Grundlegendes zum Common-Rail-Direkteinspritzsystem

Moderne Dieselmotoren verwenden ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem. Common-Rail-Systeme bieten ein Maß an Flexibilität, das verwendet werden kann, um eine erstklassige Emissionskontrolle, Leistung und Kraftstoffeffizienz zu erreichen. Erstausrüster (OEMs) können jetzt für eine breite Palette von Maschinen und Anwendungen auf maximale Leistung und Endnutzerwert entwickeln.

Wegen der Flexibilität, die sie ermöglichen und gleichzeitig die strengsten Abgasnormen erfüllen, verwenden immer mehr moderne Dieselmotoren Kraftstoffsysteme mit Common-Rail-Direkteinspritzung (CRDi). Kraftstoff wird dem Motor unter Druck und elektronisch gesteuerter Präzision in Common-Rail-Systemen zugeführt. Dies gibt ein Maß an Flexibilität, das verwendet werden kann, um die beste Emissionskontrolle, Leistung und den besten Kraftstoffverbrauch seiner Klasse zu erreichen.

In diesem Artikel lernen Sie Definition, Funktionen, Komponenten, Diagramm, Funktionsweise, Vor- und Nachteile eines Common-Rail-Direkteinspritzsystems kennen.

Was ist eine Common-Rail-Direkteinspritzung?

Dieselmotoren bieten im Allgemeinen den deutlichen Vorteil einer hohen Kraftstoffeffizienz und eines niedrigen CO2-Ausstoßes. Infolgedessen wurde eine Reihe neuer Technologien entwickelt, um schädliche Emissionen zu begrenzen. Das Common Rail Direct Injection (CRDI)-System der direkten Kraftstoffeinspritzung ist eine dieser Technologien. Bei diesem Design beginnt die Verbrennung in der Hauptbrennkammer, die in einem Hohlraum auf der Oberseite des Kolbenbodens positioniert ist.
Dieses System verwendet schnell ansprechende Einspritzdüsen mit elektronischer Steuerung, um Diesel fünfmal präziser als ein Standardsystem einzuspritzen Einspritzsystem. Als Ergebnis gibt es eine größere Abnahme von Feinstaub und NOx, was die Kraftstoffeffizienz und das Drehmoment verbessert. Dadurch werden Motorgeräusche und Vibrationen reduziert.

1997 stellte Bosch das erste Common-Rail-System vor. Seinen Namen hat das System vom gemeinsamen Hochdruckspeicher (Common Rail), der alle Zylinder mit Benzin versorgt. Bei herkömmlichen Dieseleinspritzsystemen muss der Kraftstoffdruck für jede Einspritzung individuell erzeugt werden. Das Common-Rail-System hingegen trennt Druckerzeugung und Einspritzung und stellt so sicher, dass der Kraftstoff immer mit dem richtigen Einspritzdruck zur Verfügung steht.

Anwendungen

Das Common-Rail-System eignet sich für alle Arten von dieselbetriebenen Straßenfahrzeugen, von Stadtautos (wie dem Fiat Panda) bis hin zu Oberklassefahrzeugen (wie dem Audi A8). BOSCH, Delphi, Denso und Siemens VDO sind die führenden Hersteller aktueller Common-Rail-Systeme (jetzt im Besitz der Continental AG).

Funktionen

Im Folgenden sind die Hauptfunktionen eines Common-Rail-Direkteinspritzsystems in seinen verschiedenen Anwendungen aufgeführt:

Kraftstoffzufuhr:

Der Einspritzpumpenkörper enthält Pumpenteile wie Zylinder und Kolben. Wenn der Nocken den Kolben anhebt, wird der Kraftstoff unter Hochdruck gepresst und zum Einspritzventil geleitet.

Anpassung der Kraftstoffmenge:

Unabhängig von Drehzahl oder Last ist die Luftansaugung bei Dieselmotoren nahezu konstant. Die Leistung und der Kraftstoffverbrauch schwanken, wenn sich die Einspritzmenge mit der Motordrehzahl ändert, während der Einspritzzeitpunkt konstant bleibt. Über das Gaspedal wird die Motorleistung nahezu proportional zur Einspritzmenge verändert.

Zeitpunkt der Einspritzeinstellung:

Der Zeitraum zwischen dem Einspritzen, Zünden und Verbrennen des Kraftstoffs und dem Erreichen des maximalen Verbrennungsdrucks wird als Zündverzug bezeichnet. Da dieser Zeitraum unabhängig von der Motordrehzahl nahezu konstant ist, wird ein Timer verwendet, um den Einspritzzeitpunkt einzustellen und zu modifizieren, um eine optimale Verbrennung zu ermöglichen.

