KIM II Kapitel 16: Mechanische Dieseleinspritzsysteme

  1. Zeichnen sie schematisch und erläutern sie, warum ein betriebsfähiger Dieselmotor im Vergleich zum Ottomotor prinzipiell einen Drehzahlregler, insbesondere im Leerlaufbereich, benötigt
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    • Pmr = Reibmitteldruck
    • Pmi = Induzierte Mitteldruck

    • Würde der Motor ohne Regler arbeiten und die Einspritzung wäre auf Leerlaufdrehzahl eingestellt, dann würde der Motor die Drehzahl, auf Grund der geringeren Leckage, selbstständig nach oben treiben, da der indizierte Mitteldruck größer wird als der Reibmitteldruck. Der Vorgang würde von alleine starten, wenn eine geringfügige Abweichung der Leerlaufdrehzahl nach oben  geschieht. 
    • Beim Unterschreiten der Leerlaufdrehzahl, nimmt die Leckage zu und der Reibmitteldruck wird größer als der indizierte Mitteldruck wodurch der Motor abstirbt.
  2. Zeichnen sie schematisch und erläutern sie Reglerkennfelder für einen Alldrehzahlregler und einen Leerlauf / Enddrehzahlregler. Nennen sie typische Einsatzbereiche für beide Reglertypen
    • Alldrehzahlregler
    • Regler greift über den gesamten Drehzahlbereich in den Regelstangenweg ein um möglichst immer eine konstante Motordrehzahl zu halten.
    • Bei Maschinen mit unbedingt konstant zu haltender Drehzahl (Ackerschlepper, Feuerwehrleitern)

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    • Leerlauf / Enddrehzahlregler
    • Regler greift nur bei Leerlauf- und Enddrehzahl in den Verlauf des  Regelstangenwegs ein
    • Bei PKWs, LKWs und Motorrädern verwendet

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  3. Welche druckabhängigen Volllastanschläge kennen sie? Wieso sind diese notwendig, wo ist der bevorzugte Einsatz und wie arbeiten sie?
    • Ladedruckabhängiger Volllastanschlag (LDA) 
    • unterer Drehzahlbereich
    • -> weniger Ladedruck
    • -> weniger Füllung
    • -> Verminderung der Volllastfördermenge in unteren Drehzahlbereich.

    • Atmosphärendruckabhängiger Volllastanschlag (ADA)
    • mehr Höhe
    • -> schlechtere Füllung (wegen weniger Umgebungsdruck)
    • -> Verringerung der Volllastfördermenge mit steigender Höhe
    • Volllastanschlag ist mit einer Barometerdose gekoppelt so dass bei fallenden Umgebungsdruck die Vollastfördermenge zurückgestellt wird

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  4. Welche prinzipiellen Aufgaben können (müssen) die mechanischen oder elektrischen Regler übernehmen?
    • Aufgaben der Regler:
    • Drehzahlregelung bei Diesel über Einspritzmenge
    • Motordrehzahl im Regelbereich konstant halten
    • Leerlaufdrehzahl konstant halten
    • Drehzahlbegrenzung (n_max)
    • konstante Drehzahl unabhängig von Belastung durch Nebenaggregate
    • Volllastfördermenge abhängig von Drehzahl, Ladedruck und Umgebungsdruck
    • selbsttätige Freigabe der Startmenge steuern
  5. Skizzieren sie einen Schnitt durch das Pumpenelement einer Reiheneinspritzpumpe.
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  6. Beschreiben sie die Funktionsweise der drehzahlabhängigen Korrektur des Förderbeginns
    Fördermenge konstant aber unterschiedlicher Förderbeginn -> Regelstange muss konstant bleiben

    • Lösung: Spritzversteller
    • Verdrehung der Nockenwelle -> Verstellung nur in Richtung früh möglich (für steigende Drehzahlen)
  7. Erläutern sie die Fördermengenregulierung der Reiheneinspritzpumpe
    • Regelstange über Zahnsegment mit Pumpenkolben gekoppelt
    • Verdrehung des Pumpenkolbens - daraus ergeben sich unterschiedliche Überschneidungsflächen von Steuerkante und Zulauf

