Service Training Selbststudienprogramm 351 Das Common-Rail-Einspritzsystem des 3,0l V6 TDI-Motors Konstruktion und Funktion S351_003 Die stetig steigenden Anforderungen nach geringem Kraftstoffverbrauch, wenig Abgasemissionen und einen ruhigen Motorlauf stellen hohe Ansprüche an ein Einspritzsystem für Dieselmotoren. Diese Anforderungen können nur durch ein Einspritzsystem erfüllt werden, das den Kraftstoff mit einem hohen Druck in die Zylinder einspritzt, die Einspritzung genau steuert und den Einspritzverlauf mit mehreren Vor- und Nacheinspritzungen gestalten kann. Die Technologie des piezogesteuerten Common-Rail- Einspritzsystems ermöglicht eine sehr flexible Anpassung des Einspritzverlaufes an die Betriebszustände des Motors. In diesem Selbststudienprogramm können Sie sich über die Funktionsweise des piezogesteuerten Common-Rail-Einspritzsystems des 3,0l V6 TDI-Motors informieren. Eine Beschreibung des 3,0l V6 TDI-Motors finden Sie im Selbststudienprogramm 350 „Der 3,0l V6 TDI-Motor.“ NEU Achtung Hinweis Das Selbststudienprogramm stellt die Konstruktion Aktuelle Prüf-, Einstell- und Reparaturanweisungen und Funktion von Neuentwicklungen dar! entnehmen Sie bitte der dafür vorgesehenen Die Inhalte werden nicht aktualisiert. KD-Literatur. Auf einen Blick Kurz und bündig . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Kraftstoffsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Motormanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Prüfen Sie Ihr Wissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 3 Kurz und bündig Common-Rail-Einspritzsystem Der 3,0l V6 TDI-Motor im Phaeton und Touareg ist mit einem Common-Rail-Einspritzsystem für die Gemischaufbereitung ausgestattet. Das Common-Rail-Einspritzsystem ist ein Hochdruck- Speicher-Einspritzsystem für Dieselmotoren. Der Begriff „Common-Rail“ bedeutet „gemeinsame Leiste“ und steht für einen gemeinsamen Kraftstoff- Hochdruckspeicher für alle Einspritzventile einer Zylinderbank. Die Druckerzeugung und die Kraftstoffeinspritzung sind bei diesem Einspritzsystem voneinander getrennt. Eine separate Hochdruckpumpe erzeugt den zur Einspritzung erforderlichen hohen Kraftstoffdruck. Dieser Kraftstoffdruck wird in einem Hochdruckspeicher (Rail) gespeichert und über kurze Einspritzleitungen den Einspritzventilen (Injektoren) zur Verfügung gestellt. Das Common-Rail-Einspritzsystem wird durch das Motormanagementsystem Bosch EDC 16 CP geregelt. Hochdruckspeicher (Rail) Zylinderbank 1 Einspritzventile N30, N31, N32 Hochdruckpumpe Die Eigenschaften dieses Einspritzsystems sind: . Der Einspritzdruck ist nahezu frei wählbar und kann an den jeweiligen Betriebszustand des Motors angepasst werden. . Ein hoher Einspritzdruck bis maximal 1600 bar ermöglicht eine gute Gemischbildung. . Ein flexibler Einspritzverlauf mit mehreren Vor- und Nacheinspritzungen. Verbindungsleitung zwischen den Einspritzventile N33, N83, N84 S351_064 Hochdruckspeichern (Rails) Hochdruckspeicher (Rail) Zylinderbank 2 Das Common-Rail-Einspritzsystem bietet viele Gestaltungsmöglichkeiten, um den Einspritzdruck und den Einspritzverlauf dem Betriebszustand des Motors anzupassen. Dadurch hat es sehr gute Voraussetzungen, um die stetig steigenden Anforderungen an ein Einspritzsystem nach einem geringen Kraftstoffverbrauch, wenig Schadstoffemissionen und einen ruhigen Motorlauf zu erfüllen. Für die Einspritzventile wird in der Fachliteratur auch der Begriff Injektor verwendet. Aufgrund der elektrischen Bauteilbezeichnung in der Reparaturliteratur werden sie in dem Selbststudienprogramm als Einspritzventile bezeichnet. Kraftstoffsystem Systemübersicht Das Kraftstoffsystem ist in drei Druck-Bereiche Im Kraftstoffvorlauf wird der Kraftstoff von den elekunterteilt: trischen Kraftstoffpumpen aus dem Kraftstoffbehälter durch den Kraftstofffilter über die mechanische Zahn . Hochdruck 230 – 1600 bar radpumpe zur Hochdruckpumpe gefördert. Dort wird . Rücklaufdruck von den Einspritzventilen 10 bar der zur Einspritzung benötigte Kraftstoffhochdruck . Vorlaufdruck, Rücklaufdruck erzeugt und in den Hochdruckspeicher (Rail) gespeist. Hochdruck 230 – 1600 bar Rücklaufdruck von den Einspritzventilen 10 bar Vorlaufdruck Rücklaufdruck Kraftstofffilter Kraftstofftemperaturgeber G81 Druckhalteventil Ventil für Kraftstoffdosierung N290 mechanische Zahnradpumpe Vorwärmventil (Dehnstoffelement) Hochdruckpumpe Aus dem Hochdruckspeicher gelangt der Kraftstoff zu Das Druckhalteventil hält den Rücklaufdruck von den den Einspritzventilen, welche den Kraftstoff in die Einspritzventilen auf 10 bar. Dieser Druck wird