. Passend dazu handelte es sich um einen Peugeot 207 1.6 HDi.

Zu diesem Zeitpunkt reifte die Partikelnachbehandlung aus, während Euro 5 mehr Druck auf NOx, Verbrennungstemperatur, EGR-Betrieb, Einspritzgenauigkeit, Kraftstoffverbrauch und Kaltlaufemissionen ausübte. Diese Ziele bewegen sich nicht automatisch in dieselbe Richtung.

Eine höhere Verbrennungstemperatur kann in einigen Betriebsbereichen die Effizienz verbessern, tendenziell aber zu einer Steigerung des NOx. Mehr EGR kann die Temperatur unterdrücken, verändert aber die Sauerstoffverfügbarkeit und Rußbildung. Eine niedrigere Verdichtung kann die Spitzentemperatur und das Verbrennungsgeräusch reduzieren, beeinflusst aber auch die Verdichtungstemperatur, die Zündverzögerung und das Kaltstarten. Feinere Brennstoffverzweiflung hilft beim Mischen, aber nur, wenn das Spritzmuster mit der Kolbenschüssel und der Luftbewegung im Zylinder übereinstimmt.

Das Redesign von 2010 ging weit über den Austausch eines 16V-Kopfes durch einen 8V-Kopf hinaus.

Der DV6C behielt den 75-mm-Bohrung, 88,3 mm Hub und 1.560 cm³ Hubraum der DV6-Familie bei. Im oberen Motor wechselte er jedoch zu einem 8-Ventil-Layout und einem neuen Verbrennungssystem.

Von all diesen Zahlen sind 112 PS vielleicht die am wenigsten aufschlussreiche.

Peugeots veröffentlichte Drehmomentkurve zeigte bereits 135 Nm bei 1.000 U/min, 242 Nm bei 1.500 U/min und 270 Nm bei 1.750 bis 2.000 U/min. Selbst bei 3.500 U/min leistete der Motor weiterhin 224 Nm. Die Arbeit konzentrierte sich nicht darauf, eine Spitzenleistung zu erstellen; sie verteilte sich auf den Bereich des Drehzahlbereichs, der im normalen Fahrbetrieb verwendet wird.

Das bedeutet nicht, dass allein der 8-Ventil-Zylinderkopf die Drehmomentkurve erzeugt hat. Einspritzung, Turboladerreaktion, Brennkammergeometrie und Kalibrierung trugen alle dazu bei. Die Anzahl der Ventile ergibt nur im gesamten System Sinn.

Der Kolben erklärt mehr als nur das Abzeichen

Das Verdichtungsverhältnis sank von 17,5:1 auf 16,0:1. Ein niedrigeres Verhältnis half, die Spitzentemperatur der Verbrennung zu senken, was den Ingenieuren mehr Spielraum gab, NOx und Verbrennungslärm zu steuern. Es änderte außerdem die Temperatur am Verdichtungsende, die Zündverzögerung und das Kaltlaufverhalten, sodass es nicht als isolierte Modifikation behandelt werden konnte.

PSA veränderte die in der Kolbenkrone gebildete ECCS-Brennkammer. Der Schüsseldurchmesser vergrößerte sich um etwa 10 %, wodurch der Kontakt zwischen dem Brennstoffspray und der Verbrennungskammerwand reduziert wurde. Der Wirbel wurde um fast 10 % reduziert, um unnötigen Wärmeverlust an der Wand zu begrenzen.

Ein Diesel benötigt eine organisierte Luftbewegung, aber mehr Wirbel ist nicht automatisch besser. Übermäßige Luftbewegung kann den Wärmetransport zu den Wänden erhöhen, und ein Spritzmuster, das nicht mit dem Luftstrom übereinstimmt, kann den Kraftstoff von dem Bereich wegbewegen, in dem er am effektivsten brennen kann. Die DV6C-Strategie bestand darin, die Beziehung zwischen Luft und Kraftstoff präziser zu steuern, nicht nur die Luft schneller drehen zu lassen.

Der Sieben-Loch-Einspritzer gehörte zur neuen Brennkammer

Das neue Continental-Common-Rail-System erhöhte den maximalen Druck von 1.600 auf 1.650 bar und ersetzte die früheren sechs-Löcher-Magnetinjektoren durch Siebenloch-piezoelektrische Einheiten.

Die zusätzlichen 50 bar waren nicht der entscheidende Teil. Sieben Düslöcher veränderten, wie der Kraftstoff im Becken verteilt wurde. Sprühzahl, Richtung und Durchdringung mussten mit der größeren Kolbenkammer und der überarbeiteten Luftbewegung zusammenarbeiten. Neue Motorsteuerungssoftware konnte bis zu fünf Einspritzungen pro Zyklus planen und verschiedene Einspritzvorgänge nutzen, um Druckanstieg, Lärm, Drehmoment und Emissionen zu steuern.

Der Turbolader wurde zudem durch eine kleinere, trägheitsärmere Einheit mit variabler Geometrie ersetzt, sodass der Ladedruck schneller aufgebaut werden konnte. EGR-Betrieb, interne Reibung und das Motorsteuerungsprogramm wurden entsprechend überarbeitet.

