Grundlagen der Kraftstoffeinspritzung

Kraftstoffeinspritzung

Beim Dieselmotor muss der Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt werden. Moderne Einspritzsysteme erzeugen hierfür bereits Drücke bis 2000 bar, künftig sogar darüber. Dabei ist eine Genauigkeit des Einspritzbeginns von ca. +/- 1° KW notwendig. Zusätzlich ist der Kraftstoff so genau wie möglich zu dosieren.

Wichtige Kriterien für den Einspritzvorgang sind:

1 Zeitpunkt und Dauer der Einspritzung

1 Verteilung im Brennraum

1 Zeitpunkt des Verbrennungsbeginns

1 Zugeführte Kraftstoffmenge je ° Kw

1 Zugeführte Kraftstoffgesamtmenge.

Um diese Kriterien erfüllen zu können, muss der Beginn der Kraftstoffeinspritzung exakt bestimmt werden können. Die Einspritzsysteme für Dieselmotoren haben deshalb einen Spritzverstellerfunktion, die entweder mechanisch oder elektrisch den Förderbeginn der Einspritzpumpe bzw. Einspritzbeginn in Anhängigkeit von der Drehzahl, Last und Motortemperatur verändert.

Eine weitere Besonderheit der Einspritzsysteme für Dieselmotoren ist die Drehzahlbegrenzung. Bei unbegrenzter Luftmenge hängt die Drehzahl eines Dieselmotors nur von der eingespritzten Kraftstoffmenge ab. Wäre diese unbegrenzt, könnte die Drehzahl des unbelasteten Dieselmotors bis zur Selbstzerstörung ansteigen. Deshalb hat jedes Einspritzsystem einen Regler für die Drehzahlbegrenzung, der auch eine stabile Leerlaufdrehzahl sicherstellt.

Einspritzsysteme moderner Dieselmotoren

Gegenwärtig sind für Nfz. - Dieselmotoren folgende Einspritzsysteme bedeutsam:

4 Reiheneinspritzpumpe 4 Verteilereinspritzpumpe

4 Pumpe- Düse- Einheit PDE 4 Pumpe- Leitung- Düse

4 Common- Rail

Die Reiheneinspritzpumpe gilt als klassisches Diesel Einspritzsystem. Eine Nockenwelle betätigt gleichzeitig mehrere Einzelpumpenelemente.

Der Kraftstoff wird von jedem Einzelpumpenelement zu je einer Einspritzdüse am Zylinder gefördert. Es ist also an der Reiheneinspritzpumpe pro Zylinder ein Einzelpumpenelement vorhanden.

Die Verteilereinspritzpumpe hat ebenfalls separate Druckleitungen zu allen Einspritzdüsen, aber nur ein gemeinsames Pumpenelement für alle Zylinder, das pro Kurbelwellenumdrehung des Motors die erforderliche Anzahl Förderhübe

ausführt. Ein Verteiler in der Pumpe leitet den Kraftstoff bei jedem Förderhub zu jeweils einer Einspritzdüse.

Einige Nfz- Hersteller verwenden die modular aufgebauten Einzeleinspritzsysteme Pumpe- Leitung- Düse bzw. Pumpe- Düse- Einheit. Dabei bildet das Magnet-ventilgesteuerte Pumpenelement zusammen mit der Einspritzdüse eine Einheit, die für jeden Zylinder vorhanden ist.

Eine Gegenwärtig zunehmende Bedeutung verlangt das Speichereinspritzsystem Common- Rail, bei dem die Hochdruckerzeugung und der Einspritzvorgang komplett voreinander entkoppelt sind. Die Injektoren (Einspritzdüsen mit Magnetventil) aller Zylinder sind mit Hochdruckleitungen an eine gemeinsame Verteilerleiste (engl. Common- Rail) angeschlossen. Im Speichervolumen des Common- Rail CR ist ständig Kraftstoff mit Einspritzdruck vorhanden, den eine zentrale Hochdruckpumpe erzeugt. Die schnell schaltenden Magnetventile der Injektoren ermöglichen Vor-, Mehrfach- und Nacheinspritzung pro Arbeitstakt.

A Verteilereinspritzpumpe (RE) B Common- Rail- System

C Pumpe- Düse- Einheit D Pumpe- Leitung- Düse

1 Einspritzpumpe mit Einzelleitung zu jeder Einspritzdüse

2 Einspritzdüse

3 Einspritzpumpe mit gemeinsamer Hochdruckleitung

4 Gemeinsamer Hochdruck Verteiler

5 Injektor (Einspritzdüse mit Magnetventil)

6 Einzelpumpenelement und Einspritzdüse mit Magnetventil

7 Einzelpumpenelement mit Magnetventil, Hochdruckleitung und Einspritz- düse

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