für die Brennräume einspritzen. Funktion der Piezo-Einspritzventile benötigt. Kraftstoffdruckgeber G247 S351_005 Piezo-Einspritzventile 1 – 3 N30, N31, N32 Hochdruckspeicher (Rail) Zylinderbank 2 Hochdruckspeicher (Rail) Zylinderbank 1 1 2 3 4 5 6 Regelventil für Kraftstoff- druck N276 Kraftstoffbehälter Drossel Beim Phaeton wird der zurückfließende Kraftstoff durch einen Kraftstoff-Luft-Kühler am Fahrzeugboden gekühlt. Kraftstoff-Kühlmittel-Kühler (Touareg) Kraftstoffpumpe für Vorförderung G6, Kraftstoffpumpe G23 Kraftstoffsystem Kraftstoffpumpe für Vorförderung G6 und Kraftstoffpumpe G23 Die beiden Kraftstoffpumpen G6 und G23 sind im Kraftstoffbehälter verbaut. Sie arbeiten als Vorförderpumpen für die mechanische Zahnradpumpe. Der Kraftstoffbehälter ist beim Touareg und beim Phaeton jeweils in eine linke und eine rechte Kammer unterteilt. . In der linken Kammer des Kraftstoffbehälters sind die Kraftstoffpumpe G6 und eine Saugstrahlpumpe verbaut. . In der rechten Kammer sind die Kraftstoffpumpe G23 und eine Saugstrahlpumpe verbaut. Kraftstoffpumpe für Vorförderung G6 Kraftstoffpumpe G23 Saugstrahlpumpe Saugstrahlpumpe Bildliche Darstellung entspricht Kraftstoffbehälter im Touareg S351_055 Die beiden elektrischen Kraftstoffpumpen werden bei Zündung „ein“ und einer Motordrehzahl über 40 1/min vom Steuergerät für Dieseldirekteinspritzanlage J248 über das Kraftstoffpumpenrelais J17 angesteuert und bauen einen Vordruck auf. Sobald der Motor läuft, fördern beide Pumpen kontinuierlich Kraftstoff in den Kraftstoffvorlauf. Die Saugstrahlpumpe der rechten Kammer fördert den Kraftstoff in den Vorförderbehälter der Kraftstoffpumpe G6 und die Saugstrahlpumpe der linken Kammer pumpt den Kraftstoff in den Vorförderbehälter der Kraftstoffpumpe G23. Beide Saugstrahlpumpen werden von den elektrischen Kraftstoffpumpen angetrieben. Auswirkungen bei Ausfall Bei Ausfall einer Pumpe kann es durch Kraftstoffmangel zu Abweichungen des Kraftstoffdruckes im Hochdruckspeicher (Rail) in Verbindung mit einem Fehlerspeichereintrag kommen. Die Motorleistung ist reduziert. Kraftstofffilter mit Vorwärmventil Der Kraftstofffilter schützt die Einspritzanlage vor Verschmutzung und Verschleiß durch Partikel und Wasser. Im Kraftstofffilter-Mittelrohr befindet sich ein Vorwärmventil, das aus einem Dehnstoffelement und einem federbelasteten Kolben besteht. Das Vorwärmventil leitet in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur den von der Hochdruckpumpe, den Hochdruckspeichern und den Einspritzventilen zurückfließenden Kraftstoff in den Kraftstofffilter oder zum Kraftstoffbehälter zurück. Dadurch wird verhindert, dass der Kraftstofffilter bei niedrigen Außentemperaturen durch auskristallisierende Paraffinkristalle zugesetzt wird und es zu Störungen im Motorbetrieb kommt. Kraftstofftemperatur unter 5 °C Bei einer Kraftstofftemperatur unter 5 °C ist das Dehnstoffelement vollständig zusammengezogen und der Kolben verschließt mit Hilfe der Federkraft den Weg zurück zum Kraftstoffbehälter. Dadurch wird der von der Hochdruckpumpe, den Hochdruckspeichern und den Einspritzventilen zurückfließende warme Kraftstoff dem Kraftstofffilter zugeführt und der dort befindliche Kraftstoff wird erwärmt. Kraftstofftemperatur über 35 °C Bei einer Kraftstofftemperatur über 35 °C ist das Dehnstoffelement im Vorwärmventil vollständig geöffnet und es gibt den Rücklauf zum Kraftstoffbehälter frei. Der zurückfließende warme Kraftstoff fließt direkt in den Kraftstoffbehälter. Vorlauf vom Rücklauf von Kraftstoffbehälter Hochdruckpumpe Vorlauf zur Hochdruckpumpe Rücklauf zum Kraftstoffbehälter S351_065 Kraftstofffilter-Mittelrohr Rücklauf von Rücklauf zum Hochdruckpumpe Kraftstoffbehälter Vorlauf zur Vorlauf vom Hochdruck-Kraftstoffpumpe behälter Filter Kolben S351_079 Dehnstoffelement Kraftstoffsystem Hochdruckpumpe mit Zahnradpumpe Die Hochdruckpumpe erzeugt den zur Einspritzung Hochdruckpumpe mit notwendigen Kraftstoffhochdruck. In dem Gehäuse der Hochdruckpumpe ist eine Zahnradpumpe integriert, die den Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorlauf in die Hochdruckpumpe fördert. Beide Pumpen werden von einer gemeinsamen Welle angetrieben. Der Antrieb dieser Welle erfolgt über einen Zahnriemen von der Einlassnockenwelle der Zylinderbank 2. Schematische Systemübersicht des Kraftstoffverlaufes in der Hochdruckpumpe Zahnradpumpe S351_104 Sicherungsventil Zulauf vom Kraftstoff- behälter Einlassventil Auslassventil Pumpenkolben Regelkolben Drosselbohrung Ventil für Kraft- stoffdosierung N290 zu...
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