In diesem Zusammenhang betrachtet lässt sich der 8-Ventil-Zylinderkopf nicht vom Rest der Neugestaltung trennen.

Warum hat PSA den DV6 von 16 auf 8 Ventile geändert?

Das öffentliche technische Material von PSA beschrieb die DV6C-Änderungen im Detail, reduzierte jedoch die Umstellung auf 8 Ventile nicht auf einen einzigen Satz wie "weniger Reibung" oder "mehr Drehmoment bei niedrigen Drehzahl".

Dieses Fehlen ist entscheidend. Die Motorentwicklung beginnt normalerweise nicht damit, eine Ventilanzahl auszuwählen und dann Gründe dafür zu erfinden. Portgeometrie, Ventilposition, Luftstrom, Wirbel, Einspritzplatzierung und Kolbenschalenform müssen gemeinsam entworfen werden.

Ein 8-Ventil-Ventiltrieb enthält weniger Ventile und zugehörige bewegliche Teile als ein 16-Ventil-System, was ihm das Potenzial für eine konzentriertere mechanische Anordnung und geringere Ventiltriebsverluste verleiht. Diese Beobachtung allein erklärt nicht, warum PSA auch Kolben, Einspritzanlage, Turbolader, EGR-System und elektronische Steuerungen neu gestaltet hat.

Ein 16-Ventil-Zylinderkopf bietet in der Regel eine größere Gesamtdurchflussfläche und hat bei höheren Motordrehzahlen eigene Vorteile. Das DV6C-Programm war jedoch kein Versuch, einen 1,6 HDi in einen hochdrehenden Diesel zu verwandeln. Seine Aufgabe war es, die Euro-5-Emissionen mit nützlichem Drehmoment, Kraftstoffverbrauch, Lärm und Alltagsbetrieb über eine große Fahrzeugreihe auszugleichen.

Ebenso wenig Nutzen hat es, eine spätere, separate Motorenfamilie zu verwenden, um zu beweisen, ob die DV6-Entscheidung richtig oder falsch war. Verschiedene Plattformen unterliegen unterschiedlichen Abgasregeln, Leistungsbereichen und Fahrzeuganforderungen. Die Anzahl der Ventile allein kann diese historische Ursache-Wirkungs-Beziehung nicht nachweisen.

Der DV6C musste nur seine eigene Frage beantworten: Wie konnte ein 1,6-Liter-Diesel, der Anfang der 2000er Jahre entwickelt wurde, unter Euro 5 weiterhin tragfähig bleiben?

Die Antwort von PSA war, die Plattform zu behalten und das Verbrennungssystem neu aufzubauen.

Warum hat PSA DV6 neu entwickelt, anstatt es aufzugeben?

Bis 2010 war DV6 mehr als nur eine Motorzeichnung. Es verfügte über ausgereifte Produktionslinien, etablierte Zulieferer, Fahrzeuginstallationspakete, Getriebezugänge und ein breites Servicenetz. Der Ersatz durch eine völlig neue Plattform hätte jede einzelne dieser Ebenen beeinflusst.

Den alten Motor unberührt zu lassen, wäre einfacher gewesen, aber Euro 5 ließ ihn nicht mehr nur durch kleinere Kalibrierungsarbeiten überleben.

PSA wählte einen Weg zwischen diesen beiden Extremen. Bohrung, Hub, Hubraum und industrielles Fundament blieben bestehen. Die Zylinderkopf-, Kolben-, Einspritz-, Lade- und Steuersysteme änderten sich erheblich.

Aus Sicht der Fertigung und Lieferkette war die Entscheidung vorsichtig. Im Inneren des Motors war er alles andere als schüchtern. Die Neugestaltung von mehr als der Hälfte der Teile zeigt, dass PSA den DV6C nicht als routinemäßige Aktualisierung des vorherigen Einheiten betrachtete.

Die zusätzlichen 2 PS waren fast nebensächlich.

Die Bedeutung des Programms wurde in den folgenden Jahren deutlicher. Die Versionen des Euro 5 DV6C und DV6D wurden bei Peugeot, Citroën und verwandten Anwendungen mit unterschiedlichen Leistungsstufen fortgesetzt. DV6 wechselte dann durch das BlueHDi-Emissionssystem in die Euro-6-Phase.

BlueHDi platzierte SCR stromaufwärts der additiv unterstützten FAP. Peugeot erklärte, dass das System NOx um bis zu 90 % reduzieren könne, während weiterhin 99,9 % der Partikel entfernt werden. Da SCR einen größeren Anteil an der NOx-Kontrolle übernahm, gewann die Motorkalibrierung wieder Raum, um Kraftstoffverbrauch, CO₂ und Leistung auszubalancieren.

Der 1,6 BlueHDi 120 leistete 120 PS und 300 Nm mit einem maximalen Drehmoment von 1.750 U/min. PSA meldete eine CO₂-Reduktion von 7,5 % bis 8,5 % im Vergleich zu den ersetzten Euro-5-Versionen, wobei bis zu vier Prozentpunkte auf die durch SCR ermöglichte Kalibrierungsfreiheit zurückgeführt wurden.