Zerstäuben von Kraftstoff:

Kraftstoff wird gründlich mit Luft vermischt, wenn er von der Einspritzpumpe unter Druck gesetzt und dann aus der Einspritzdüse zerstäubt wird, was die Zündung verbessert. Die Endfolge ist die vollständige Brennbarkeit.

Komponenten einer Common-Rail-Direkteinspritzung

Zu den Hauptkomponenten eines Common-Rail-Direkteinspritzsystems gehören:

• Kraftstoffeinspritzpumpe – setzt Kraftstoff unter Hochdruck
• Hochdruckleitung – leitet Kraftstoff zur Einspritzdüse
• Einspritzdüse – spritzt den Kraftstoff in den Zylinder ein
• Förderpumpe – saugt Kraftstoff aus dem Kraftstofftank
• Kraftstofffilter – filtert den Kraftstoff
• Motorsteuergerät

Diagramm eines CRDi

Arbeitsprinzip

Die Funktionsweise eines Common-Rail-Direkteinspritzsystems CRDi ist weniger komplex und leicht verständlich. Ein Common-Rail-System besteht aus einem Druckspeicher (oder anders ausgedrückt einem Benzinverteilerrohr), der entlang des Motorblocks angeordnet ist. Eine Hochdruck-Mehrzylinder-Kraftstoffpumpe versorgt das Rail. Magnetventile werden verwendet, um die Einspritzdüsen einzuschalten. Sowohl die Magnetventile als auch die Kraftstoffpumpe werden elektronisch gesteuert.

Der Einspritzdruck in einem Common-Rail-Einspritzsystem ist unabhängig von Drehzahl und Last des Motors. Als Ergebnis ist die Steuerung der Injektionsparameter einfach. Um Motorgeräusche und NOx-Emissionen zu reduzieren, wird üblicherweise eine Voreinspritzung verwendet. Der Kraftstofffluss wird durch ein Nadel-Sitz-Ventil in den Einspritzdüsen gesteuert. Sowohl die Ober- als auch die Unterseite des Nadelventils werden mit Kraftstoffdruck versorgt. Indem ein Teil des Drucks von der Oberseite abgelassen wird, treibt der Druck auf der Unterseite die Nadel aus ihrem Sitz. Der Kraftstoff fließt dann durch die Düsenöffnungen.

Sehen Sie sich das Video unten an, um mehr über die Funktionsweise eines Common-Rail-Direkteinspritzsystems zu erfahren:

Vor- und Nachteile eines Common-Rail-Direkteinspritzsystems

Vorteile:

Im Folgenden sind die Vorteile eines CRDi in seinen verschiedenen Anwendungen aufgeführt:

• Er erzeugt 25 % mehr Leistung und Drehmoment als ein herkömmlicher Direkteinspritzer.
• Die Anfangsinvestition ist minimal.
• Es ist möglich, eine bessere Abholung zu bekommen.
• Es hält Geräusche und Vibrationen auf einem Minimum.
• Es ist möglich, mehr Meilen zu sammeln.
• Emissionen sind minimal.
• Der Kraftstoffverbrauch wird reduziert.
• Es ist möglich, bessere Ergebnisse zu erzielen.

Nachteile:

Trotz der guten Vorteile des CRDi-Systems treten immer noch einige Einschränkungen auf. Im Folgenden sind die Nachteile einer Common-Rail-Direkteinspritzung in ihren verschiedenen Anwendungen aufgeführt:

• Teueres Fahrzeug
• Teure Teile
• Wartungskosten sind hoch
• Aufgrund vieler Teile kompliziertes Design

Schlussfolgerung

Common-Rail-Systeme bieten ein Maß an Flexibilität, das verwendet werden kann, um eine erstklassige Emissionskontrolle, Leistung und Kraftstoffeffizienz zu erreichen. Erstausrüster (OEMs) können jetzt für eine breite Palette von Maschinen und Anwendungen auf maximale Leistung und Endnutzerwert entwickeln. Das ist alles für diesen Artikel, in dem Definition, Anwendungen, Funktionen, Komponenten, Diagramm, Funktionsweise, Vor- und Nachteile einer Common-Rail-Direkteinspritzung erläutert werden.

Ich hoffe, Sie lernen viel aus der Lektüre, wenn ja, teilen Sie sie bitte mit anderen Schülern. Danke fürs Lesen, bis bald!