Ein Dieselmotor saugt im Ansaugtakt reine Luft (kein Gemisch wie bei einem Ottomotor) an. Die Luft erhitzt sich beim darauffolgendem Verdichtungshub so stark, dass der Dieselkraftstoff, welcher in die heiße, verdichtete Luft eingespritzt wird, sich selbst entzündet. Der Kraftstoff wird durch die Einspritzpumpe dosiert und unter hohem Druck über die Einspritzdüse in den Verbrennungsraum eingespritzt.
Die Kraftstoffeinspritzung erfolgt.
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- in genau bemessener Menge entsprechend der Motorbelastung
- zu einem genau festgelegten Zeitpunkt
Für die Einhaltung dieser Bedingungen sorgen Einspritzpumpe und Drehzahlregler. Die Menge des pro Kolbenhub eingespritzten Kraftstoffs ist etwa proportional dem Drehmoment des Motors.
Die geförderte Kraftstoffmenge wird durch Verdrehen der mit schrägen Steuerkanten versehenen Pumpenkolben eingestellt. Dabei ändert sich der Nutzhub der Pumpenkolben.
Das Verdrehen der Pumpenkolben erfolgt mit Hilfe der Verzahnung oder andere geeignete Übertragungsteile. Die Regelstange ist über den Drehzahlregler und über ein Gestänge mit dem Gaspedal verbunden. Außer bei Einspritzpumpen mit pneumatischem Regler.
Funktion der Einspritzung
Füllen: Durch Steuerbohrungen im Pumpenzylinder gelangt der Dieselkraftstoff in den Druckraum der Einspritzpumpe. Dies geschieht durch Fallkraftstoff oder durch die Kraftstoffförderpumpe. Der Einspritzpumpenkolben befindet sich dabei in der untersten Stellung.
Förderbeginn: Ein Nocken bewegt den Pumpenkolben nach oben. Dabei werden die Steuerbohrungen verschlossen. Nun wird der Kraftstoff über das Druckventil zur Einspritzdüse gefördert. Ist der Einspritzdruck erreicht, wird der Kraftstoff in den Verbrennungsraum eingespritzt.
Förderende: Sobald der aufwärtsgehende Pumpenkolben mit seiner Schrägsteuerkante die Steuerbohrungen freigibt, wird der Kraftstoff über die Längs- und Ringnut des Kolbens in den Saugraum zurückgedrückt. Das Förderende, und damit die Fördermenge, richtet sich nach der Stellungder Steuerkante. Durch verdrehen des Pumpenkolbens mit der Regelstange wird die Fördermenge stufenlos verändert.
Bei Nullförderung steht die Längsnut über der Steuerbohrung.
Pumpenelemente
Die Anzahl der Pumpenelemente entspricht bei den meisten Einspritzpumpen der Zylinderzahl des Motors. Ein Pumpenelement besteht aus einem Zylinder und einem genau eingepasstem Kolben. Aus diesem Grund darf immer nur ein komplettes Pumpenelement getauscht werden.
Man muss auch darauf achten, dass die Kolben (bei mehrzylindrigen Motoren) nicht untereinander vertauscht werden.
Der Kolben hat eine Längsnut und seitlich eine schraubenförmige Ausfräsung. Die entstehende Kante an der Kolbenwand wird als
„Steuerkante“ bezeichnet. In dem Zylinder befinden sich fast immer zwei gegenüberliegende Bohrungen (Zulauf- und Steuerbohrung) durch die der Kraftstoff aus dem Saugraum in den Druckraum gelangt und beim Absteuervorgang wieder zurückfließt. Auf den Abbildungen wird das Zusammenwirken von Kolben-Steuerkante und Steuerbohrung während eines Arbeitshubes dargestellt.
In der untersten Kolbenstellung ist der Druckraum über dem Kolben mit Kraftstoff, der vom Saugraum her durch die Zyinder-Zulaufbohrung zugeflossen ist, gefüllt.
Beim aufwärts gehen schließt der Kolben die Bohrung ab und drückt den Kraftstoff durch das Druckventil in die Druckleitung.
Die Förderung hört auf, sobald die Steuerkante und die Steuerbohrung aufeinander treffen, denn ab diesem Zeitpunkt steht der Druckraum des Zylinders in Verbindung mit dem Saugraum (über Längs- und Ringnut).
Der Kraftstoff wird also in den Saugraum zurückgedrückt.
Durch verdrehen des Kolbens verändert sich der „Nutzhub“, durch welchen sich die Einspritzmenge ergibt
(Vollförderung- Teilförderung- Nullförderung siehe Bild).
Förderbeginn
Sehr wichtig für optimalem Lauf und höchste Leistung ist unter anderem der richtige Zeitpunkt des Förderbeginns (FB).
Der FB ist ein Wert, welcher, je nach Hersteller, entweder in Kurbelgrad vor OT oder in Kolbenweg vor OT angegeben wird.
Der Kraftstoff des Dieselmotors muss kurz vor OT eingespritzt werden, da die Kraftstoff-Teilchen sich nicht sofort entzünden sobald sie in den Verbrennungsraum gelangen. Sie müssen sich erst mit der im Brennraum befindlichen Luft mischen, um ein brennfähiges Kraftstoff-Luft-Gemisch zu bilden. In dieser Zeit dreht sich die Kurbelwelle weiter und steht dann auf Zünd-OT wenn das Gemisch zu brennen beginnt und der dadurch entstehende Verbrennungsdruck auf den Kolben wirkt. Es gibt mehrere Möglichkeiten, um den Zeitpunkt des Förderbeginns zu kontrollieren.
Die korrekte Messung und Einstellung des Förderbeginns erkläre ich in einem anderen Artikel.
