Common Rail Kraftstoffsystem – Allgemeine Beschreibung
Das Dieselantriebssystem besteht aus einem Common Rail Speichereinspritzsystem, Nieder- und Hochdruck-Kraftstoffleitungen, Ansaug- und Abgaskrümmern; Turbolader; feinen und groben Kraftstofffiltern, Luftfilter, Kraftstofftank, Ladeluftkühler.
1 — Kraftstofftank; 2 — Kraftstoff-Grobfilter; 3 — manuelle Kraftstoffansaugpumpe; 4 — Hochdruck-Kraftstoffpumpe; 5 — elektromagnetischer Druckregler; 6 — Kraftstofffeinfilter;
7 — Hochdruck-Kraftstoffspeicher; 8 — Einspritzdüse; 9 — Ansaugkrümmer; 10 — Ladeluftkühler; 11 — Turbolader; 12 — Luftfilter-Verstopfungssensor;
13 — Abgaskrümmer; 14 — Zylinderkopf; 15 — Glühkerze; 16 — Ladelufttemperatur- und -drucksensor; 17 — Kraftstoffhochdrucksensor;
18 — Kraftstofftemperatur- und -drucksensor; 19 — Nockenwellendrehzahlsensor; 20 — Luftreiniger; 21 — Schalldämpfer; 22 — Kraftstoffheizung;
23 — Druckbegrenzungsventil; 24 — Winkeldrehbolzen; 25 — Entlüftungsstopfen; 26 — Stopfen
Common Rail Speichereinspritzsystem: besteht aus einer Kraftstoffpumpe, Einspritzdüsen, einem Hochdruck-Kraftstoffspeicher, Drehzahlsensoren (Kurbelwelle und Nockenwelle), Sensoren für den Zustand der Arbeitsumgebung (Druck und Temperatur von Kraftstoff und Luft), elektromagnetischen Aktuatoren (Kraftstoffdruckregler, Einspritzventile), elektronischem Steuergerät, Steuer- und Kommunikationskreisen, Steuer- und Diagnosefeld.
1 — Kurbelwellendrehzahlsensor; 2 — Nockenwellendrehzahlsensor; 3 — Kraftstofftemperatur- und -drucksensor; 4 — Öltemperatur- und -drucksensor;
5 — Ladelufttemperatur- und -drucksensor; 6 — Kraftstoffhochdrucksensor; 7 — Kühlmitteltemperatursensor; 8 — Einspritzdüsen;
9 — Druckregler; 10 — elektronische Steuereinheit; B — im Bordnetz des Busses
Hochdruck-Kraftstoffpumpe (HDKP, Mod. CP3.3)
Zweck: Erzeugung einer Kraftstoffreserve, Aufrechterhaltung und Regelung des Drucks im Kraftstoffspeicher.
1 — Hochdruck-Kraftstoffpumpe; 2 — Kraftstoffansaugpumpe; 3 — elektromagnetischer Druckregler; 4 — Kraftstoffversorgungsanschluss vom Grobfilter;
5 — Kraftstoffauslassanschluss zum Feinfilter; 6 — Kraftstoffversorgungsanschluss vom Feinfilter; 7 — Kraftstoffauslassanschluss zum Speicher;
8 — Kraftstoffauslassanschluss zum Tank; 9 — Antriebswelle; 10 — Antriebszahnrad; 11 — Mutter; 12 — Stopfen
1 — Pumpengehäuse; 2 — Sicherheitsventil mit Drosselbohrung; 3 — Antriebswelle; 4 — Nockenrotor; 5 — Kolben; 6 — Versorgungskanal;
7 — Auslassventil; 8 — Druckregelventil; 9 — Kugel; 10 — Anker; 11 — Elektromagnet; 12 — Elektromagnetklemmen;
13 — Dichtung; 14 — Einlassventil
HDKP-Aufbau: Im Pumpengehäuse sind drei Kolben 5 radial im Winkel von 120° angeordnet, und auf der Antriebswelle 3 ist ein Nockenrotor 4 montiert (die Nocken sind im Abstand von 120° angeordnet). Die Antriebswelle der Pumpe hat einen Zahnradantrieb von einem Getriebe, dessen Eingangswelle über die Antriebshalbkupplung kinematisch mit der Dieselkurbelwelle verbunden ist.
