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  Pumpedüse








Aufgabe

Schon Rudolf Diesel hatte die Idee dazu, wie Skizzen aus der Zeit der Entwicklung des ersten Dieselmotors beweisen. Allerdings waren Passungen bis zu 1/10000 mm zu dieser Zeit noch nicht möglich. Überhaupt gab es noch keine hydraulische Einspritzung. Darauf musste die Welt noch 30 Jahre bis zur ersten Einspritzpumpe und weitere 30 bis zu den ersten Motoren mit Pumpedüse warten. Aber auch diese wurden über den Schiffsdiesel dann langsam in den Lkw-Bereich eingeführt und es dauerte noch einmal 40 Jahre, bis auch kleine Dieselmotoren mit dieser Technik ausgerüstet werden konnten.
Die Vorgänger dieser Motoren waren Direkteinspritzer mit Verteiler-Einspritzpumpe und damit wahrlich nicht arm an Drehmoment besonders im zugkraftintensiven unteren Drehzahlbereich. Mit der Pumpedüse gelang noch einmal eine deutliche Steigerung. Das gilt in beinahe gleichem Maß für Motoren mit Common Rail. So erreicht ein Zweiliter-Triebwerk mit Aufladung bei Drehzahlen unter 2000 1/min ein Drehmoment von weit über 300 Nm. Das sind Werte, die ein ähnlicher Benzinmotor zurzeit nicht erreichen kann.

Funktion

Schon bei geringen Drehzahlen muss Kraftstoff vom Tank zu den Pumpedüse-Elementen gefördert werden. Dies erledigt eine Sperrflügelpumpe. Aus dem Schema im Bild oben können Sie ersehen, dass ein Verdränger mit (in diesem Fall) drei Nocken rotiert. Gegenüber seinem Zylinder werden oben und unten zwei Räume durch Sperrflügel abgetrennt, die durch Federn links und rechts gegen den Verdränger und seine Nocken wirken. Die Sperrflügel müssen natürlich die gleiche Breite wie die Verdrängernocken und damit der ganze Pumpenraum haben. Je zwei Leitungen münden in die beiden hydraulisch voneinander getrennten Räume. Am Anfang passiert ein Nocken jeweils die Saugleitung und vergrößert den Pumpenraum. Er würde die angesaugte Kraftstoffmenge immer weiter vor sich herschieben, wäre da nicht ein Sperrnocken, der ihn zwingt, den Kraftstoff an die Druckleitung und damit an die Pumpedüsen abzugeben.
Eine Wissenschaft für sich ist das Verteilerrohr (Bild 3). Wenn Sie genauer hinschauen, sehen Sie unten ein dickeres Rohr für den Vorlauf, oben ein dünneres für den Rücklauf. Hier erfolgt durch eine Rohr-in-Rohr-Konstruktion und entsprechende Öffnungen eine Mischung zwischen neu von der Kraftstoffpumpe gefördertem und von den jeweiligen Pumpedüse zurückkehrendem Kraftstoff. Dieser ist heißer. Wichtig ist bei dem gesamten Prozess, dass jeder Zylinder Kraftstoff der gleichen Temperatur erhält. Bei Einspritzpumpen konnte dieser ca. 80°C erreichen, hier bis zu 120°C. Würden die Temperaturen differieren, so wäre das auch bei den Einspritzmengen der Fall. Die hohe Temperatur ist auch der Grund für die Kühlung des Kraftstoffes im Rücklauf.


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