Kraftstoffversorgung CDI Funktion

Funktionsvoraussetzung allgemein

 "Kl. 15 EIN", für Vorlauf der Kraftstoffpumpe mit Tankgeber (M3/5) für ca. 20 s bis 25 s

 "Kl. 50 EIN"

Kraftstoffversorgung Common-Rail Direct Injection (CDI) allgemein

Die Kraftstoffversorgung CDI muss bei allen Betriebsbedingungen Kraftstoff in ausreichender Menge und mit ausreichendem Druck zur Verfügung stellen.

Die Kraftstoffversorgung CDI wird in folgende Funktionsabläufe unterteilt:

 Funktionsablauf Kraftstoff-Niederdruckkreislauf

 Funktionsablauf Kraftstoff-Hochdruckkreislauf

Folgende Bauteile sind an der Kraftstoffversorgung CDI beteiligt:

– Raildrucksensor (B4/6)

– Temperaturfühler Kraftstoff (B50)

– Kraftstoffbehälter

– Kraftstoffpumpe mit Tankgeber

– Kraftstoffleitungen

– Kraftstoffhauptfilter

– Hochdruckpumpe

– Druckregelventil (Y74/1)

– Injektor Zylinder 1 (Y76/1)

– Injektor Zylinder 2 (Y76/2)

– Injektor Zylinder 3 (Y76/3)

– Injektor Zylinder 4 (Y76/4)

– Injektor Zylinder 5 (Y76/5)

– Injektor Zylinder 6 (Y76/6)

– Mengenregelventil (Y94)

– Hochdruckleitungen

– Rail links

– Rail rechts

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Funktionsablauf Kraftstoff-Niederdruckkreislauf

Der Kraftstoff-Niederdruckkreislauf setzt sich aus folgenden Komponenten zusammen:

– Kraftstofftank

– Kraftstoffpumpe mit Tankgeber

– Kraftstoffleitungen

– Kraftstoffhauptfilter

– Mengenregelventil

– Hochdruckpumpe, Niederdruckseite

– Temperaturfühler Kraftstoff

– Druckregelventil

– Kraftstoffinjektoren

 Über die Kraftstoffpumpe mit Tankgeber, die Kontrollleuchte Kraftstoffreserve/Tankdeckel (A1e30) und die Kraftstoffvorrats­ und Reserveanzeige (A1p2) wird der Fahrer über die Füllmenge im Kraftstoffbehälter informiert.

Das Steuergerät CDI (N3/20) ermittelt den Wasserstand im Kraftstofffilter über den Wasserstandssensor Kraftstofffilter (B76) und übermittelt diese Information an das Kombiinstrument (A1).

Bei "Kl. 15 EIN" wird die Kraftstoffpumpe mit Tankgeber über das im Steuergerät SAM (N10) integrierte Relais Kraftstoffpumpe (K40/9k3) für ca. 20 bis 25 s angesteuert.

Beim Starten des Motors ("Kl. 50 EIN") und nach erkanntem Motorlauf ("Kl. 61 EIN") steuert das Steuergerät CDI, über Motorraum-CAN (CAN C), Steuergerät EZS (N73), Innenraum-CAN (CAN B), über das im Steuergerät SAM integrierte Relais Kraftstoffpumpe, die Kraftstoffpumpe mit Tankgeber an, die den Kraftstoff über den Kraftstoffhauptfilter zur Hochdruckpumpe fördert. Der Druck des geförderten Kraftstoffs wird über das in der Hochdruckpumpe integrierte Überdruckventil in Abhängigkeit von der Kraftstoffpumpenansteuerung Pulsweiten Modulation (PWM)­Signal und der Kraftstoffhauptfilterbeladung auf ca. 4,0 bis 4,5 bar begrenzt. Zusätzlich regelt das Mengenregelventil den Zufluss des Kraftstoffs zur Hochdruckpumpe, um den Wirkungsgrad des Motors zu erhöhen und um die Temperatur des Kraftstoffs niedrig zu halten.

Der Leckkraftstoff der Kraftstoffinjektoren wird vor dem Kraftstoffhauptfilter zurück ins System geführt. Der abgesteuerte Kraftstoff vom Druckregelventil und der nicht benötigte Kraftstoff der Hochdruckpumpe werden über die Rücklaufleitung zum Kraftstoffbehälter zurückgeführt.

