Ich versuchs, muss aber gleich relativieren, technische Erläuterungen sind nicht meine Stärke.
Grundsätzlich und sehr pauschalisiert:
- geringer Verbrauch = hohe NOx-Bildung
- hoher Verbrauch = hohe Ruß-Bildung
Kompromiss für die Teillast:
- hohe NOx-Bildung durch hohe Abgasrezirkulationsraten (= kühlen der Verbrennung) vermeiden
- Kompromiss verursacht Ruß-Bildung, die dem Partikelfilter aufgelastet wird
Kompromiss für die Volllast:
- hohe NOx-Bildung wird nicht vermieden,
- SCR-System muss Stickoxide mit Harnstoff zu Stickstoff und Sauerstoff reduzieren
Wie hängt das mit den Bildern zusammen? Der Brennraum ist ein typischer Muldenbrennraum (Kolben-seitig) mit ebenem Brennraumdeck, kombiniert mit einem recht einfach gestalteten Ansaugkanal, der nicht mal Richtung füllungsoptimal getrieben wurde, eher für den Teillastimpuls, wofür die kleinen Einlassventile bei einer Brennraumgröße von knapp 400 ccm und die Drallklappen im Ansaugsystem sprechen. D.h. der Auslegungspunkt für die Aufladung lag auch in der Teillast, was die Kombination der Wirkungsgradkennfelder von Turbine und Verdichter angeht und die Volllast bei Nenndrehzahl ergibt sich als Arbeitspunkt. Weiterhin lese ich aus den gebrauchten Kolben eine sehr geringe Verrußung auf den Quetschflächen (Laufzeit!), aber eine solide feinteilige Rußschicht in der Mulde. Dies spricht für einen recht hohen Luftüberschuss in Teillast und ein sehr injektorspritzbildgetriebenes Drall-Brennverfahren. Der Teillast-Drall muss eine hohe Drallzahl haben, da man selbst im Spritzbildabbild auf dem Kolben die Drallrichtung erkennen kann.
Die Quetschflächen sind großzügig und die Quetschhöhe wird nur von der Dichtung definiert, liegt also im Bereich um 1,0 mm, da ich auf den Bildern eine Deckhöhe von etwa Null der Kolben abschätze. In Kombination mit dem sehr starken Teillast-Drall ergibt das eine sehr starke Beschleunigung der Verbrennung (= hohe NOx-Bildungsneigung). Das heißt Opel bzw. GM fährt hier einen Kompromiss Richtung AGR und Partikelfilterreinigungsintervall. Die Verrußung der Einlassseite kann damit durchaus den Lastpunkt über die Laufzeit verschieben (= Leistungsabfall über Laufzeit durch Einlassdurchmesserreduktion, unterste Teillast profitiert aber davon evtl.). Interessant ist auch, sie nutzen die Ventiltaschen, die mechanisch unnötig weit ausgefräst wurden, als Drall-Wirbelstellen, um der Drallströmung mehr Mikrozerfall (= mehr turbulent kinetische Energie = schnellere Verbrennung) angedeihen zu lassen.
Für Euro 6 ist das deshalb überraschend, da der gewonnene Wirkungsgrad wegen der NOx auf Kosten des Regenerationsintervalls, sprich kürzerer Abstände der Reinigung, geht. Verständlich, in den Zyklentests (WLTP und RDE) spielt das kaum eine Rolle, beim Kunde jedoch schon.
Die Risse im Kolben (Haarrisse wären mind. 10-mal kleiner und kaum sichtbar) sind schon relativ lange vorhanden und vermutlich im Wachstum durch den Spannungsabbau etwas langsamer geworden. Sie sind untypisch 90° zur Kolbenlagerung, was tatsächlich für eine temperaturgetriebene Ursache sprechen würde, gar nicht mal so untypisch für Alukolben in einem höher aufgeladenen Dieselbrennverfahren. Die Brennverfahren werden stark durch das Einspritzsystem (hoher Einspritzdruck) dominiert, was dem Alumaterial zu schaffen macht, da die zeitlich lokalen hohen Spannungen durch die vor allem um den Einspritzstrahl entstehende Wärme bei Beginn der Verbrennung nicht ausreichend schnell verteilt werden. Ob das wirklich injektormotiviert war, müsste man an der Injektorfunktion nachweisen. Diese Kolben (Alu + Diesel + hocheffizientes Brennverfahren) haben typischerweise eine sogenannte Shakerkühlung (Schüttelkühlung), bei der die Kolbenunterseite einen Ringkanal im Stegbereich beinhaltet, die eine Öffnung für die Ölspritzdüse und eine Öffnung für den Ölauslass hat. Beim auf und ab des Kolbens wird also ständig Öl nachgespritzt und ordentlich hin und hergeworfen, was die Kühlung des Steges enorm verbessert. Bricht diese zusammen, kann ein ähliches Rissbild entstehen (90° zur Kolbenbolzenachse). Nur so als alternative Quelle für Risse im Alukolben bei Dieselbrennverfahren. Evtl. war die Ölspritzdüse verstopft, verbogen, oder...nur so als Alternative.
Was mir noch auffiel, die neuen Kolben sind nicht baugleich mit den Alten. Die Domspitze ist deutlich different, was die Zerstäubung weniger, aber den Muldendrall beeinflusst. Kann aber nicht beurteilen, ob das echte Mahlekolben oder Nachmarkt-Kolben sind.
, und verfügt über einen 12 V-Mildhybrid-Generator-Motor. Rüttelt im Leerlauf mehr als der halbe 6-Zylinder im Astra, was mich etwas wunderte, die ganze Karosserie vibrierte bei 850/min spürbar, wobei im Astra das fühlbare geringer intensiv ausfällt. Neben den nervigen Assistenzsystemen (Tempo-Warner, Spur-Assistent, Abstandswarner) und dem Winzling von Kofferraum (unser vorheriger VW FOX hatte deutlich mehr!) ist die Kiste schwerer als der Astra und Ergbnis-mäßig ein Rückschritt in Verbrauch und Praktikabilität. Meine Frau ist begeistert, der FOX ist halt nicht nur Dekaden an Entwicklung weg, auch eine Klasse darunter. Aber passt nicht in das Parkgitter in der Arbeit und kommt kaum in die Parklücke der Heimtiefgarage. Meine Laufstöcke passen nicht in den Kofferraum, was beim FOX locker dort unterzubringen war. Mein Astra ist wesentlich praktischer, sparsamer und weniger kontrollierend.