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  8. Skizzieren sie einen Pumpenkolben einer Reiheneinspritzpumpe mit einer Mengenvariation über Einspritzbeginn und Einspritzende.
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    • Spritzbeginn über obenliegende Steuerkante
    • Spritzende über untere Steuerkante
  9. Skizzieren sie schematisch das Einspritzsystem mit Reiheneinspritzpumpe mit allen Komponenten und Leitungen.
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  10. Wie erfolgt die Korrektur des Spritzbeginns bei der rein mechanischen Verteilereinspritzpumpe und wie bei der elektronisch gesteuerten Verteilereinspritzpumpe?
    Spritzbeginn erfolgt durch die Verdrehung des Rollenrings (Äquivalent zu eine Verdrehung der Knockenwelle bei eine Reiheneinsrpitzpumpe) 

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    In eine mechanische System erfolgt die Verdrehung ueber eine Hebelmechanismus

    In eine elektronisch gesteurte System wirkt der Kraftstoffdruck auf eine Seite des Spritzverstellers und damit die Spritzverstellung regelt.
  11. Beschreiben sie die Funktionsweise der drehzahlabhängigen Korrektur des Förderbeginns bei Verteilereinspritzpumpen.
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    Spritzversteller über Kraftstoffdruck der Förderpumpe

    • Funktion:
    • Rollenring (mit Rollen) durch Bolzen mit Spritzversteller verbunden -> bei steigender Drehzahl und somit steigendem Förderdruck wird der Spritzversteller betätigt, wodurch der Rollenring in Richtung früher Einspritzung gedreht wird
  12. Wie erfolgt die Spritzverstellung bei einer Radialkolbenverteilereinspritzpumpe?
    Durch ein Spritzversteller-Magnetventil und ein Hochdruckmagnetventil.

    Der Spritzverteller-Magnetventil verdreht den Nockenring je nach Lastzustand und Drehzahl und damit den Förderbeginn.

    Das Hochdruckmagnetventil öffnet und schließt mit einem variablen Taktverhältnis um die Förderdauer zu bestimmen.
  13. Erläutern sie die Fördermengenregulierung der Axialkolbenverteilereinspritzpumpe (mechanische und elektronische Axialkolbenverteilereinspritzpumpe)
    • Einlaßquerschnitt schließen:
    • Im UT schließt der Steuerschlitz (1) den Einlaßquerschnitt und die Verteilernut (2) öffnet den Auslaß

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    • Kraftstoff-Foerderung:
    • Während der Hubbewegung setzt der Verteilerkolben den Kraftstoff im Hochdruckraum (3) unter Druck. Der Kraftstoff wird über die Auslaßbohrung (4) zur Einspritzdüse gefoerdert

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    • Absteuerung
    • Die Kraftstoff-Förderung ist beendet sobald der Regelschieber (5) den Absteuerquerschnitt (6) öffnet

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    • Kraftstoff-Zulauf
    • Kurz vor OT wird der Einlassquerschnitt geöffnet. Während des Kolbenrücklaufs zum UT wird der Hochdruckraum gefüllt und der Absteuerquerschnitt wieder geschlossen. Die Auslaßbohrung wird ebenfalls verschlossen. 

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    • Komponenten:
    • Verteilerkolben
    • Steuerschlitz (1)
    • Einlassquerschnitt
    • Verteilernut (2)
    • Hochdruckraum (3)
    • Auslassbohrung (4)
    • Regelschieber (5)
    • Absteuerquerschnitt (6)
  14. Was sind die Unterschiede zwischen einer Axialkolben- und einer Radialkolbenverteilereinspritzanlage? Wieso wird die Axialkolbenverteilereinspritzpumpe heute nicht mehr verwendet?
    • Unterscheidung in der Art der Hochdruckpumpe
    • -> bei der Axialkolbenpumpe geht es um eine Hubscheibenpumpe.

