Common-Rail-Einspritzung

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Stichpunkte

Allgemein
	Bei der Common-Rail-Einspritzung handelt es sich um Einspritzsysteme fÃ¼r Verbrennungsmotoren
	bei denen eine ungesteuerte Hochdruckpumpe den Kraftstoff auf ein hohes Druckniveau bringt
	"Verbergen") 1 Anwendungsbereich 1.1 Einspritzung beim Common-Rail Verfahren 1.2 Unterschied zur klassischen Einspritzung 2 Geschichte 3 Das Diesel-Common-Rail-System 3.1 Speicher 3.2 Erreichbare DrÃ¼cke 3.3 Zweck und Vorteile 3.4 Nachteile 3.5 Einspritzsteuerung 4 Verbreitung 5 Weblinks [Bearbeiten]
	das bei Motorbetrieb stÃ¤ndig unter Druck steht. Inhaltsverzeichnis showTocToggle("Anzeigen"
	Der unter Druck stehende Kraftstoff fÃ¼llt ein Rohrleitungssystem
Anwendungsbereich
	Der Begriff Common Rail kommt aus dem Englischen und steht fÃ¼r gemeinsame Schiene
	Er beschreibt die Verwendung einer gemeinsamen Kraftstoff-Hochdruckleitung mit entsprechenden AbgÃ¤ngen zur Versorgung der Zylinder mit Kraftstoff. [Bearbeiten]
Einspritzung beim Common-Rail Verfahren
	Der Einspritzzeitpunkt und die -menge werden durch eine Motorelektronik gesteuert
	Die elektrischen Signale steuern je Zylinder ein elektrisch betÃ¤tigtes Ventil
	das in die EinspritzdÃ¼se eingebaut ist
	was dem Verbrennungsprozess und dessen Steuerung zu Gute kommt
	Durch die kurzen Wege zwischen Ventil und EinspritzdÃ¼se ergeben sich kurze Druckanstiegszeiten
	Es sind verschiedene Einspritzungen realisierbar
	z
	BV
	oreinspritzung
	Haupteinspritzung und NacheinspritzungI
	n AbhÃ¤ngigkeit vom SteuergerÃ¤t sind diese frei steuerbar. [Bearbeiten]
Unterschied zur klassischen Einspritzung
	Motoren mit Reihen- oder Verteilereinspritzpumpe weisen fÃ¼r jeden Zylinder eine eigene Hochdruckleitung zwischen Einspritzpumpe und EinspritzdÃ¼se auf
	Diese Hochdruckleitungen sind dabei untereinander nicht verbunden
	Die Einspritzung wird direkt durch den entsprechenden Kolben der Einspritzpumpe ausgelÃ¶st
	Bei klassischen Einspritzpumpen ist die Einspritzmenge und -dauer vom Kolbenhub (und damit vom Kurbelwinkel) abhÃ¤ngig
	der durch spezielle DÃ¼sengestaltung (Vorhub) zusÃ¤tzlich variiert werden konnte
	Das erlaubte einen Einspritzvorgang pro Arbeitstakt
	die Einspritzmenge und -dauer vÃ¶llig unabhÃ¤ngig vom Kurbelwinkel zu gestalten und so auch eine Mehrfacheinspritzung zu ermÃ¶glichen. [Bearbeiten]
	Durch die Common-Rail-Technik ist es mÃ¶glich
Geschichte
	Common-Rail-Systeme wurden fÃ¼r Direkteinspritzungen fÃ¼r Dieselmotoren entwickelt
	obwohl erste Flugzeugmotoren (beispielsweise der der Me109) schon zu Zeiten des 2
	Die Direkteinspritzung fÃ¼r Benzinmotoren befindet sich noch im Anfangstadium seiner Entwicklung
	Weltkrieges Ã¼ber Benzin-Direkteinspritzung verfÃ¼gten und zuverlÃ¤ssig eingesetzt wurden
	FÃ¼r Diesel-PKW kam die Common-Rail Technik im Oktober 1997 im zur Fiat Gruppe gehÃ¶renden Alfa Romeo 156 JTD zum Einsatz
	Magneti Marelli
	wobei Fiat erhebliche Pionierarbeit leistete und somit als Erfinder des Common-Rail-Systems gilt. [Bearbeiten]
	Mercedes Benz und Bosch gemeinsam
	1998 folgte Mercedes Benz mit dem 220 CDI als erster deutscher Hersteller dieser Entwicklung. Die Entwicklung zur Serienreife betrieben Fiat
Das Diesel-Common-Rail-System
