Das Common-Rail-System besteht im Wesentlichen aus 3 voneinander sowohl funktionell als auch räumlich getrennten Bauteilen. Die Hochdruckpumpe stellt den zur Einspritzung nötigen Druck bereit. Sie ist im allgemeinen als Axial- oder Radialhubkolbenpumpe ausgeführt.
Das Rail ist ein Druckspeicher, in den die Hochdruckpumpe fördert. Je nach Zylinder-konfiguration des Motors sind verschiedene Formen möglich.
Für Reihenmotoren wird meist ein zylindrisches Rail verwendet. Am Rail befindet sich die Druckmeßstelle zur Erfassung des Systemdrucks. An der Pumpe oder am Rail ist ein Regelventil angeordnet, das zur Konstanthaltung des eingestellten Systemdrucks eine entsprechende Kraftstoffmenge absteuert. Die Einspritzventile werden als Injektoren bezeichnet und sind hydraulisch an das Rail angeschlossen.
Gegenüber konventionellen Düsenhalter-kombinationen ist ein Magnetventil integriert. Die Hochdruckpumpe wird direkt vom Motor angetrieben und erzeugt im Zusammenspiel mit der Druckregelung einen über das gesamte Drehzahlband nahezu frei einstellbaren konstanten Systemdruck, der im Rail und damit an jedem Injektor anliegt.
Der Systemdruck wirkt im Injektor sowohl im Düsenraum, der über Druckschultern die Öffnungskraft erzeugt, als auch im Steuerraum, wo er auf die Querschnittsfläche des Steuerkolbens wirkt. Die Flächen sind so gewählt, daß die Düsennadel durch den Systemdruck geschlossen wird. Das Magnetventil ist oberhalb des Steuerraums angeordnet. Öffnet es, fällt der Druck im Steuerraum ab. Die Druckdifferenz zum Düsenraum reicht aus, um die Düsennadel anzuheben. Es wird Kraftstoff eingespritzt.
Untersuchungen
Am IMKO werden Untersuchungen experimentell und mittels Simulation durchgeführt. Zu den experimentellen Untersuchungen steht eine Prüfbank zur Verfügung, die mit kontinuierlicher Mengenmessung, Einspritzmengenindikator sowie diverser Druck- und Temperaturmeßtechnik ausgestattet ist. Die Steuerung erfolgt extern über eine Steuersoftware (VS100). Sie gestattet den freien Zugriff auf alle applizierten Parameter des Einspritzsystems.
Für die Simulation wird die Software "Hydraulisches Netzwerk" der Robert Bosch GmbH verwendet. Es stehen 2 Workstations zur Verfügung.
Im Mittelpunkt stehen Untersuchungen zum Kleinstmengenverhalten, zur Empfindlichkeitsanalyse und zum Einfluß von mechanischen Kräften auf den Injektor. Die Simulationsergebnisse werden mit Messungen abgeglichen. Das Simulationsmodell wird modifiziert und erweitert, um genauere Ergebnisse zu erhalten.
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