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Common-Rail: Wie funktioniert es und welche Vorteile hat es?

Cross section of a V8 diesel engine
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Common Rail, abgekürzt CR, ist ein Kraftstoffeinspritzsystem für Benzin- und Dieselmotoren. Das Common-Rail-System ist mit einem Hochdruckspeicher ausgestattet, der dem hohen Druck der Kraftstoffpumpe standhält.

Der in den Zylinder eingespritzte Kraftstoff wird durch mehrere kleinere Einspritzlöcher verteilt, die einen höheren Druck erfordern. Der auf diese Weise eingespritzte Kraftstoff bildet ein besser brennbares Gemisch, wodurch der Motor einen höheren Wirkungsgrad hat.

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Wie funktioniert Common-Rail?

Im Gegensatz zu anderen Kraftstoffeinspritzsystemen wird beim Common-Rail-System der Kraftstoffdruck unabhängig von der Motordrehzahl und der eingespritzten Kraftstoffmenge aufgebaut. Es ist immer ausreichend, dank des Hochdruckspeichers.

Bei herkömmlichen Systemen wird der Kraftstoff vom Kraftstofftank durch eine Pumpe durch eine Niederdruckleitung zu den Hochdruckpumpen der Zylinder geleitet. Danach gelangt der Kraftstoff durch eine Hochdruckleitung direkt zu den Injektoren.

Das Common-Rail-System führt den Kraftstoff von der Hochdruckpumpe zum für alle Zylinder gemeinsamen Druckspeicher – Rail. Aus dem Vorratsbehälter wird der Kraftstoff auf die einzelnen Injektoren verteilt. Beim CR gibt es meist nur eine Hochdruckpumpe, bei größeren Motoren sind es meist zwei.

Die Pumpe des Common-Rail-Systems muss auf maximale Leistung ausgelegt sein, ein Ventil hält den Vorratsdruck aufrecht und überschüssiger Kraftstoff wird in den Kraftstofftank zurückgeführt.

Geschichte der Common Rail in Kürze

Das Common-Rail-System der ersten Generation (1997) verwendet einen Druck von 1350 bar, die zweite Generation (2001) verwendet einen Druck von 1600 bar und das Common-Rail-System der dritten Generation (2003) erreicht einen Druck von 1800 bar.

Durch schrittweise Verbesserungen wurde die Aufteilung des Systems in zwei Gruppen erreicht, je nach dem von den Injektoren verwendeten Prinzip. Dies sind piezoelektrische oder magnetische Injektoren. Modernste CR-Anlagen erreichen einen maximalen Druck von 3000 bar.

Immer mehr Autos steigen auf das CR-System um. Heutzutage wird das Common-Rail-System von BOSCH, Denso, Magneti Marelli, Siemens-VDO und Delphi produziert.

Vorteile des Common-Rail-Einspritzsystems

Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem bietet mehrere Vorteile gegenüber anderen Kraftstoffeinspritzsystemen. Einige dieser Vorteile umfassen Folgendes:

  1. Verbesserte Kraftstoffeffizienz: Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem ermöglicht eine präzise Kraftstoffzufuhr, was zu einer effizienten Verbrennung, einem besseren Kraftstoffverbrauch und reduzierten Emissionen führt.

  2. Erhöhte Leistung: Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem ermöglicht eine Hochdruck-Kraftstoffeinspritzung und verbessert die Motorleistung und -leistung.

  3. Leiserer Betrieb: Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem arbeitet mit einem niedrigeren Geräuschpegel, was zu einem leiseren Motorbetrieb führt.

  4. Reduzierte Emissionen: Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem bietet eine bessere Kontrolle über die Kraftstoffeinspritzung und reduziert die Emissionen schädlicher Schadstoffe.

Komponenten eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems

Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem besteht aus mehreren Komponenten, darunter:

  1. Hochdruck-Kraftstoffpumpe: Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe fördert unter Druck stehenden Kraftstoff zum Kraftstoffverteilerrohr.

  2. Kraftstoffverteilerrohr: Das Kraftstoffverteilerrohr ist ein Hochdruckrohr, das Kraftstoff zu jedem Einspritzventil verteilt.

  3. Einspritzdüsen: Die Einspritzdüsen liefern zum richtigen Zeitpunkt die richtige Menge Kraftstoff in den Brennraum des Motors.

  4. Elektronische Steuereinheit (ECU): Die ECU steuert das Kraftstoffeinspritzsystem, einschließlich Kraftstoffdruck und -zeitpunkt.

  5. Drucksensor: Der Drucksensor überwacht den Kraftstoffdruck im Kraftstoffverteilerrohr und sendet Signale an die ECU, um den Kraftstoffdruck und das Timing anzupassen.

  6. Temperatursensor: Der Temperatursensor überwacht die Kraftstofftemperatur und sendet Signale an die ECU, um den Kraftstoffdruck und das Timing anzupassen.

Bezeichnungen von Dieselmotoren mit Common-Rail-System:

Benzinmotoren, die das Common-Rail-System verwenden, heißen GDI (Benzin-Direkteinspritzung), FSI (Kraftstoff-Schichteinspritzung) und andere.

Abschluss

Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem ist ein wichtiger Bestandteil moderner Diesel- und Benzinmotoren und bietet gegenüber anderen Kraftstoffeinspritzsystemen mehrere Vorteile.

Eine kurze Demonstration der Funktionsweise des Common-Rail-Systems: