Die Ottomotoren mit Direkteinspritzung besitzen neben dem Kraftstoffniederdrucksystem (Kraftstofftank, elektrische Kraftstoffpumpe) ein Kraftstoffhochdrucksystem (Kraftstoff-Hochdruckpumpe, Mengensteuerventil, Rail mit Raildrucksensor).
Folgende Bauteile werden beschrieben:
Die Kraftstoff-Hochdruckpumpe verdichtet den
Kraftstoff (Bereich von 50 bis 200 bar) und fördert
ihn zum Rail.
Die Kraftstoff-Hochdruckpumpe
ist am hinteren Ende der Unterdruckpumpe angeschraubt. Die Antriebswelle
der Kraftstoff-Hochdruckpumpe ist mit der Antriebswelle
der Unterdruckpumpe verbunden.
Index |
Erklärung |
Index |
Erklärung |
|---|---|---|---|
1 |
Kraftstoff-Hochdruckpumpe |
2 |
Anschluss für die Hochdruckleitung zum Rail |
3 |
Mengensteuerventil |
4 |
Elektrischer Anschluss |
5 |
Anschluss für die Niederdruckleitung von der Kraftstoffpumpe |
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Das Mengensteuerventil steuert den Kraftstoffdruck
im Rail. Das Mengensteuerventil wird über ein pulsweitenmoduliertes
Signal (PWM-Signal) vom DME-Steuergerät angesteuert.
Abhängig vom PWM-Signal wird ein unterschiedlich
großer Drosselquerschnitt freigegeben und die für
den jeweiligen Lastzustand des Motors notwendige Kraftstofffördermenge
eingestellt. Zusätzlich ist die Möglichkeit gegeben, den
Druck im Rail abzubauen.
Wenn ein Fehler im System diagnostiziert
wird, z. B. der Ausfall des Hochdrucksensors, wird das
Mengensteuerventil stromlos geschaltet. Der Kraftstoff gelangt dann über
ein so genanntes Bypassventil ins Rail.
Index |
Erklärung |
Index |
Erklärung |
|---|---|---|---|
1 |
Kraftstoff-Hochdruckpumpe |
2 |
Anschluss für die Hochdruckleitung zum Rail |
3 |
Anschluss für die Niederdruckleitung von der Kraftstoffpumpe |
4 |
Mengensteuerventil |
5 |
3 Kolben sowie Einlass- und Auslassventile |
6 |
Überdruckventil |
7 |
Bypassventil |
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Das Mengensteuerventil ist ein Bauteil der
Hochdruckpumpe und kann im Service ausgebaut werden.
Im Rail wird der verdichtete Kraftstoff zwischengespeichert und auf die Injektoren verteilt.
Der Raildrucksensor misst den aktuellen Kraftstoffdruck
im Rail.
Index |
Erklärung |
Index |
Erklärung |
|---|---|---|---|
1 |
Elektrischer Anschluss |
2 |
Auswerteschaltung |
3 |
Membran mit Sensorelement |
4 |
Hochdruckanschluss |
Der Kraftstoffdruck gelangt durch den Hochdruckanschluss
zur Membran mit Sensorelement. Die Verformung der Membran wird über
das Sensorelement in ein elektrisches Signal umgewandelt. Die Auswerteschaltung
bereitet das Signal auf und gibt ein analoges Spannungssignal an
die DME weiter. Das Spannungssignal steigt mit zunehmendem Kraftstoffdruck
linear an.
Das Signal vom Raildrucksensor ist ein wichtiges Eingangssignal
der DME für die Ansteuerung des Mengensteuerventils (Bauteil
der Hochdruckpumpe).
Wenn der Raildrucksensor ausfällt,
wird das Mengensteuerventil im Notlauf von der DME angesteuert.
Folgende Systemfunktionen werden beschrieben:
Index |
Erklärung |
Index |
Erklärung |
|---|---|---|---|
1 |
Raildrucksensor |
2 |
Hochdruckpumpe mit Mengensteuerventil |
3 |
Elektrische Kraftstoffpumpe |
4 |
Kraftstoffniederdrucksensor |
5 |
Injektoren |
6 |
Rail |
EKP |
EKP-Steuergerät |
DME |
Digitale Motor Elektronik |
PT-CAN |
Powertrain-CAN |
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Entsprechend dem anliegenden Systemdruck zwischen
der Kraftstoffpumpe und der Hochdruckpumpe wird vom Kraftstoffniederdrucksensor
ein Spannungssignal an das Motorsteuergerät (DME-Steuergerät)
ausgegeben.
Der Systemdruck (Kraftstoffniederdruck) wird
mit dem Kraftstoffniederdrucksensor vor der Hochdruckpumpe ermittelt.
Im DME-Steuergerät wird ständig ein Vergleich von Solldruck zu Istdruck durchgeführt. Bei Abweichung des Solldrucks vom Istdruck erhöht bzw. vermindert das DME-Steuergerät die Spannung für die elektrische Kraftstoffpumpe, die als Botschaft über den PT-CAN an das EKP-Steuergerät gesendet wird. Das EKP-Steuergerät setzt die Botschaft in eine Ausgangsspannung für die elektrische Kraftstoffpumpe um. Somit wird der benötigte Vorlaufdruck für den Motor (bzw. Hochdruckpumpe) eingeregelt.
Bei Signalausfall (Kraftstoffniederdrucksensor) wird
bei Klemme 15 EIN die elektrische Kraftstoffpumpe vorgesteuert
betrieben.
Wenn der CAN-Bus ausfällt,
wird die elektrische Kraftstoffpumpe über das EKP-Steuergerät
mit der anliegenden Bordnetzspannung betrieben.
Die Hochdruckpumpe verdichtet den Kraftstoff auf einen
Druck zwischen 50 und 200 bar. Über die Hochdruckleitung
gelangt der verdichtete Kraftstoff zum Rail. Im Rail wird der verdichtete
Kraftstoff zwischengespeichert und auf die Injektoren verteilt.
Der
Raildrucksensor misst den aktuellen Kraftstoffdruck im Rail. Wenn
das Mengensteuerventil in der Hochdruckpumpe öffnet, wird
der zu viel geförderte Kraftstoff wieder dem Zulauf in
der Hochdruckpumpe zugeführt.
Bei Ausfall der
Hochdruckpumpe ist ein eingeschränkter Fahrbetrieb möglich.
Warnung! Arbeiten am Kraftstoffsystem nur bei kaltem Motor durchführen.
Bei Kühlmitteltemperaturen über 40 °C kann beim Lösen der Injektoren Kraftstoff mit hoher Geschwindigkeit austreten.
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