Kraftstoffversorgung Funktion

Funktionsvoraussetzungen Kraftstoffversorgung allgemein

 Klemme 15 (Zündung EIN)

 Klemme 87M (Motorsteuerung EIN)

Kraftstoffversorgung allgemein

Die Kraftstoffversorgung stellt bei allen Betriebsbedingungen gefilterten Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter in ausreichender Menge und mit ausreichendem Druck der Kraftstoff-Hochdruckpumpe zur Verfügung.

Kraftstoffversorgung Funktionsablauf

Der Funktionsablauf der Kraftstoffversorgung ist in folgenden Punkten beschrieben:

 Funktionsablauf Kraftstoff-Niederdruckkreislauf

 Funktionsablauf Kraftstoff-Hochdruckkreislauf

 Funktionsablauf Sicherheitskraftstoffabschaltung

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Funktionsablauf Kraftstoff-Niederdruckkreislauf

Das Einschalten der Kraftstoffpumpe (M3) erfolgt, wenn ein Signal "Kraftstoffpumpe EIN" vom Steuergerät Kraftstoffpumpe (N118) empfangen wird. Dieses Signal wird redundant vom Steuergerät ME (N3/10) als CAN-Signal über den Antriebs-CAN (CAN C) und als Massesignal gesendet.

Zusätzlich erhält das Steuergerät Kraftstoffpumpe das CAN-Signal "Kraftstoff-Solldruck" vom Steuergerät ME.

Das Steuergerät Kraftstoffpumpe erfasst den aktuellen Kraftstoffdruck durch ein Spannungssignal vom Kraftstoffdruck-Sensor (B4/7) und sendet diese Information über den Antriebs-CAN zum Steuergerät ME.

Das Steuergerät Kraftstoffpumpe wertet den aktuellen Kraftstoffdruck aus, gleicht ihn mit dem Kraftstoff-Solldruck ab und steuert entsprechend die Kraftstoffpumpe so an, dass der Istdruck dem Solldruck entspricht.

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Zur Ermittlung des Kraftstoff-Solldrucks (Kraftstoffbedarf) wertet das Steuergerät ME den Kraftstoffdruck und die Lastanforderung aus. Je nach Kraftstoffbedarf ergibt sich, bei einem Kraftstoffdruck von 4,5 bis 6,7 bar, eine variable Kraftstoffförderleistung von 0 bis 103 l/h.

Bei Ansteuerung saugt die Kraftstoffpumpe den Kraftstoff aus dem Kraftstofffördermodul und pumpt ihn durch den Kraftstofffilter zur Kraftstoff-Hochdruckpumpe (Einleitungssystem, ohne Rücklaufleitung).

Dabei wird der Kraftstoffdruck durch den Kraftstoffdruckregler auf maximal 7 bar begrenzt.

Der Kraftstofffilter befindet sich ebenfalls im Kraftstofffördermodul im Kraftstoffbehälter. Zum Tausch des Kraftstofffilters ist ein Ausbau des Kraftstoffbehälters erforderlich.

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Am Zulauf des Kraftstofffilters befindet sich ein Rückschlagventil, das den Abbau des Kraftstoffdrucks bei abgeschalteter Kraftstoffpumpe verhindert.

 Erdgasbetrieb

Im Erdgasbetrieb wird vom Steuergerät ME ein Kraftstoff-Solldruck mit Hysterese vorgegeben. Sobald der obere Wert erreicht ist, wird die Kraftstoffpumpe über das Steuergerät Kraftstoffpumpe ausgeschaltet. Der Kraftstoffdruck kann aufgrund Erwärmung noch kurzzeitig ansteigen.

Sobald der Kraftstoffdruck unter die untere Hystereseschwelle fällt, wird die Kraftstoffpumpe über das Steuergerät Kraftstoffpumpe wieder eingeschaltet.

