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Common-Rail-Einspritzung


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Bei der Common-Rail-Einspritzung handelt es sich um Einspritzsysteme für bei denen nur eine Einspritzpumpe verwendet wird. unter Druck stehende Kraftstoff wird anschließend über Rohrleitungssystem zu den einzelnen Zylindern verteilt.

Common-Rail-System wurden für Direkteinspritzungen für Dieselmotoren Die Direkteinspritzung für Benzinmotoren befindet sich noch Anfangstadium seiner Entwicklung obwohl erste Flugzeugmotoren (beispielsweise der Me109) schon zu Zeiten des 2. über Benzin-Direkteinspritzung verfügten und zuverlässig eingesetzt wurden.

Das Diesel-Common-Rail-System

Das Diesel-Common-Rail-System wird als Speichereinspritzung bezeichnet sich der Druck von Flüssigkeiten aufgrund der geringen Kompressibilität praktisch nicht speichern läßt.

Das komprimierbare Volumen des Kraftstoffes im liegt in der Größenordnung der Kraftstoffmenge einer Daher muß eine Hochdruckpumpe dauernd für die des Druckes sorgen.

Der Raildruck (also der Druck im von zur Zeit bis zu 160 MPa bar) kann für sehr hohe Einspritzdrücke genutzt An einer weiteren Erhöhung auf 200 MPa bar) und mehr wird gearbeitet.

Das Hauptziel ist hierbei die Optimierung Verbrennungsprozesses vor dem Hintergund einer weiteren Verbesserung Motorlaufeigenschaften sowie einer weiteren Reduzierung der Partikelemissionen Stickoxidbildung . Die vom Verbrennungsmotor angetriebene Hochdruckpumpe bringt vom Vorfördersystem welches bei den aktuellsten Systemen auf einer elektrischen Vorförderpumpe beruht aus dem bereitgestellten Kraftstoff auf den erforderlichen und vom vorgegebenen Einspritzdruck im Druckspeicher. Die Injektoren (Einspritzdüsen) an das gemeinsame Hochdruckrail (Kraftstoffsammelschiene) angeschlossen das dem Druckspeicher verbunden ist und spritzen den direkt in den Brennraum.

Die Injektoren ("Einspritzdüsen") werden nicht wie Verteilereinspritzanlagen Hubschieber-Reiheneinspritzanlagen oder Pumpe-Düse-Systemen durch den Kraftstoffdruck sondern werden elektrisch angesteuert. Über die Zeitdauer die Stromstärke der Injektorbestromung kann der Einspritzverlauf werden sowie extrem kurze Öffnungszeiten erreicht werden eine oder mehrere Voreinspritzungen vor der eigentlichen ermöglichen. Die Voreinspritzungen (ist als Einmalvorgang auch elektronisch beeinflussbaren Verteilerpumpen sowie beim System Pumpe-Düse möglich) heizen den Brennraum gewissermaßen vor führen damit zu einem weicheren Verbrennungsablauf der Weiterhin kann mit Hilfe dieser Voreinspritzung die verringert werden da durch die Voreinspritzung der der Zylinderfüllung reduziert wurde sowie die maximale und der Gradient der Verbrennungstemperatur nach der <math>dTzyl/dt</math> etwas kleiner sind.

Insbesondere bei den modernsten Systemen mit betätigten Injektoren arbeitet man mit mehreren Voreinspritzungen. die Einspritzzeitpunkte als auch der jeweilige Einspritzdruck in seinem zeitlichen Verlauf) können nahezu frei werden. Dies erleichtert die Anpassung an den Betriebszstand des Verbrennungsmotors.

Die Einspritzdüsen ("Injektoren") werden entweder elektromagnetisch piezoelektrisch betätigt angesteuert vom elektronischen Motorsteuergerät.

  
Das Steuergerät errechnet aus den Signalen Temperaturfühler (Kühlwasser Ladeluft und Schmieröl) Luftmassenmesser Fahrpedalstellungsgeber Lambdasonde Drehzahl- und Phasengeber sowie Raildruckgeber die Einspritzmenge und betätigt die Injektoren mit den Steuerimpulsen für Spritzbeginn und -ende.

Zwar ist hinsichtlich Abgas- und insbesondere von Dieselmotoren mit dem Common-Rail-System ein Quantensprung es ist aber eine weitaus höhere Anzahl Komponenten dazu notwendig woraus sich extrem hohe an deren Zuverlässigkeit ergeben.

Weiterhin hat eine Common-Rail Einspritzanlage systembedingt Nachteile: Zum permanenten Aufrechterhalten des hohen Rail-Druckes eine gewisse Leistung vom Motor aufgebracht werden. der Kraftstoff nur in sehr geringem Maße ist geht der größte Teil der dafür Arbeit in Wärme über. Daraus resultiert eine Verringerung des gesamtmotorischen Wirkungsgrades sowie die Notwendigkeit Kraftstoffkühlung.

Mit Ausnahme der VW AG die für einen Teil ihrer Pkw-Dieselmotoren das konkurrierende System Pumpe-Düse setzt verwenden alle Pkw-Hersteller das Common-Rail-System ihre laufenden Dieselprojekte.


Artikel aus Common Rail

Die Common-Rail Technik ist eine noch recht neue Entwicklung dem Gebiet der Gemischaufbereitung in KFZ -Motoren. Beim Common-Rail-System sind die Druckerzeugung und Kraftstoffeinspritzung voneinander getrennt. Eine separate an beliebiger am Motor einbaubare Pumpe erzeugt kontinuierlich Druck. wird in einer Verteilerleiste gespeichert. Über Leitungen die Einspritzdüsen aller Zylinder parallel mit der verbunden. Ein konstanter Druck steht ununterbrochen an Einspritzdüsen aller Zylinder zur Verfügung. Einspritzmenge und werden über Magnetventile an den einzelnen Einspritzdüsen gesteuert. Der Einspritzdruck an der Düse liegt bei 1.350

Zum ersten Mal kam die Common-Rail im Oktober 1997 im zur Fiat Gruppe gehörenden Alfa 156 zum Einsatz. folgte Mercedes mit dem 220 CDI als erster Hersteller dieser Entwicklung.



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