Kraftstoff-Hochdruckförderung Funktion

W07.15-1350-12

1 Steckpumpe

2 Hochdruckleitung

3 Druckrohrstutzen

4 Düsenhalter-Kombination

Allgemeines

Die Kraftstoff-Hochdruckförderung des PLD-Systems erfolgt durch einzelne Steckpumpen (1), die jeweils einem Zylinder zugeordnet sind. Die Steckpumpen (1) werden über Rollenstößel von der Nockenwelle angetrieben und sind über kurze Hochdruckleitungen (2) sowie den Druckrohrstutzen (3) mit den Einspritzdüsen in den Düsenhalter-Kombinationen (4) verbunden.

In jeder Steckpumpe (1) befindet sich ein schnellschaltendes Magnetventil, über das der Förderbeginn geregelt und die Fördermenge gesteuert werden. Die Ansteuerung der Magnetventile erfolgt durch das Steuergerät MR/PLD, welches den Förderbeginn und die Fördermenge entsprechend dem Betriebszustand des Motors berechnet, sobald der Motor gestartet wird bzw. wenn der Motor läuft.

Voraussetzung für die Ansteuerung ist jedoch, dass die Wegfahrsperre (WSP) im Steuergerät MR/PLD einen richtigen Transpondercode (vom Zündschlüssel) erkannt hat, und somit deaktiviert ist. Des Weiteren darf der Drucktastenschalter Motorstopp nicht betätigt werden, wenn der Motor über den Drucktastenschalter Motorstart gestartet wird, da in diesem Fall ebenfalls keine Ansteuerung der Magnetventile erfolgt.

Funktion

Je nach Stellung der Nockenwelle finden in den jeweiligen Steckpumpen (1) folgende Arbeitshübe statt:

 Saughub

 Vorhub

 Förderhub

 Resthub

Zusammen bilden diese Arbeitshübe einen Arbeitszyklus, der sich mit jeder weiteren Umdrehung der Nockenwelle an den jeweiligen Steckpumpen (1) wiederholt, bis der Motor abgestellt wird.

Sobald der Motor abgestellt wird, unterbricht das Steuergerät MR/PLD die Ansteuerung der Magnetventile. Die Steckpumpen (1) fördern den Kraftstoff nahezu drucklos in den Kraftstoffrücklauf des Kraftstoff-Niederdruckkreislaufes, und der Motor geht aus.

 Die nachfolgende Beschreibung eines Arbeitszykluses einer Steckpumpe ist auf alle anderen Steckpumpen übertragbar. Zum besseren Verständnis erfolgt die Darstellung schematisch.

W07.15-1358-82

Saughub

2 Hochdruckleitung

3 Druckrohrstutzen

4 Düsenhalter-Kombination

5 Pumpenelement

6 Versorgungskanal

7 Magnetventil

8 Hochdruckraum

B Kraftstoffvorlauf

D Kraftstoffrücklauf

Der Saughub beginnt, nachdem der Scheitelpunkt des Nockens überschritten ist und sich das Pumpenelement (5) unter der Kraft der Rückholfeder nach unten bewegt.

Durch den ständigen Kraftstoffüberdruck von ca. 2,0 bis 6,5 bar im Kraftstoff-Niederdruckkreislauf, wird über den Versorgungskanal (6) und das geöffnete Magnetventil (7) der Hochdruckraum (8) mit Kraftstoff gefüllt.

In dem mit Kraftstoff gefüllten Hochdruckraum (8) herrscht somit der gleiche Druck wie im Kraftstoff-Niederdruckkreislauf.

W07.15-1359-82

Vorhub

2 Hochdruckleitung

3 Druckrohrstutzen

4 Düsenhalter-Kombination

5 Pumpenelement

6 Versorgungskanal

7 Magnetventil

8 Hochdruckraum

9 Absteuerraum

10 Rücklaufkanal

B Kraftstoffvorlauf

D Kraftstoffrücklauf

Nach dem Saughub bleibt das Pumpenelement (5) zunächst in der unteren Endlage stehen und der Rollenstößel der Steckpumpe rollt auf dem Grundkreis des Steckpumpennockens ab. Erst wenn sich die Nockenwelle weiterdreht und das Pumpenelement (5) durch den ansteigenden Steckpumpennocken nach oben bewegt wird, beginnt der Vorhub.

