Wie prüfe ich den Druck im Common Rail?

01.12.2022

Es gibt verschiedene Methoden zur Messung des Kraftstoffdrucks in einem Common-Rail-System. Im folgenden Text werden wir uns mit den verfügbaren Messtechniken sowie mit der grundlegenden Diagnose des Kraftstoffsystems befassen.

Betrieb der Hochdruckpumpe

Zu Beginn lohnt es sich, die Grundlagen des Tray-Systems in Erinnerung zu rufen, da das Verständnis der Mechanismen die Diagnose sehr erleichtert. Das System basiert auf einer Hochdruckpumpe, die den Kraftstoff in ein Reservoir (Rail oder Slat genannt) leitet, von wo aus er zu den Einspritzdüsen gelangt. Dadurch können die Einspritzdüsen mit einem festen Druck arbeiten, der vom Motorsteuergerät (ECU) in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen eingestellt wird. Dies ermöglicht eine präzisere Steuerung des Kraftstoffverbrennungsprozesses.

Kraftstoffdruckregler

Um dies zu ermöglichen, ist ein Kraftstoffdruckregler erforderlich. Mit diesem Namen wird in der Regel ein Regelventil (PRV) bezeichnet, das durch Ablassen von Kraftstoff aus dem Reservoir (manchmal sind Ventile an der Pumpe montiert) dessen Anstieg begrenzt. Tatsächlich wird die Regulierungsfunktion vom Algorithmus des Steuergeräts übernommen, der das Ventil auf der Grundlage des gemessenen Kraftstoffdrucks in der Einspritzleitung steuert (den PWM-Füllfaktor einstellt).

Durchflussregelventile

Außerdem werden zusätzliche Ventile an der Pumpe verwendet, um die Pumpenleistung zu regulieren, so dass die Motorsteuerung die Leistung über einen großen Betriebsbereich anpassen kann. Dies reduziert den Verschleiß des Motors und der Hochdruckpumpe selbst. Es werden normal offene oder normal geschlossene Ventile verwendet – erstere ermöglichen einen maximalen Kraftstoffdurchfluss bei fehlender Ventilsteuerung. Eine solche Pumpe ist in der Lage, während eines Starttests bei abgeschalteten Ventilen und Einspritzdüsen Drücke in der Größenordnung von 700 bar zu erreichen. Die Kenntnis des verwendeten Ventiltyps ist für eine genauere Diagnose unerlässlich.

Wie erkennen Sie Probleme mit dem Kraftstoffdruck?

Da sich der Druck in Common-Rail-Systemen ständig ändert, besteht die wichtigste Information darin, den tatsächlichen Druck im Rail mit dem Sollwert zu vergleichen. Dies geschieht in der Regel durch Ablesen der Betriebsparameter von einem Diagnosetester. Diese Methode funktioniert am besten, wenn der Motor zumindest unter bestimmten Bedingungen gleichmäßig startet und läuft. Beim Testen des Drucks beobachten wir, ob der tatsächliche Wert im Betriebsbereich von niedrigen Drehzahlen bis hin zum Betrieb mit voller Leistung mit dem Sollwert übereinstimmt. Ein effizientes System ist in der Lage, den erforderlichen Druck über den gesamten Betriebsbereich aufrechtzuerhalten.

Notieren Sie, wann die Symptome auftreten

Die Extreme sind wichtig – im Leerlauf haben wir eine minimale Kraftstoffzufuhr – hier kommt es am leichtesten zu einem zu hohen Druck, z.B. durch ein verstopftes Steuerventil. Hoher Druck ist hingegen bei hoher Last erforderlich, was sowohl eine funktionierende Pumpe, ein Steuerventil als auch Einspritzdüsen erfordert.

Viele Menschen bringen Druckprobleme vorschnell mit dem Zustand der Hochdruckpumpe in Verbindung. Es ist wichtig, daran zu denken, dass die Kapazität der Pumpe unter typischen Bedingungen deutlich höher sein sollte als der tatsächliche Bedarf. Da der Druckwert durch das Magnetventil reguliert wird, wird er unter den gegebenen Bedingungen bei einer neuen Pumpe genauso hoch sein wie bei einer teilweise abgenutzten Pumpe. Nur bei erheblicher Unterversorgung wird der erzeugte Druck zu niedrig sein.

