Bosch Dieseltechnik

Bosch Einspritzsystem

Düsen und Düsenhalter

Im Einspritzsystem eines Dieselmotors sind die Bosch Einspritzdüsen das Bindeglied zwischen der Einspritzpumpe und dem Motor. Ihre Aufgaben sind das dosierte Einspritzen, das Aufbereiten des Kraftstoffs, das Formen des Einspritzverlaufs, das Abdichten gegen den Brennraum. Bei Systemen mit separaten Bosch Einspritzpumpen (Reihen-, Verteiler- und Steckpumpen) sind die Einspritzdüsen in Düsenhalter integriert. Bei Unit-Injektor-Systemen (UIS, auch Pumpe-Düse-Einspritzsystem genannt) und Common-Rail-Systemen (CRS) sind die Bosch Düsen integraler Bestandteil der Bosch Injektoren. Der Dieselkraftstoff wird unter hohem Druck eingespritzt. Der Spitzendruck für den Dieselkraftstoff beträgt bis zu 2000 bar, künftig sogar noch darüber. Unter solchen Bedingungen verhält sich der Kraftstoff nicht mehr wie eine starre Flüssigkeit; er ist vielmehr kompressibel. Während der kurzen Förderdauer (ca. 1 ms) wird das Einspritzsystem örtlich "aufgeblasen". Der Düsenquerschnitt bestimmt bei gegebenem Druck die Menge des Kraftstoffs, die in den Brennraum des Motors kommt. Über Lochlänge und -durchmesser, die Strahlrichtung und (mit Einschränkung) die Lochform beeinflusst die Einspritzdüse die Kraftstoffaufbereitung und damit die Leistung sowie den Kraftstoffverbrauch bzw. die Schadstoffemission des Motors.

Der gewünschte Einspritzverlauf kann in gewissen Grenzen durch "richtige" Steuerung des Strömungsquerschnitts der Einspritzdüse (abhängig vom Düsennadelhub) und durch eine Steuerung der Düsennadelbewegung erreicht werden. Schließlich muss die Einspritzdüse das Einspritzsystem gegen die heißen, hoch gespannten Verbrennungsgase (bis ca. 1000 °C) abdichten. Um bei geöffneter Einspritzdüse ein Rückblasen von diesen Gasen zu vermeiden, muss der Druck in der Düsendruckkammer stets höher als der Verbrennungsdruck sein. Mit dieser Maßgabe ist insbesondere am Ende einer Einspritzung (bei bereits gesunkenem Einspritzdruck und stark ansteigendem Verbrennungsdruck) eine sorgfältige Abstimmung von Einspritzpumpe, Einspritzdüse und Druckfeder wichtig.

Bosch Common Rail System

Das Speichereinspritzsystem "Common Rail" macht es möglich, das Einspritzsystem zusammen mit Funktionserweiterungen in den Dieselmotor zu integrieren und zusätzliche Freiheitsgrade für die Verbrennungsentwicklung zu erzielen. Das wesentliche Merkmal des Common Rail Systems ist, dass der Einspritzdruck unabhängig von der Motordrehzahl und der Einspritzmenge erzeugt werden kann.

Die Entkopplung von Druckerzeugung und Einspritzung geschieht mit Hilfe eines Speichervolumens. Dieses für die Funktion maßgebende Volumen setzt sich aus Bestandteilen in der gemeinsamen Verteilerleiste (Common Rail), in den Leitungen und im Injektor selbst zusammen. Eine Bosch Kolbenpumpe in Hochdruckausführung erzeugt den Druck; sie ist bei Nkw als Bosch Reihenpumpe und bei Pkw als Bosch Radialkolbenpumpe ausgeführt. Die Pumpe kann mit geringen Spitzendrehmomenten arbeiten, was eine deutliche Entlastung des Pumpenantriebes zur Folge hat. Bei Pkw-Hochdruckpumpen wird der gewünschte Raildruck über ein an der Pumpe oder am Rail sitzendes Druckregelventil geregelt. Die Bosch Nkw-Hochdruckpumpe hat eine Mengenregelung. Für die neueste Pkw-Hochdruckpumpengeneration ist ebenfalls eine Mengenregelung vorgesehen. Dadurch wird die Kraftstofftemperatur im System abgesenkt. Der von der Hochdruckpumpe erzeugte und über einen Druckregelkreis geregelte Systemdruck liegt an einer konventionellen Bosch Einspritzdüse an. Der Injektor als Kernstück des Systems hat die Aufgabe, den Kraftstoff korrekt in den Brennraum einzubringen. Ein zum richtigen Zeitpunkt abgegebener Impuls des Steuergerätes an das Magnetventil im Injektor leitet den Einspritzvorgang ein. Öffnungsdauer und Systemdruck bestimmen die eingebrachte Kraftstoffmenge. Steuergerät, Sensoren und weitgehend auch die Systemfunktionen sind bei dem Bosch Common Rail System gleich wie bei den anderen zeitgesteuerten Bosch Einzelpumpensystemen.