    Radial: elektronische Dieselsteuerung möglich

    Die Axialkolbenpumpe wird heute nicht mehr verwendet, weil genaue Dosierung des Kraftstoffs ist mit dieser Pumpe nicht möglich. -> Abgas und Geräuschemissionen.
  15. Wie unterscheidet sich die rein mechanische Axialkolbenverteilereinspritzpumpe von der elektronisch kontrollierten Variante? Wie erfolgt die elektrische Betätigung der Verstellgrößen? Welche sonstigen Variationen am Einspritzsystem sind notwendig?
    • Bei der mechanischen VE wird die Fördermenge und Förderbeginn mechanisch oder hydraulisch angesteuert.
    • Bei der elektronischen Variante werden die beiden teilweise oder völlig elektronisch geregelt.
    • Dazu werden einen Stellmotor für den Regelschieber und ein Taktventil um der Druck im Spritzversteller zu steuern benötigt.
  16. Skizzieren sie schematisch das Einspritzsystem mit Verteilereinspritzpumpe
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    • 1. Kraftstoffbehälter
    • 2. Kraftstoffzuleitung
    • 3. Kraftstofffilter
    • 4. Verteilereinspritzpumpe
    • 5. Druckleitung
    • 6. Einspritzdüse
    • 7. Kraftstoffrückleitung
    • 8. Glühstiftkerze
  17. Welche Aufgabe hat die Kaltstartanpassung der Axialkolbenverteilereinspritzpumpe und wie funktioniert diese (manuell / automatisch)? Wie wird diese Aufgabe von der Radialkolbenverteilereinspritzpumpe erfüllt?
    • Kaltstart
    • -> mehr Sprit wird benötigt
    • -> früherer Förderbeginn

    • Axial:
    • Spritzversteller mechanisch betätigen
    • kann manuell oder automatisch erfolgen

    • Radial:
    • Spritzverstellung über ein Steuergerät
  18. Nennen Sie die Untergruppen, in dem man eine Verteilereinspritzpumpe unterteilen kann
    • 1 Förderpumpe: (eingebundene Flügelzellenpumpe um die Baugruppe mit Kraftstoff zu besorgen)
    • 2 Hochdruckpumpe: (Kraftstoffdruck erhöhen)
    • 3 Drehzahlregelung: (Regelung der Motordrehzahl durch begrenzen des zugeführten Kraftstoffes)
    • 4 Abstellventil: (Unterbindung die Kraftstoffzufuhr zur Hochdruckpumpe um selbstzündende Dieselverbrennung zu stoppen - Schleppbetrieb oder Abschalten des Motors)
    • 5 Spritzverstellung: (Spritzbeginn steuern)
  19. Wo liegt der wesentliche Unterschied zwischen der Verteilereinspritzpumpe und der Reiheneinspritzpumpe? Wo sind die Vor- und Nachteile des einen Konzepts gegenüber dem anderen?
    • Unterschiede:
    • Bei den Reihenpumpen ist für jeden Motorzylinder ein Pumpenelement vorhanden. Die Verteilereinspritzpumpe hat nur einen Pumpenkolben für alle Motorzylinder
    • Der Pumpenkolben (Verteilerkolben) wird von einer Hubscheibe betätigt, die so viele Nockenerhebungen hat wie der Motor Zylinder aufweist.
    • Die reine Drehbewegung wird in eine Hub-Drehbewegung umgewandelt und zwangsläufig auf den Verteilerkolben übertragen

    • Verteilereinspritzpumpe
    • Vorteile:
    • Integration von alle Zusatzaggregate wie Kraftstoffförderpumpe, Regler und automatischer Spritzversteller in einem Bauteil
    • -> Kleiner
    • -> Leichtere Bauweise
    • Keine Leitungen zur Schmiersystem nötig (wird vom Kraftstoff geschmiert)

    • Nachteile:
    • Kann nur eine begrenzte Anzahl an Zylindern bedienen (max 5)
Author
Iblignic
ID
327743
Card Set
KIM II Kapitel 16: Mechanische Dieseleinspritzsysteme
Description
Fragenkatalog von KIM II Original Karten von Toebber Updated von Iblignic
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