HDKP-Funktionsprinzip: Kraftstoff, der den Grobfilter passiert hat, wird unter einem Druck von 0,8–0,9 MPa von der Ansaugpumpe durch den Feinfilter zum Einlassstutzen der Pumpe gefördert. Schmierung und Kühlung der Pumpenteile erfolgt durch Dieselkraftstoff.
Der auflaufende Nocken des Rotors bewegt den Kolben nach oben, der Kraftstoff wird verdichtet. Wenn der Druck das im Speicher gehaltene Niveau erreicht, öffnet sich das Auslassventil, und verdichteter Kraftstoff gelangt in den Hochdruckkreis.
Druckregelventil: Stellt den Druck im Speicher abhängig von Motorlast, Drehzahl und thermischem Zustand des Motors ein. Bei zu hohem Druck öffnet das Ventil, und ein Teil des Kraftstoffs wird über die Rücklaufleitung in den Kraftstofftank zurückgeführt.
Hochdruck-Kraftstoffspeicher (Rail)
1 — Kraftstoffspeicher; 2 — Auslassanschlüsse; 3 — Versorgungsanschluss; 4 — Rücklaufanschluss; 5 — Druckbegrenzungsventil;
6 — Ventilkern-Absperrkegel; 7 — Kraftstoffdrucksensor
Rail-Zweck: Der Hochdruck-Kraftstoffspeicher (Rail) ist ein volumetrischer Kraftstoffspeicher. Gleichzeitig glättet er Druckschwankungen, die durch die pulsierende Kraftstoffzufuhr von der Pumpe und durch den Betrieb der Einspritzdüsen entstehen.
Der Speicher 1 hat die Form eines Rohrs, an dessen Enden ein Kraftstoffdrucksensor 7 und ein Druckbegrenzungsventil 5 angebracht sind. Kraftstoff von der Pumpe wird über die Hochdruckleitung zum Einlassanschluss 3 des Rails und dann zu den Einspritzdüsen geleitet.
Druckbegrenzungsventil: Dient als Druckreduzierventil (Sicherheitsventil). Bei Überschreitung des Betriebsdrucks bewegt sich der Kegel unter Druckeinwirkung vom Sitz weg, und Kraftstoff wird in die Rücklaufleitung abgelassen.
Einspritzdüse
1 — Magnetventil; 2 — Steuerventil; 3 — Sprühnadel; 4 — Zerstäuber; 5 — Klemmen
Zweck: Einspritzung von Kraftstoff in den Dieselzylinder und Gewährleistung der erforderlichen Kraftstoffzerstäubung. Die Dieselmotoren verwenden CRIN2 Einspritzdüsen der Firma BOSCH (Deutschland).
Der erforderliche Einspritzbeginn und die Kraftstoffmenge werden durch das Magnetventil der Einspritzdüse gesteuert. Der Einspritzbeginn wird vom elektronischen Steuersystem eingestellt.
1 — Kraftstoffrücklaufleitung; 2 — elektrische Anschlussklemmen; 3 — Magnetventil; 4 — Hochdruckleitung; 5 — Ventilkugel;
6 — Kraftstoffauslass-Drosselbohrung; 7 — Kraftstoffzufuhr-Drosselbohrung; 8 — Steuerventilkammer; 9 — Steuerventilkolben;
10 — Kraftstoffzufuhrkanal zum Zerstäuber; 11 — Nadel und Zerstäuber
Funktionsprinzip der Einspritzdüse:
- Bei geschlossener Drosselbohrung 6 übersteigt die hydraulische Kraft, die von oben auf den Steuerventilkolben wirkt, die Kraft des Kraftstoffdrucks von unten auf den Nadelkegel — die Nadel wird angedrückt, keine Einspritzung.
