Weitere Hinweise
Ein piezoelektrischer Dieselinjektor bringt atomisierten Kraftstoff direkt in den Brennraum des Motors ein, wenn ein entsprechendes Signal vom Motorsteuerungsmodul (ECM) eingeht. Die eingespritzte Kraftstoffmenge verhält sich proportional zu Dauer der Einspritzung (Öffnungszeit), Kraftstoffverteilerrohrdruck, Kraftstofftemperatur und Viskosität der Flüssigkeit.
Piezoelektrische Injektoren arbeiten schneller als Magnetspulen-Injektoren, sodass mehr Einspritzvorgänge je Takt, höhere Kraftstoffdrücke und somit eine exaktere Steuerung der folgenden Vorgänge möglich sind:
- Voreinspritzung, bei der eine geringe Menge Diesel vor der Haupteinspritzung eingebracht wird, damit der Aufbau von Verbrennungsdruck besser reguliert und das Klopfen des Diesels reduziert werden kann, und
- Nacheinspritzung zur Erleichterung von Prozessen zur Abgasbehandlung.
Bei piezoelektrischen Injektoren kommt Piezokristall-Technologie zum Einsatz:
Wenn Druck auf eine Piezokristall-Struktur ausgeübt wird, erzeugt diese elektrischen Strom. Wenn im Gegenzug elektrischer Strom an einen Piezokristall angelegt wird, verändern sich die Dimensionen von dessen Struktur.
Der piezoelektrische Injektor nutzt diese Eigenschaften, indem Strom durch einen Stapel mit mehreren hundert hauchdünnen Kristallen geführt wird. Daraus resultiert eine lineare Veränderung der Höhe des Stapels, die innerhalb von Mikrosekunden eine Bewegung der daran angebrachten Injektornadel bewirkt. Nachdem sich die Kristallstruktur verändert hat, muss der elektrische Strom nicht aufrechterhalten werden; der Stapel behält seine Form bei, bis ein elektrischer Strom in umgekehrter Richtung angelegt wird.
Zur genauen Steuerung der Emissionen müssen die eingespritzten Dieselmengen äußerst exakt gesteuert werden. Daher werden alle gefertigten bzw. aufbereiteten Injektoren nach der Montage geprüft und ihnen wird ein Code zugewiesen, der die genauen Eigenschaften der Einspritzung beschreibt. Dieser Code muss jedes Mal mit einem Scanning-Werkzeug in das ECM einprogrammiert werden, wenn ein Injektor am Motor angebracht wird.
Für die Diagnose wird empfohlen, zu überprüfen, ob die richtigen Injektorcodes den richtigen Zylindern im ECM zugewiesen wurden, wenn Fehlzündungen, schlechte Leistung oder übermäßig starke Emissionen beim Motor aufgetreten sind.
Typischerweise sind Common-Rail-Dieselinjektoren anfällig für mechanische und elektrische Störungen, die Ursache verschiedener Symptome sein können:
- Zylinderdichtung: Wenn die Schnittstelle zwischen Injektor und Zylinderkopf nicht richtig abgedichtet ist, können gar nicht oder nur teilweise verbrannte Gase und Ruß während der Verdichtung und Verbrennung aus dem Zylinder austreten und dabei „Blow-by“ und niedrigere Zylinderdrücke/Verbrennungstemperaturen zur Folge haben, die wiederum übermäßigen Abgasrauch verursachen können.
- Innenabdichtung: Bei Versagen einer Innenabdichtung leckt Kraftstoff von der Zufuhrseite bis zur Rückführungsseite durch und kann Probleme mit der Hochdruckerzeugung verursachen, z. B. verminderten Druck beim Anlassen (wenn die Drehzahl der Hochdruckpumpe und deren Fähigkeit zur Erzeugung eines ausreichenden Durchflusses begrenzt sind).
- Stromkreise: Wenn ein Injektor nicht ausreichend mit Energie versorgt werden kann, öffnet sich dessen Ventil ggf. nicht richtig, wodurch es zu Fehlzündungen kommen kann.
- Verunreinigung: Motorprobleme, die übermäßige Rußentwicklung oder Verunreinigungen im Motorinneren verursachen, können sich auf den Auslass des Injektors, dessen Durchfluss und Spritzmuster auswirken.
