Das Common-Rail-System. Bauteile und Funktion. Designed by L.G.

Das Common-Rail-System ist momentan das gängigste Einspritzsystem im Bereich Diesel-Motor. Einspritzdrücke von bis zu 2500 Bar zu realisieren, stellt in der 4.Generation des Common-Rail-Systems von Bosch kein Problem mehr dar. In diesem Beitrag werde ich den Weg des Kraftstoffs einmal nachvollziehen und dabei auf einige Details der einzelnen Bauteile gesondert eingehen.
Zu den Bauteilen beim Common-Rail-System der 4. Generation zählen: die Vorlaufleitungen mit Vorförderpumpe und Kraftstofffilter, die Hochdruck-Pumpe, auch HD-Pumpe genannt, mit Mengenregelventil, das Rail mit Leitungen zu den Injektoren, der Raildrucksensor, das Raildruckregelventil, die Piezzo-Injektoren und die Rücklaufleitung mit Filter.
Der Kraftstoff wird aus dem Tank per Vorförderpumpe und ca. 3 Bar Druck bis zur Hochdruck-Pumpe gefördert. Auf diesem Weg wird der Kraftstoff mindestens einmal gefiltert. An der HD-Pumpe angekommen schmiert der Kraftstoff zuerst den Bereich zwischen Nocken und Stößel bevor er durch das Mengenregelventil und zur Hochdruckkammer in der Pumpe fließt; So bleibt gewährleistet dass die Pumpe nicht ungeschmiert läuft. Da beim Dieselmotor das Qualitätsregelungsprinzip gilt, regelt ein sogenanntes Mengenregelventil die dem Rail zugeführte Kraftstoffmenge. Um die überschüssige Menge abzuführen und ungewollter Erhitzung des Kraftstoffs entgegenzuwirken ist vor dem Mengenregelventil eine Rücklaufleitung angebracht.
Von der HD-Pumpe aus fließt der restliche Kraftstoff unter Hochdruck zum Rail, welches als Druckspeicher fungiert. Der Druck im Rail wird vom Raildrucksensor erfasst und durch das Raildruckregelventil optimal angepasst. Bei zu hohem Druck öffnet das Druckregelventil und lässt Kraftstoff in den Rücklauf fließen, der Druck fällt ab und das Druckregelventil schließt wieder. Hierbei muss erwähnt werden, dass das Mengenregelventil und das Raildruckregelventil beide vom Steuergerät überwacht und per PWM-Signal gesteuert werden. Wichtige Steuergrößen wären der Raildruck beim Raildruckregelventil oder der Lastzustand und die Motordrezahl für das Mengenregelventil.
Danach fließt die verbleibende Menge Kraftstoff durch die Leitungen in die Injektoren wo der Kraftstoff in zwei Kammern aufgeteilt wird. Der Kraftstoff der einen Kammer wird quasi eingespritzt während der Kraftstoff in der anderen Kammer in den Rücklauf fließt. Im Rücklauf wird der Kraftstoff nochmals gefiltert und fließt danach zurück in den Tank.