Kraftstoffversorgung CDI Funktion

Funktionsvoraussetzung allgemein

 Kl. 15 EIN, für Vorlauf der Kraftstoffpumpe (M3) für ca. 20 s

 Kl. 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)

- Temperaturfühler Kraftstoff (B50)

- Kraftstoffbehälter

- Kraftstoffpumpe

- Kraftstoffleitungen

- Kraftstofffilter

- Druckregelventil (Y74)

- Kraftstoffinjektoren (Y76)

- Mengenregelventil (Y94)

- Hochdruckpumpe

- Hochdruckleitungen

- Rail links

- Rail rechts

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Niederdruckkreislauf

19 Hochdruckpumpe

70 Kraftstoffhauptfilter

75 Kraftstoffbehälter

B50 Temperaturfühler Kraftstoff

M3 Kraftstoffpumpe

Y74 Druckregelventil

Y76 Kraftstoffinjektoren

Y94 Mengenregelventil

Funktionsablauf Niederdruckkreislauf

Der Kraftstoff-Niederdruckkreislauf setzt sich aus folgenden Komponenten zusammen:

- Kraftstofftank

- Kraftstoffpumpe

- Kraftstoffleitungen

- Kraftstoffhauptfilter

- Mengenregelventil

- Hochdruckpumpe, Niederdruckseite

- Temperaturfühler Kraftstoff

- Druckregelventil

- Kraftstoffinjektoren, Rücklauf

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

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 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. Die Spannungsversorgung des Heizelements Kraftstoffvorwärmung oder des Heizelements im Kondenswassersensor Kraftstofffilter mit Heizelement erfolgt durch das Steuergerät SAM mit Sicherungs- und Relaismodul vorn (N10/1).

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 Die Kondenswasserstandsüberwachung im Kraftstoffhauptfilter erfolgt über den Kondenswassersensor Kraftstofffilter mit Heizelement. Ab einem Kondenswasserstand von ca. 100 ml sendet das Steuergerät CDI (N3/9) eine Meldung an das Kombiinstrument (A1), die in der Multifunktionsanzeige (A1p13) als Warnmeldung angezeigt wird.

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 Kratfstoffvorwärmung bei Code (71o) Nachrüstung beheizbarer Kraftstofffilter
Um die Fließfähigkeit des Kraftstoffs bei niedrigen Außentemperaturen zu gewährleisten, ist ein Kondenswassersensor Kraftstofffilter mit Heizelement zur Wasserstandsüberwachung verbaut. Das Heizelement wird von dem Steuergerät Kondeswassersensor Kraftstofffilter mit Heizelement (N33/7) angesteuert und erwärmt den Kraftstoff im Krafstofffilter. Die Überwachung des Kondenswasserstands im Kraftstoffhauptfilter erfolgt über den Kondenswassersensor Kraftstofffilter mit Heizelement. Der Kondenswasserstand wird vom Steuergerät Kondeswassersensor Kraftstofffilter mit Heizelement eingelesen und an das Steuergerät CDI übermittelt. Ab einem Kondenswasserstand von ca. 100 ml sendet das Steuergerät CDI eine Meldung an das Kombiinstrument, die in der Multifunktionsanzeige als Warnmeldung angezeigt wird.

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

Beim Starten des Motors ("Kl. 50 EIN") und nach erkanntem Motorlauf ("Kl. 61 EIN") steuert das Steuergerät CDI über das im Steuergerät SAM mit Sicherungs- und Relaismodul Fond integrierte Relais Kraftstoffpumpe die Kraftstoffpumpe dauerhaft 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 der Kraftstoffpumpenansteuerung (Pulsweiten Modulation (PWM)-Signal) und der Kraftstoffhauptfilterbeladung auf ca. 4,0 bis 4,5 bar begrenzt.

Zusätzlich regelt das Mengenregelventil motorbetriebspunktabhängig 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 geht in den Rücklauf. Die Gesamtrücklaufmenge kommt aus dem Druckregelventil und dem Rücklauf der Hochdruckpumpe.

 Empfängt das Steuergerät CDI vom Steuergerät Rückhaltesysteme (N2/7) ein Crash-Signal, wird die Ansteuerung der Kraftstoffpumpe durch das Relais Kraftstoffpumpe vom Steuergerät CDI unterbrochen.

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Hochdruckkreislauf

19 Hochdruckpumpe

21 Rail links

22 Rail rechts

23 Hochdruckleitungen

B4/6 Raildrucksensor

B50 Temperaturfühler Kraftstoff

Y74 Druckregelventil

Y76 Kraftstoffinjektoren

Y94 Mengenregelventil

Funktionsablauf Hochdruckkreislauf

Der 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

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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 1800 bar begrenzt.

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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, wenn eine der folgenden Bedingungen zutrifft:

- 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 der 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.