Wird ein Ausfall des CAN-Systems, ein fehlerhafter Kraftstoffvordruck oder ein fehlerhafter Wert des Kraftstoffdruck-Sensors vom Steuergerät ME im Erdgasbetrieb erkannt, wird in den Benzinbetrieb umgeschaltet.

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Funktionsablauf Kraftstoff-Hochdruckkreislauf

Im Kraftstoff-Hochdruckkreislauf wird der für die strahlgeführte Direkteinspritzung erforderliche Kraftstoff-Hochdruck von ca. 200 bar erzeugt, geregelt und der Druck in der Rail gespeichert.

Das Steuergerät ME liest zur Regelung des Kraftstoff-Hochdrucks folgenden Sensor ein:

– Druck- und Temperatursensor Kraftstoff (B4/25)

Die Kraftstoff-Hochdruckpumpe verdichtet den Kraftstoff (je nach Betriebszustand) bis auf ca. 200 bar und leitet ihn über die Hochdruckleitung und die Rail zu den Kraftstoffinjektoren (Y76).

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An der Kraftstoff-Hochdruckpumpe befindet sich ein Mengenregelventil (Y94). Es regelt bedarfs- und kennfeldabhängig die Kraftstoffmenge, die dem Pumpenelement in der Kraftstoff-Hochdruckpumpe zugeführt wird.

Die Ansteuerung des Mengenregelventils erfolgt über ein pulsweitenmoduliertes Signal (PWM-Signal) des Steuergeräts ME.

Der Druck- und Temperatursensor Kraftstoff erfasst den aktuellen Kraftstoff-Hochdruck (Raildruck) sowie die Temperatur des Kraftstoffs in der Rail.

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Der Betriebsdruck beträgt ca. 200 bar. Lediglich bei Stillstand des Fahrzeugs und der Wählhebelstellung "N" oder "P" wird der Druck auf 130 bar abgesenkt, um die Geräuschemission der Kraftstoff-Hochdruckpumpe zu reduzieren.

Im Falle des Abstellens eines Fahrzeugs mit heißem Motor kann der Kraftstoffdruck auf bis zu 250 bar (+17 bar) im Hochdruckkreislauf ansteigen. Bei Erreichen dieser Schwelle öffnet ein Ventil in der Kraftstoff-Hochdruckpumpe und der Druck wird abgebaut. Beim Starten des Motors fällt der Druck schnell auf den normalen Betriebsdruck von ca. 200 bar.

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 Erdgasbetrieb

Im Erdgasbetrieb wird vom Steuergerät ME ein Kraftstoff-Solldruck mit Hysterese nach unten vorgegeben. Sobald der untere Wert erreicht ist, wird über ein PWM-Signal das Mengenregelventil vom Steuergerät ME angesteuert und der Kraftstoffdruck bis auf 200 bar aufgebaut.

Auf Grund der Erwärmung des geschlossenen Kraftstoffsystems kann der Kraftstoffdruck auf bis zu 250 bar (+17 bar) im Hochdruckkreislauf ansteigen. Bei Erreichen dieser Schwelle öffnet ein Ventil in der Kraftstoff-Hochdruckpumpe und der Druck wird abgebaut.

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Bei der Regelung des Kraftstoff-Hochdruckkreislaufs unterscheidet man folgende Betriebszustände:

 Starten

 Normalbetrieb

 Niederdruck-Notlauf (Kraftstoff-Hochdruck wird nicht erreicht)

 Abstellen

Starten

– Mengenregelventil ist bestromt und geschlossen, dadurch Vollförderung der Kraftstoff-Hochdruckpumpe und schneller Druckaufbau

– Kraftstoffpumpendruck beträgt ca. 4,5 bis 6,7 bar

Normalbetrieb

– Mengenregelventil regelt über das Tastverhältnis die zugeführte und benötigte Kraftstoffmenge

– Kraftstoffpumpendruck wird abhängig von der Kraftstofftemperatur zwischen ca. 3,0 und 5,5 bar geregelt

