Kraftstoffversorgung CDI Funktion

Funktionsvoraussetzung allgemein

 "Klemme 15 EIN", für Vorlauf der Kraftstoffpumpe (M3) für ca. 20 s bis 25 s

 "Klemme 50 EIN"

Kraftstoffversorgung Common-Rail Diesel Injection (CDI) allgemein

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

Die Kraftstoffversorgung wird in die 2 folgenden Funktionsabläufe unterteilt:

 Funktionsablauf Niederdruckkreislauf

 Funktionsablauf Hochdruckkreislauf

Folgende Bauteile sind an der Kraftstoffversorgung beteiligt:

- Raildrucksensor (B4/6)

- Kraftstoff-Temperatursensor (B50)

- Kraftstoffbehälter

- Kraftstoffpumpe (M3)

- Kraftstoffleitungen

- Kraftstoffhauptfilter

- Druckregelventil (Y74)

- Kraftstoffinjektoren (Y76)

- Mengenregelventil (Y94)

- Hochdruckpumpe

- Hochdruckleitungen

- Rail links

- Rail rechts

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Funktionsablauf Niederdruckkreislauf

Der Kraftstoff-Niederdruckkreislauf setzt sich aus folgenden Komponenten zusammen:

- Kraftstofftank

- Kraftstoffpumpe

- Kraftstoffleitungen

- Kraftstoffhauptfilter

- Hochdruckpumpe, Niederdruckseite

- Kraftstoff-Temperatursensor

 Über den Tankgeber Kraftstoffanzeige, links (B4/1), den Tankgeber Kraftstoffanzeige, rechts (B4/2), die Warnleuchte Kraftstoffreserve (A1e4) und die Kraftstoffanzeige (A1p2) wird der Fahrer über die Füllmenge im Kraftstoffbehälter informiert.

 Bei kalten Temperaturen wird die Fließfähigkeit des Kraftstoffs bei Fahrzeugen außer Code (U41) Kraftstoff-Wasserabscheider und Schmierpaket durch das Heizelement Kraftstoffvorwärmung (R54) und bei Fahrzeugen mit Code (U41) Kraftstoff-Wasserabscheider und Schmierpaket durch ein Heizelement im Kondenswassersensor Kraftstofffilter mit Heizelement (B76/1) gewährleistet.

 Bei Fahrzeugen mit Code (U41) Kraftstoff-Wasserabscheider und Schmierpaket ermittelt das Steuergerät CDI (N3/9) den Wasserstand im Kraftstofffilter über den Kondenswassersensor Kraftstofffilter mit Heizelement und übermittelt diese Information an das Kombiinstrument (A1).

Bei "Klemme 15 EIN" wird die Kraftstoffpumpe über das im Steuergerät SAM mit Sicherungs- und Relaismodul Fond (N10/2) integrierte Relais Kraftstoffpumpe (N10/2kD) für ca. 20 s bis 25 s angesteuert.

Beim Starten des Motors ("Klemme 50 EIN") und nach erkanntem Motorlauf ("Klemme 61EIN") steuert das Steuergerät CDI über das im Steuergerät SAM mit Sicherungs- und Relaismodul Fond integrierte Relais Kraftstoffpumpe die Kraftstoffpumpe 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 Sicherheits­Rückhalte­System (N2/10) wird Ansteuerung des Relais Kraftstoffpumpe unterbrochen.

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Funktionsablauf Hochdruckkreislauf

Der Hochdruckkreislauf setzt sich aus folgenden Bauteilen zusammen:

- Hochdruckpumpe

- Rail links

- Rail rechts

- Hochdruckleitungen

- Raildrucksensor

- Kraftstoff-Temperatursensor

- 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 die Rail links und von dort aus gleichzeitig in die 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 Kraftstoff-Temperatursensor 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.