- Bei Aktivierung des Magnetventils 3 öffnet sich die Drosselbohrung 6, der Druck in der Steuerventilkammer sinkt, die Nadel hebt vom Sitz ab — Kraftstoff wird in den Brennraum eingespritzt.
- Die eingespritzte Kraftstoffmenge ist proportional zur Einschaltdauer des Magnetventils und zum Druck im Rail.
Kraftstoff-Grobfilter "Pre Line 270"
1 — Kraftstoff-Grobfilter; 2 — manuelle Kraftstoffansaugpumpe; 3 — Kraftstoffheizung; 4 — Feuchtigkeitsabscheider; 5 — Wasserablassventil; 6 — Entlüftungsstopfen
Filtereigenschaften:
- Der Schlamm wird durch Ventil 5 am unteren Teil des Feuchtigkeitsabscheiders 4 abgelassen.
- Bei Betrieb bei Temperaturen unter -25°C muss das Filtergehäuse mit einer Heizung 3 ausgestattet sein (24 V, 350 W). Die Heizung arbeitet autonom und schaltet sich bei Temperaturen unter +5°C automatisch ein und aus.
Kraftstofffeinfilter
Der Kraftstofffeinfilter dient der Endreinigung des Kraftstoffs. Der Feinfilter ist nicht zerlegbar. Der Kraftstoff wird beim Durchströmen der Papierfilterelementbahnen von mechanischen Verunreinigungen gereinigt.
Luftversorgungssystem
1 — Luftversorgungsrohr; 2 — Schellen; 3 — Rohr; 4 — Stutzen; 5 — Ladeluftkühler; 6 — Filter;
7 — Filterverstopfungs-Sensor; 8 — Turbolader
Achtung! Das Eindringen von ungereinigter Luft in die Motorzylinder aufgrund einer Undichtigkeit im Ansaugtrakt führt zu einer starken Verkürzung der Motorlebensdauer.
1 — Dichtungsring; 2 — Flügelmutter; 3 — Unterlegscheibe; 4 — Deckel; 5 — Gehäuse; 6 — Kontrollfilterelement; 7 — Hauptfilterelement
Luftfilter: Trockenluftfilter mit austauschbaren Papierfilterelementen. Das kleine (innere) Filterelement gewährleistet die Luftreinigung bei mechanischer Zerstörung des äußeren Filterelements.
Verstopfungsüberwachung: Ein Sensor ist zwischen Filter und Turbolader installiert. Mit zunehmender Filterverstopfung steigt das Vakuum, und bei Erreichen von 6,5 kPa leuchtet die Kontrollleuchte "Luftfilter verstopft" auf dem Armaturenbrett auf. Bei Aufleuchten der Lampe ist das Filterelement zu reinigen oder zu ersetzen.
Turbolader
1 — Rotor; 2 — Turbinengehäuse; 3 — Lagergehäuse; 4 — Verdichtergehäuse; 5 — Stellantrieb; 6 — Stellantriebshalterung;
7 — Luftkanal
Turboladeraufbau: Besteht aus einem einstufigen Radialverdichter und einer radialen Zentripetalturbine. Die Ladedruckregelung erfolgt durch Umleitung eines Teils der Abgase am Turbinenrad vorbei, wenn der Ladedruck einen bestimmten Wert überschreitet.
Wichtig!
- Eine Veränderung der Gestängelänge des Turbolader-Stellantriebs während des Betriebs ist nicht zulässig.
- Die Demontage und Reparatur des Turboladers während des Betriebs sind nicht zulässig und müssen in einer spezialisierten Werkstatt durchgeführt werden.