 Empfängt das Steuergerät CDI ein Crash-Signal vom Steuergerät Airbag Lowline (N2/14) (außer Code (SH6) Thoraxbag für Fahrer (in Sitzlehne), außer Code (SH7) Thoraxbag für Fahrer und Beifahrer (in Sitzlehne), außer Code (SH9) Windowbag für Fahrer- und Beifahrer) bzw. vom Steuergerät Airbag Highline (N2/15) (mit Code (SH6) Thoraxbag für Fahrer (in Sitzlehne), mit Code (SH7) Thoraxbag für Fahrer und Beifahrer (in Sitzlehne), mit Code (SH9) Windowbag für Fahrer- und Beifahrer), wird Ansteuerung des Relais Kraftstoffpumpe unterbrochen.

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Funktionsablauf Kraftstoff-Hochdruckkreislauf

Der Kraftstoff-Hochdruckkreislauf setzt sich aus folgenden Bauteilen zusammen:

– Hochdruckpumpe

– Rail links

– Rail rechts

– Hochdruckleitungen

– Raildrucksensor

– Temperaturfühler Kraftstoff

– Druckregelventil

– Kraftstoffinjektoren

– Mengenregelventil

Der Funktionsablauf Hochdruckkreislauf setzt sich aus folgenden Funktionsabläufen zusammen:

 Funktionsablauf Kraftstoffverteilung

 Funktionsablauf Regelung

Funktionsablauf Kraftstoffverteilung

Die Hochdruckpumpe fördert in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur, der Stellung des Fahrpedals, der Motordrehzahl und der Kraftstofftemperatur den Kraftstoff in das Rail links und von dort aus gleichzeitig in das Rail rechts. Von der jeweiligen Rail gelangt der Kraftstoff über die Hochdruckleitungen zu den Kraftstoffinjektoren. Die Kraftstoffinjektoren spritzen den Kraftstoff zylinderselektiv fein zerstäubt ein.

Das Steuergerät CDI berechnet kennfeldabhängig die zylinderselektive Einspritzmenge für den jeweiligen Betriebszustand. Die Einspritzmenge ist abhängig vom Kraftstoffdruck in den Rails und von der Ansteuerdauer der Kraftstoffinjektoren.

Der Kraftstoffdruck in den Rails wird durch das Druckregelventil und das Mengenregelventil gesteuert. Der tatsächlich anliegende Kraftstoffdruck in den Rails wird durch den Raildrucksensor erfasst, permanent an das Steuergerät CDI weitergeleitet und durch das Druckregelventil auf maximal 1600 bar begrenzt.

Die Kraftstofftemperatur wird über den Temperaturfühler Kraftstoff erfasst und permanent an das Steuergerät CDI weitergeleitet.

Funktionsablauf Regelung

Die Regelung unterteilt sich in folgende Regelstrategien:

 Druckregelventil-Regelung

 2-Regler-Konzept-Regelung

 Mengenregelventil-Regelung

Druckregelventil-Regelung

Der Raildruck wird durch das Druckregelventil beim Startvorgang und zur Kraftstoffaufwärmung geregelt. Das Mengenregelventil ist gesteuert geöffnet. Die Druckregelventil-Regelung erfolgt unter folgenden Bedingungen:

– Bis zu 30 s nach dem Motorstart im Leerlauf

– Bis zu einer Kraftstofftemperatur von 20 °C

2-Regler-Konzept-Regelung

Der Raildruck wird im Leerlauf und im Schiebebetrieb durch das Druckregelventil und das Mengenregelventil gemeinsam geregelt.

Mengenregelventil-Regelung

Der Raildruck wird durch das Mengenregelventil ab 30 s nach dem Motorstart geregelt. Das Druckregelventil ist dabei gesteuert geschlossen.

 Bei der 2-Regler-Konzept-Regelung und bei Mengenregelventil-Regelung wird der Kraftstoff weniger stark erwärmt als bei der Druckregelventil-Regelung.

 Nach dem Abstellen des Motors herrscht im Hochdruckregelkreis ein Restdruck von ca. 50 bis 80 bar. Das Hochdrucksystem darf aus Sicherheitsgründen erst nach erfolgtem Druckabbau geöffnet werden.