Bis 2016 hatte Trémery seit dem Start 2014 815.000 Exemplare des 1.6 BlueHDi produziert und etwa 5.000 davon pro Tag gebaut.

Die 8-Ventil-Neugestaltung von 2010 war daher keine kurze End-of-Life-Brücke. Sie ermöglichte einer 2003 eingeführten Plattform einen weiteren kompletten technischen Zyklus durch Euro 5 und in Euro 6.

Was der Motorteilemarkt aus dieser Geschichte geerbt hat

Je länger ein Motor in Produktion bleibt und je mehr Anwendungen er abdeckt, desto größer wird sein Aftermarket. Auch sein Katalog wird schwerer zu organisieren.

DV6 ist ein klares Beispiel. Der Markt verwendet oft "1,6 HDi", "1,6 TDCi" oder einfach "DV6" als allgemeine Bezeichnungen, obwohl diese Bezeichnungen über dem früheren 16-Ventil-Motor und der späteren 8-Ventil-Generation liegen können. In der Teilelieferung eine frühereDV6 16V Nockenwellen- und Zahnriemen-Kitgehört zu einer anderen oberen Motorstruktur als die letztereDV6 8V Nockenwellen- und Ventiltriebset-Baureihe. Zylinderkopf, Ventiltrieb, Kolbenschüssel, Einspritzsystem, Turbolader und EGR-Anordnung können sich alle unterscheiden.

Professionelle Käufer wissen bereits, dass DV6 verschiedene Generationen hat. Die praktische Schwierigkeit liegt woanders: Fahrzeughersteller, Teilekataloge und Lieferanten drücken diese Generationen oder Montagegrenzen nicht immer auf die gleiche Weise aus.

Kit-Grenzen folgen derselben Geschichte. ADV6 8V Zahnriemenkitkann als reine Timing-Konfiguration oder zusammen mit einer Wasserpumpe geliefert werden, während einDV6 8V komplettes ÜberholungskitDeckt einen anderen Reparaturumfang ab. Keiner sollte allein aufgrund des Familiennamens ausgewählt werden.

Eine Kaufanfrage könnte sich beziehen aufein nackter Block, ein kurzer Block, ein langer Block oder ein Zylinderkopf; ein anderer kann nur einen Satz interner Komponenten abdecken. Motorcode, OE/Referenz, zurückgehaltenes Zubehör und Reparaturumfang müssen gemeinsam berücksichtigt werden, bevor die Versorgungsgrenze frei ist.

Deshalb organisiert POWCODE DV6 8V innerhalb derTeile nach Engine Code Plattformstrukturanstatt jedes Angebot mit den Buchstaben "DV6" als dasselbe Produkt zu behandeln. Käufer können dasPlattform für DV6 8V-Motorteile und Reparatursetsum Baugruppen, Systemkits und einzelne Komponenten nach Reparaturumfang und OE/Referenz zu erkunden. Die Reihenfolge ist wichtig: Zuerst die Erzeugung und Struktur identifizieren, danach das erforderliche Montageniveau festlegen und dann OE/Referenz sowie das spezifische Teil bestätigen.

Dieser Ansatz mag eher nach Katalogtechnik als nach Motorengeschichte klingen, stammt aber direkt aus der oben beschriebenen Geschichte. PSA behielt die DV6-Identität 2010 bei, während sie mehr als die Hälfte seiner Teile neu gestaltete. Der Motorteilehandel beschäftigt sich weiterhin mit den durch diese Entscheidung geschaffenen Grenzen.

DV6 hinterließ mehr als nur einen Motor

Die europäische Diesel-Ära brachte Motoren hervor, die leistungsstärker, exotischer und technisch auffälliger waren als DV6. DV6 gewann auf andere Weise an Bedeutung in der Geschichte.

Er war leicht genug für ein kleines Auto und stark genug, um einen Teil des Dieselmarktes mit größerem Hubraum zu ersetzen. Er konnte sich über Marken, Fahrzeugklassen und Leistungsstufen ausbreiten und sich dann intern ändern, wenn die Emissionsvorschriften über die ursprünglichen Annahmen hinausgingen.

Der 16-Ventil-DV6 von 2003 kam während des raschen Wachstums kleiner Common-Rail-Dieselmotoren. Der 8-Ventil-DV6C von 2010 erschien am nächsten Wendepunkt, als Hochdruckeinspritzung und ein Partikelfilter allein nicht mehr ausreichten und Brennkammer, EGR, Einspritzung und Nachbehandlungssysteme als enger integriertes Ganzes arbeiten mussten.

PSA führte den alten Motor weder unverändert in die nächste Ära hinein noch eine Industrieplattform auf, die noch Wert hatte. Sie öffnete die Plattform, behielt das Nützliche bei, und reorganisierte die Art und Weise, wie Luft, Kraftstoff und Verbrennung miteinander interagierten.

Der Wechsel von 16 auf 8 Ventile war daher keine kleine Fußnote in der DV6-Geschichte. Es war die Veränderung, die den Motor von der ersten großen Phase europäischer Kleindieselmotoren in die BlueHDi- und Euro-6-Jahre verlängerte.