Durch die Aufwärtsbewegung des Pumpenelementes (5) und das noch geöffnete (stromlose) Magnetventil (7) wird der Kraftstoff im Hochdruckraum (8) zunächst in den Absteuerraum (9), dann in den Rücklaufkanal (10) gedrückt.

W07.15-1360-82

Förderhub

2 Hochdruckleitung

3 Druckrohrstutzen

4 Düsenhalter-Kombination

5 Pumpenelement

6 Versorgungskanal

7 Magnetventil

8 Hochdruckraum

9 Absteuerraum

10 Rücklaufkanal

11 Elektromagnet

12 Ankerplatte

13 Ventilnadel

14 Einspritzdüse

B Kraftstoffvorlauf

C Kraftstoffhochdruck

D Kraftstoffrücklauf

Der Vorhub ist abgeschlossen und der Förderhub beginnt, sobald das Steuergerät MR/PLD den Elektromagnet (11) in der Steckpumpe ansteuert. Der Elektromagnet (11) zieht die Ankerplatte (12) mit der Ventilnadel (13) an, die daraufhin die Verbindung zwischen dem Hochdruckraum (8) und dem Rücklaufkanal (10) verschließt.

Ist das Magnetventil (7) geschlossen, dann wird der im Hochdruckraum (8) befindliche Kraftstoff durch die Aufwärtsbewegung des Pumpenelementes (5) verdichtet (Förderbeginn).

Mit der weiteren Aufwärtsbewegung des Pumpenelementes (5) steigt der Druck im Hochdruckraum (8) und somit auch in der Hochdruckleitung (2), im Druckrohrstutzen (3) und in der Einspritzdüse (14) weiter an.

Bei einem Druck von etwa 330 bar öffnet die Einspritzdüse (14) und der Kraftstoff wird in den Verbrennungsraum eingespritzt (Spritzbeginn). Während der Einspritzung kann der Kraftstoffdruck auf bis zu 1800 bar ansteigen.

Solange sich das Pumpenelement (5) in der Aufwärtsbewegung befindet und das Magnetventil (7) geschlossen ist, befindet sich die Steckpumpe im Förderhub. Die Haltezeit des Magnetventils (7) bestimmt die Förder- bzw. Einspritzmenge.

W07.15-1361-82

Resthub

2 Hochdruckleitung

3 Druckrohrstutzen

4 Düsenhalter-Kombination

5 Pumpenelement

6 Versorgungskanal

7 Magnetventil

8 Hochdruckraum

9 Absteuerraum

10 Rücklaufkanal

11 Elektromagnet

12 Ankerplatte

13 Ventilnadel

14 Einspritzdüse

B Kraftstoffvorlauf

D Kraftstoffrücklauf

Wird die Ansteuerung des Elektromagneten (11) unterbrochen, dann wird die Ventilnadel (13) von der Magnetventilfeder zurück in ihre Ausgangsstellung auf den Stoppanschlag gedrückt. Das Magnetventil (7), und somit die Verbindung zwischen dem Hochdruckraum (8) und dem Rücklaufkanal (10), ist geöffnet. Dadurch fällt der Kraftstoffdruck im Hochdruckraum (8) und in der Einspritzdüse (14) stark ab. Die Einspritzdüse (14) schließt und der Einspritzvorgang ist beendet (Förderende).

Der restliche vom Pumpenelement (5) bis zum Scheitelpunkt des Steckpumpennockens geförderte Kraftstoff wird über den Absteuerraum (9) und den Rücklaufkanal (10) wieder in den Kraftstoff-Niederdruckkreislauf gefördert.

Der Absteuerraum (9) ist als Expansionsraum für die Druckspitzen der Steckpumpe im Resthub notwendig. Eine Beeinflussung auf das Druckverhalten der benachbarten Steckpumpen über den Rücklaufkanal (10) wird damit verhindert.