	Das Diesel-Common-Rail-System wird als Speichereinspritzung bezeichnet. Das komprimierbare Volumen des Kraftstoffes im Common-Rail liegt in der GrÃ¶ÃŸenordnung der Kraftstoffmenge einer Einzeleinspritzung (abgesehen von der Kraftstoffmenge die durch Leckageverluste in den Injektoren ausgeglichen werden muÃŸ)
	Daher muÃŸ eine Hochdruckpumpe dauernd fÃ¼r die Aufrechterhaltung des Druckes sorgen. [Bearbeiten]
Speicher
	Der Speicher soll den pulsierenden FÃ¶rderstrom der Hochdruck-Einspritzpumpe beruhigen
	Weil die Einspritzmengen je Einspritzvorgang sehr klein sind
	kann die elastische LÃ¤ngs-und Querdehnung der metallischen Hochdruckleitungen als Pufferspeicher genutzt werden. [Bearbeiten]
Erreichbare DrÃ¼cke
	Der Raildruck (also der Druck im Druckspeicher) von zur Zeit bis zu 180 MPa (1805 bar) kann fÃ¼r sehr hohe EinspritzdrÃ¼cke genutzt werden
	An einer weiteren ErhÃ¶hung auf 200 MPa (2000 bar) und mehr wird gearbeitet
	Als eine neue Form der Common Rail Einspritzung wird bei Bosch an einem druckÃ¼bersetztem Common Rail System gearbeitet
	Dabei wird der Einspritzdruck mit Hilfe des anstehenden Druckes im Druckspeicher wÃ¤hrend der Einspritzphase auf DrÃ¼cken von bis zu 2500 bar erhÃ¶ht
	Die DruckÃ¼bersetzung wird durch ein im Injektor integrierten DruckÃ¼bersetzer mit Steuerfunktionen ausgefÃ¼hrt. [Bearbeiten]
Zweck und Vorteile
	Das Hauptziel ist hierbei die Optimierung des Verbrennungsprozesses vor dem Hintergund einer weiteren Verbesserung der Motorlaufeigenschaften sowie einer weiteren Reduzierung der Partikelemissionen
	Die vom Verbrennungsmotor angetriebene Hochdruckpumpe bringt den vom VorfÃ¶rdersystem
	welches bei den aktuellsten Systemen zumeist auf einer elektrischen VorfÃ¶rderpumpe beruht
	aus dem Tank bereitgestellten Kraftstoff auf den erforderlichen und vom SteuergerÃ¤t vorgegebenen Einspritzdruck im Druckspeicher
	das mit dem Druckspeicher verbunden ist und spritzen den Kraftstoff direkt in den Brennraum. [Bearbeiten]
	Die Injektoren (EinspritzdÃ¼sen) sind an das gemeinsame Hochdruckrail (Kraftstoffsammelschiene) angeschlossen
Nachteile
	Weiterhin hat eine Common-Rail Einspritzanlage systembedingt folgende Nachteile: Zum permanenten Aufrechterhalten des hohen Rail-Druckes muÃŸ eine gewisse Leistung vom Motor aufgebracht werden
	Drehzahl und Leistungsbedarf des Motors muss der Druck im Speicher auf und abgebaut werden
	Je nach Common-Rail-System
	Daraus resultiert eine gewisse Verringerung des gesamtmotorischen Wirkungsgrades sowie die Notwendigkeit einer KraftstoffkÃ¼hlung. Bei einem Versagen des Einspritzventils (Verklemmen oder Verschmutzen der DÃ¼se) ist es mÃ¶glich
	dass permanent Kraftstoff in den Brennraum flieÃŸt (bei klassischen Systemen dagegen nur im Arbeitstakt)
	Dies erfordert eine zusÃ¤tzliche Absicherung des Systems. [Bearbeiten]
Einspritzsteuerung
	die eine oder mehrere Voreinspritzungen vor der eigentlichen Haupteinspritzung ermÃ¶glichen
	Die Ã–ffnung der Injektoren ("EinspritzdÃ¼sen") wird nicht wie bei Verteilereinspritzanlagen
	sondern durch elektrische Ansteuerung
	wobei der Kraftstoffdruck aber die Kraft zum Heben der DÃ¼sennadel liefert. Ãœber die Zeitdauer und die StromstÃ¤rke der Injektorbestromung kann der Einspritzverlauf beeinfluÃŸt werden sowie extrem kurze Ã–ffnungszeiten erreicht werden
