Das zweistufige, oder auch HVD, Kraftstoffeinspritzsystem kann als Hybrid zwischen Common-Rail und nockengetriebenem Einspritzsystem klassifiziert werden.

In der ersten Stufe wird ein zwischen 5 bar und 500-700 bar einstellbarer, konstanter Druck der nockengetriebenen Plungerpumpe in der zweiten Stufe zugeführt. Zugleich wird der Druck der ersten Stufe auch auf die Rückseite der Düsennadel geleitet.

Der hohe Druck auf die Rückseite der Düsennadel führt zu einem Anstieg des Schließ- und Öffnungsdruckes der Düse. Während der Schließdruck linear mit dem Druck der 1. Stufe ansteigt, wird der Anstieg des Öffnungsdruckes abhängig von der Geometrie der Düsennadel verstärkt.

Düsenöffnungsdrücke bis zu 1300 bar sind bei einem Druck in der ersten Stufe von 500 bar darstellbar. Damit ist eine optimale Gemischbildung während der gesamten Einspritzung sichergestellt.

Bei Betätigung der Plungerpumpe in der zweiten Stufe wird eine Druckwelle erzeugt, die wie von konventionellen Einspritzsystemen bekannt, das Öffnen und Schließen der Nadel kontrolliert.

Das Diagramm zeigt die Einspritzcharakteristik des HVD-Systems bei zwei verschiedenen Drücken in der ersten Stufe (schwarz: 5 bar, rot: 500 bar) bei konstantem Kraftstoffdurchsatz.

Mit ansteigendem Druck in der ersten Stufe können folgende Phänomene neobachtet werden:

• Der Öffnungsdruck der Düsennadel steigt von 250 bar uaf ca. 1200 bar an.
• Der Schließdruck der Nadel steigt auf Werte > 500 bar an.
• Der Spitzendruck der Einspritzung steigt von 1200 auf 1650 bar an.
• Die Düsennadel beginnt auf der Druckwelle zu schwimmen. Dies führt dazu, dass die Einspritzraten während der ersten 20% der Einspritzung nahezu unverändert bleiben, wenn man mit dem Verhalten bei niedrigem Druck in der 1. Stufe vergleicht.
• Als Folge des höheren Einspritzdruckes werden die Einspritzraten in den letzten 80% der einspritzung angehobwn
• Die Einspritzdauer wird um 35% von 29°KW auf 18°KW verkürzt.