Kraftstoffversorgung CDI Funktion

Funktionsvoraussetzung allgemein

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

 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

P07.16-2819-76

Niederdruckkreislauf

A Kraftstoffvorlauf

B Kraftstoffrücklauf

19 Hochdruckpumpe

70 Kraftstofffilter

80 Kraftstoffbehälter

88 Beruhigungstopf

95 Saugstrahlpumpe

B50 Temperaturfühler Kraftstoff

M3 Kraftstoffpumpe

Y74 Druckregelventil

Y76 Kraftstoffinjektoren

Y94 Mengenregelventil

Funktionsablauf Niederdruckkreislauf

Der Kraftstoff-Niederdruckkreislauf setzt sich aus folgenden Komponenten zusammen:

- Kraftstoffbehälter

- Kraftstoffpumpe

- Kraftstoffleitungen

- Kraftstofffilter

- Temperaturfühler Kraftstoff

- Mengenregelventil

- Hochdruckpumpe, Niederdruckseite

- Druckregelventil

- Kraftstoffinjektoren

 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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Die Kraftstoffpumpe, die sich im Kraftstoffbehälter befindet, wird vom Steuergerät CDI (N3/9) beim Starten des Motors ("Kl. 50 EIN") und nach erkanntem Motorlauf ("Kl. 61 EIN") über das Relais Kraftstoffpumpe (N10/2kA) angesteuert. Der Kraftstoff wird durch die Kraftstoffleitungen über den Kraftstofffilter zur Hochdruckpumpe gefördert und wird von dort zum Mengenregelventil und zum Kraftstoffüberdruckventil geleitet. Das Mengenregelventil steuert das Kraftstoffvolumen, das der Hochdruckpumpe zugeführt wird.

Das Kraftstoffüberdruckventil begrenzt den Kraftstoffdruck, der am Mengenregelventil anliegt, auf ca. 4,5 bar bis 6,0 bar. Wird dieser Wert überschritten, öffnet das Kraftstoffüberdruckventil und leitet den überschüssigen Kraftstoff wieder in den Kraftstoffrücklauf zum Kraftstoffbehälter.

Zusätzlich leitet das Kraftstoffüberdruckventil einen Teil des Kraftstoffs als Schmiermenge zur Exzenterwelle.

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Der Leckkraftstoff der Kraftstoffinjektoren, der Schmierkraftstoff der Hochdruckpumpe und der abgesteuerte Kraftstoff vom Druckregelventil und von der Hochdruckpumpe gelangen über den Kraftstoffrücklauf zurück zum Kraftstoffbehälter. Dort versorgt der rückgeführte Kraftstoff die beiden Saugstrahlpumpen.

Durch die Saugstrahlpumpe im Kraftstofffördermodul wird der Beruhigungstopf (bei geringem Füllstand des Kraftstoffbehälters) zusätzlich mit Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter befüllt.

Die Saugstrahlpumpe in der linken Kraftstoffbehälterkammer gewährleistet die Entleerung der linken Kraftstoffbehälterkammer.

Das Gehäuse des Kraftstofffördermoduls dient als Beruhigungstopf. Bei Kurvenfahrt mit niedrigem Kraftstoffstand im Kraftstoffbehälter verhindert der Beruhigungstopf, dass die Kraftstoffpumpe Luft ansaugt.

Der Temperaturfühler Kraftstoff erfasst im Flansch der Hochdruckpumpe die Temperatur des zulaufenden Kraftstoffs aus dem Kraftstoffbehälter. Bei zu hoher Kraftstofftemperatur wird der Raildruck über das Mengenregelventil abgesenkt.

 Erhält das Steuergerät CDI vom Steuergerät Rückhaltesysteme (N2/7) ein Crashsignal, schaltet das Steuergerät CDI die Kraftstoffpumpe über das Relais Kraftstoffpumpe ab und macht den Hochdruckkreislauf der Kraftstoffanlage drucklos.

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Hochdruckkreislauf

19 Hochdruckpumpe

19/1 Hochdruckpumpenantrieb

21 Rail

Y76 Kraftstoffinjektoren

Y94 Mengenregelventil

B4/6 Raildrucksensor

B50 Temperaturfühler Kraftstoff

Y74 Druckregelventil

Funktionsablauf Hochdruckkreislauf

Der Hochdruckkreislauf setzt sich aus folgenden Bauteilen zusammen:

- Hochdruckpumpe

- Rail

- 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 der Rail. Von der 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 der Rail und von der Ansteuerdauer der Kraftstoffinjektoren.

Der Kraftstoffdruck in der Rail wird durch das Druckregelventil und das Mengenregelventil gesteuert. Der tatsächlich anliegende Kraftstoffdruck in der Rail 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 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 und ab einer Kraftstofftemperatur von 20 °C 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.