Common Rail: Wie funktioniert es und welche Vorteile bietet es?
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 über mehrere kleinere Einspritzlöcher verteilt, die einen höheren Druck erfordern. Der so eingespritzte Kraftstoff bildet ein besser brennbares Gemisch, wodurch der Motor effizienter ist.
Inhalt
Wie funktioniert Common Rail in Autos?
Im Gegensatz zu anderen Kraftstoffeinspritzsystemen wird beim Common-Rail-System der Kraftstoffdruck unabhängig von der Motordrehzahl und der eingespritzten Kraftstoffmenge erzeugt. Dank des Hochdruckspeichers ist immer ausreichend Flüssigkeit vorhanden.
Bei herkömmlichen Systemen wird der Kraftstoff vom Kraftstofftank von einer Pumpe über eine Niederdruckleitung zu den Hochdruck-Zylinderpumpen geleitet. Anschließend gelangt der Kraftstoff über eine Hochdruckleitung direkt zu den Einspritzdüsen.
Das Common-Rail-System leitet den Kraftstoff von der Hochdruckpumpe zum Druckspeicher – Rail, der für alle Zylinder gemeinsam ist. Vom Vorratsbehälter aus wird der Kraftstoff auf die einzelnen Einspritzventile verteilt. Normalerweise gibt es beim CR nur eine Hochdruckpumpe, bei größeren Motoren sind es jedoch meist zwei.
Die Pumpe des Common-Rail-Systems muss für maximale Leistung ausgelegt sein, ein Ventil hält den Behälterdruck aufrecht und überschüssiger Kraftstoff wird in den Kraftstofftank zurückgeführt.
Die Geschichte des Common-Rail-Systems in Kürze
Das Common-Rail-System der ersten Generation (1997) verwendet einen Druck von 1350 bar, die zweite Generation (2001) einen Druck von 1600 bar und das Common-Rail-System der dritten Generation (2003) erreicht einen Druck von 1800 bar.
Durch sukzessive Verbesserungen wurde die Aufteilung des Systems in zwei Gruppen, abhängig vom Prinzip der Injektoren, erreicht. Dabei handelt es sich um piezoelektrische oder magnetische Injektoren. Die modernsten CR-Anlagen erreichen einen Maximaldruck 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 hergestellt.
Vorteile des Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems
Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem bietet gegenüber anderen Kraftstoffeinspritzsystemen mehrere Vorteile. Zu diesen Vorteilen zählen unter anderem die folgenden:
- Verbesserte Kraftstoffeffizienz: Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem ermöglicht eine präzise Kraftstoffzufuhr, was zu einer effizienten Verbrennung, einem besseren Kraftstoffverbrauch und geringeren Emissionen führt.
- Erhöhte Leistung: Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem ermöglicht eine Hochdruck-Kraftstoffeinspritzung und verbessert so die Motorleistung und -leistung.
- Leiserer Betrieb: Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem arbeitet mit einem geringeren Geräuschpegel, was zu einem leiseren Motorbetrieb führt.
- Reduzierte Emissionen: Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem bietet eine bessere Kontrolle über die Kraftstoffeinspritzung und reduziert den Ausstoß schädlicher Schadstoffe.
Komponenten eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems
Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem besteht aus mehreren Komponenten, darunter:
- Hochdruck-Kraftstoffpumpe: Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe versorgt das Kraftstoffverteilerrohr mit unter Druck stehendem Kraftstoff.
- Kraftstoffverteiler: Der Kraftstoffverteiler ist ein Hochdruckrohr, das den Kraftstoff an jede Einspritzdüse verteilt.
- Kraftstoffeinspritzdüsen: Die Kraftstoffeinspritzdüsen liefern die richtige Kraftstoffmenge zum richtigen Zeitpunkt in den Brennraum des Motors.
- Elektronische Steuereinheit (ECU): Die ECU steuert das Kraftstoffeinspritzsystem, einschließlich Kraftstoffdruck und -zeitpunkt.
- Drucksensor: Der Drucksensor überwacht den Kraftstoffdruck im Kraftstoffverteiler und sendet Signale an die ECU, um Kraftstoffdruck und Timing anzupassen.
- Temperatursensor: Der Temperatursensor überwacht die Kraftstofftemperatur und sendet Signale an die ECU, um den Kraftstoffdruck und den Kraftstoffzeitpunkt anzupassen.
Bezeichnungen von Dieselmotoren mit Common-Rail-System:
- BMW – D
- Peugeot, Citroen – HDI/HDi
- Fiat, Alfa Romeo, Lancia – JTD, MultiJet, UniJet, JTDm
- Opel, Vauxhall – CDTi
- Honda – i-CTDi
- Hyundai, Kia – CRDi
- Ford – TDCi
- Chevrolet – VCDi
- Mazda – CiTD
- Mitsubishi – DI-D
- Nissan – NEO-Di
- Renault – dCi
- Toyota – D-4D
- Volkswagen Konzern - TDI
Benzinmotoren, die das Common-Rail-System verwenden, werden unter anderem als GDI (Benzin-Direkteinspritzung), FSI (Kraftstoff-Schichteinspritzung) bezeichnet.
Abschluss
Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem ist ein wichtiger Bestandteil moderner Diesel- und Benzinmotoren und bietet gegenüber anderen Kraftstoffeinspritzsystemen mehrere Vorteile.