	Hubschieber-Reiheneinspritzanlagen oder Pumpe-DÃ¼se-Systemen durch den Kraftstoffdruck ausgelÃ¶st
	Die Voreinspritzungen (ist als Einmalvorgang auch mit elektronisch beeinflussbaren Verteilerpumpen sowie beim System Pumpe-DÃ¼se mÃ¶glich) heizen den Brennraum gewissermaÃŸen vor und fÃ¼hren damit zu einem weicheren Verbrennungsablauf der Haupteinspritzung
	Weiterhin kann mit Hilfe dieser Voreinspritzung die Stickoxidbildung verringert werden
	da durch die Voreinspritzung der Sauerstoffgehalt der ZylinderfÃ¼llung reduziert wurde sowie die maximale Verbrennungstemperatur und der Gradient der Verbrennungstemperatur nach der Zeit <math>dT_{zyl}/dt<math> etwas kleiner sind
	arbeitet man mit mehreren Voreinspritzungen
	mit piezoelektrisch betÃ¤tigten Injektoren
	Insbesondere bei den modernsten Systemen
	Sowohl die Einspritzzeitpunkte als auch der jeweilige Einspritzdruck (auch in seinem zeitlichen Verlauf) kÃ¶nnen nahezu frei festgelegt werden
	gegebenenfalls Lambdasonde
	Fahrpedalstellungsgeber
	Drehzahl- und Phasengeber sowie Raildruckgeber die notwendige Einspritzmenge und betÃ¤tigt die Injektoren mit den entsprechenden Steuerimpulsen fÃ¼r Spritzbeginn und -ende
	Dies erleichtert die Anpassung an den jeweiligen Betriebszstand des Verbrennungsmotors. Die EinspritzdÃ¼sen ("Injektoren") werden entweder elektromagnetisch oder piezoelektrisch betÃ¤tigt
	angesteuert vom elektronischen MotorsteuergerÃ¤t. Das SteuergerÃ¤t errechnet aus den Signalen mehrerer TemperaturfÃ¼hler (KÃ¼hlwasser
	Luftmassenmesser
	Ladeluft und SchmierÃ¶l)
	woraus sich extrem hohe Anforderungen an deren ZuverlÃ¤ssigkeit ergeben. [Bearbeiten]
	es ist aber eine weitaus hÃ¶here Anzahl von Komponenten dazu notwendig
	Zwar ist hinsichtlich Abgas- und insbesondere Laufverhalten von Dieselmotoren mit dem Common-Rail-System ein Quantensprung gelungen
Verbreitung
	Mit Ausnahme des Volkswagen-Konzerns und seiner TÃ¶chter
	verwenden inzwischen alle Pkw-Hersteller das Common-Rail-System fÃ¼r ihre Fahrzeuge
	die fÃ¼r einen Teil ihrer Pkw-Dieselmotoren auf das konkurrierende System Pumpe-DÃ¼se (siehe auch Einspritzpumpe) setzt
	Wegen der Verwendung der Pkw-Dieselmotoren in leichten Nutzfahrzeugen steigt auch hier der Anteil der Common-Rail-Systeme
	Das Common-Rail-System kann auch fÃ¼r die Benzineinspritzung und Benzindirekteinspritzung verwendet werden und erlaubt so eine Vereinheitlichung von Diesel und Benzineinspritzsystemen
	Eine weitere Verbreitung ist daher zu erwarten. [Bearbeiten]
Weblinks
	http://www.kfztech.de/kfztechnik/motor/diesel/commonrail.htm http://www.taxi-frankfurt.de/tips/tip3.htm en:Common rail

Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Common-Rail-Einspritzung aus der freien Enzyklopädie wikipedia und steht unter der GNU Lizenz für freie Dokumentation. In der wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.

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Einspritzung beim Common-Rail Verfahren

Unterschied zur klassischen Einspritzung

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Das Diesel-Common-Rail-System

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Erreichbare DrÃ¼cke

Zweck und Vorteile

Nachteile

Einspritzsteuerung

Verbreitung

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