– Kraftstoffvorförderdruck wird abhängig von der Motordrehzahl und Kraftstofftemperatur zwischen 4,5 und 6,7 bar (absolut) variiert

Niederdruck-Notlauf (Kraftstoff-Hochdruck wird nicht erreicht)

– Mengenregelventil ist unbestromt und damit geöffnet

– Kraftstoffpumpendruck ca. 4,5 bis 6,7 bar, Kraftstoff strömt über das offene Mengenregelventil in die Rail

– Ansteuerung der Kraftstoffinjektoren verlängert

– Leistungsreduzierung, max. Geschwindigkeit ca. 70 km/h

Abstellen

– Mengenregelventil ist unbestromt und geöffnet

– Kraftstoffpumpe nicht angesteuert

 Montagearbeiten

Die Hochdruck-Kraftstoffleitungen aus Edelstahl können nach Prüfung wiederverwendet werden.

Nähere Informationen dazu sind in den Reparaturanleitungen zu finden.

P07.02-2138-82

Aufbau Kraftstoff-Hochdruckkreislauf

19 Kraftstoff-Hochdruckpumpe

19/1 Mitnehmer (Antrieb)

20 Rail

B4/25 Druck- und Temperatursensor Kraftstoff

Y76/1 Kraftstoffinjektor Zylinder 1

Y76/2 Kraftstoffinjektor Zylinder 2

Y76/3 Kraftstoffinjektor Zylinder 3

Y76/4 Kraftstoffinjektor Zylinder 4

Y94 Mengenregelventil

A Kraftstoffzulauf vom Kraftstoffbehälter
(Kraftstoff-Niederdruck)

B Kraftstoffzulauf zur Rail (Kraftstoff-Hochdruck)

Funktionsablauf Sicherheitskraftstoffabschaltung

Um die Verkehrs- und Insassensicherheit zu gewährleisten, findet eine Sicherheitskraftstoffabschaltung statt.

Das Steuergerät ME steuert die Sicherheitskraftstoffabschaltung auf Basis folgender Sensoren und Signale:

– Hallsensor Kurbelwelle (B70) (mit Drehrichtungserkennung), Motordrehzahl

– Drosselklappenansteller (M16/6), Drosselklappenstellung

– Steuergerät Supplemental Restraint System (N2/10), direktes Crashsignal

– Steuergerät Supplemental Restraint System, indirektes Crashsignal über Fahrwerk-CAN (CAN E)

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Die Sicherheitskraftstoffabschaltung wird vom Steuergerät ME bei folgenden Bedingungen aktiviert:

 Mechanische Fehler im Drosselklappenansteller

 Fehlen des Motordrehzahlsignals

 Crashsignal

Mechanische Fehler im Drosselklappenansteller

Erkennt das Steuergerät ME durch Auswerten der Signale der Istwert-Potenziometer 1 und 2 (M16/6r1, M16/6r2) einen mechanischen Fehler im Drosselklappenansteller, wird durch Abschalten der Kraftstoffinjektoren die Motordrehzahl auf ca. 1400/min im Leerlauf und auf ca. 1800/min im Fahrbetrieb begrenzt.

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Fehlen des Motordrehzahlsignals

Fehlt das vom Steuergerät ME generierte Motordrehzahlsignal, wird die Kraftstoffpumpe über das Steuergerät Kraftstoffpumpe abgeschaltet.

Crashsignal

Erhält das Steuergerät ME ein Crashsignal indirekt über den Fahrwerk-CAN oder direkt vom Steuergerät Supplemental Restraint System, wird das Signal über den Antriebssensor-CAN (CAN I) weitergeleitet zum Steuergerät CNG (N118/2) und beide Systeme Gas/Benzin werden abgeschaltet.

Das Steuergerät ME schaltet die Kraftstoffpumpe über das Steuergerät Kraftstoffpumpe (direkt und über den Antriebs-CAN) und das Mengenregelventil ab und steuert die Kraftstoffinjektoren kurzzeitig an, um die Kraftstoffanlage drucklos zu machen.