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Common Rail (3. Generation)



Entwicklung hin zur Ein- bis Vierkolbenpumpe


Inzwischen kann man schon deutlicher die Entwicklungsrichtung von Common Rail erkennen. So scheint sich die oben in Bild 2 gezeigte insgesamt durchzusetzen. Die mit Nockenring betätigten Kolben (Bild 1) stammen im Prinzip noch aus der Zeit der Radialkolbenpumpen.

Pumpe für kleinere Dieselmotoren (1 Kolben, Motordrehzahl)

Man bemerkt spätestens beim Common Rail der dritten Generation die Verbesserungen des Wirkungsgrades. Der Speicher sollte etwa 1 cm³ pro 100 cm³ Hubraum des Motors groß sein. So kann für einen Sechszylinder eine Pumpe mit zwei Kolben (Bild 3) und für einen Vierzylinder eine mit nur einem Kolben (Bild 4) sinnvoll sein. Schauen Sie sich jeweils den Kettenantrieb der Pumpen an. Sie laufen mit Kurbelwellendrehzahl.

Piezotechnik statt Magnetventil, allerdings umgekehrt bestromt

In der dritten Generation ist das Magnetventil verschwunden. Piezo-Aktuatoren bestimmen die Abläufe, im günstigsten Fall in Inline-Technik, also im Schaft des Injektors. Dabei sind die einzelnen Piezoschichten zu Keramikplättchen zusammengefasst und davon mehrere im Injektorgehäuse vorgespannt. Bei der Ansteuerung öffnet sich ebenso der Schließdruck zum Rücklauf hin, allerdings ist die Piezoschicht beim Schließen bestromt und nicht beim Öffnen.

3. Generation mit höherem Druck und Inline-Technik

Das Common Rail System der 3. Generation von Bosch erzeugt einen Druck von ca. 1800 bar. Erkennbar sind diese Systeme an einer Einkolben- bzw. Zweikolben-Hochdruckpumpe und den Inline-Piezo-Injektoren. Inline deshalb, weil das Piezoelement im Schaft des Injektors sitzt. Dadurch wird dieser von der Bauweise sehr dünn. Es erfordert wohl den Einsatz eines hydraulischen Kopplerelementes im Injektor, damit dessen Erwärmung keinen Einfluss auf die einzuspritzende Menge hat. Der Injektor kann durch den Piezo-Injektor bis zu 5 Mal einspritzen. 2eVoreinspritzungen für den ruhigen Motorlauf, eine große Haupteinspritzung und bis zu zwei Nacheinspritzungen.

Dieselkraftstoff wichtig zur Kühlung und Schmierung

Eine elektrische Intank-Kraftstoffpumpe fördert den Kraftstoff mit einem Druck von ca. 3 - 6 bar zur Kraftstoffpumpe. Bevor der Kraftstoff zum Einlassventil der Hochdruckpumpe befördert wird, geht dieser durch die Pumpe selbst und durch das Dosierventil, dann erst zum Einlassventil. Dies sichert die Schmierung und Kühlung der Pumpe bevor eingespritzt wird. Sollte durch eine Falschbetankung etwa Benzin in dieses Einspritzsystem gelangen, ist ein Austausch kaum noch zu umgehen.

Hoch- und Niederdruckventil haben verschiedene Aufgaben

Das Hochdruckregelventil am Rail und das Dosierventil in der Vorlaufseite können sich auch die Aufgabe teilen, den Raildruck zu regeln. In der Warmlaufphase soll der Kraftstoff sich relativ schnell aufheizen. Das Dosierventil lässt mehr Kraftstoff zum Komprimieren durch, der erhitzt sich und das Hochdruckregelventil lässt die zu viel geförderte Menge wieder in den Rücklauf abfließen. Bei hohen Raildrücken und konstanten Drehzahlen wird der Raildruck dann über beide Ventile gesteuert. Allerdings erhöht nur das Dosierventil den Wirkungsgrad der Hochdruckpumpe.

Verschiedene Drücke nach Abstellen des Motors

Das Rail steht bei abgeschaltetem Motor je nach Hersteller verschieden stark unter Druck, wie z.B bei Anlagen der 1., 2. und 3. Generation. Bosch lässt es im Ruhezustand sogar offen, um durch den 'drucklosen' Zustand eine gewisse Dampfblasenbildung im Rail zu vermeiden. Dampfblasen können das Anspringen des Motors nach Abstellen im heißen Zustand verzögern. 07/10



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