Start-up Probleme

Im Falle von Startproblemen ist die Messung durch die On-Board-Diagnose nicht immer zufriedenstellend. Manchmal erlaubt es die angebotene Abtastrate (Anzahl der Messungen pro Zeiteinheit) nicht, genau zu sehen, was passiert, oder es gibt eine Verzögerung bei der Datenübertragung. In diesem Fall können Sie entweder das Signal des Sensors an der Einspritzleiste mit einem unabhängigen Messgerät oder einem Oszilloskop messen oder ein externes Druckmessgerät an das System anschließen (indem Sie es anstelle eines der Injektoren anschließen) und den Druck unabhängig messen. Der unbestrittene Vorteil des Manometers ist, dass es einen Fehler im Sensor selbst erkennen kann, was ohne eine unabhängige Messung nicht möglich ist. Der Nachteil ist der relativ langsame Betrieb und die Notwendigkeit, den Zeiger während des Starttests physisch zu beobachten. Es kann davon ausgegangen werden, dass der Mindestdruck zwischen 180 und 250 bar liegt, je nach Generation des Systems (neuere Systeme erfordern höhere Drücke).

Symptome beim Autofahren

Probleme mit dem Kraftstoffdruck während der Fahrt äußern sich meist durch einen Mangel an Leistung, wenn das Gaspedal betätigt wird, oder durch Ungleichmäßigkeiten in der Leistung, die als Motorruckeln beschrieben werden. Es ist zu bedenken, dass die Ursache für ähnliche Unregelmäßigkeiten vielfältig sein kann und nicht unbedingt mit dem Druck an der Einspritzleitung zusammenhängen muss. Eine interessante Möglichkeit bietet der EDIA-PRO-Tester, mit dem der Motor während des Betriebs getestet werden kann. Das System verwendet eine Oszilloskop-Methode zur Untersuchung des Systems, die es in vielen Fällen ermöglicht, zwischen einer Fehlfunktion der Einspritzpumpe und den Injektoren selbst zu unterscheiden.

Dedizierter Tester

Der RPT-5 ist ein einfach zu bedienendes Prüfgerät für unabhängige Druckmessungen im Common-Rail-System. Dank seiner Unabhängigkeit von der On-Board-Diagnose kann er in jedem Fahrzeug mit einem Tanksystem (einschließlich Benzinmotoren), aber auch in Land- und Baumaschinen oder Aggregaten eingesetzt werden. Der Anschluss an den Sensor ist sehr einfach – mit einem Adapter oder Nadelsonden. Das Prüfgerät erfordert keine Kenntnisse des Anschlusssystems. Wenn die Zündung eingeschaltet wird, zeigt er die Anordnung der Leitungen an und beginnt, sowohl das Signal des Sensors als auch die Versorgungsspannung des Steuergeräts zu messen.

Was ist, wenn ein Sensor defekt ist? Das Prüfgerät bietet die einzigartige Funktion, einen typischen, funktionierenden Drucksensor als Referenzsensor zu verwenden. Der zusätzliche Sensor wird vom Prüfgerät mit Strom versorgt. Wenn Sie einen solchen Sensor an das System anschließen (z.B. über eine verblendete Common-Rail-Schiene), haben Sie die Möglichkeit, die Messwerte beider Sensoren gleichzeitig zu vergleichen. Dadurch wird ein unnötiger Austausch der Sensoren vermieden. Das Gerät kann einfach Werte auf dem Display anzeigen, aber auch Signalverläufe des Sensors aufzeichnen. Mit der zugehörigen Android-App können diese bequem in höherer Auflösung auf dem Bildschirm eines mobilen Geräts ausgelesen werden.

Ursachen für unzureichenden Druck

Das häufigste Problem ist, dass der Kraftstoffdruck zu niedrig ist. Nachfolgend finden Sie ein Beispiel dafür, was in einem solchen Fall zu tun ist.

  1. Überprüfen Sie das Kraftstoffversorgungssystem, beginnend mit dem Tank selbst. Prüfen Sie den Kraftstofffilter, die Vorpumpe und den Zustand der Kraftstoffleitungen. Ein verstopfter Filter ist eine häufige und einfache Ursache für Probleme. Vergewissern Sie sich, dass die Vorpumpe ordnungsgemäß funktioniert (bei manchen Systemen funktioniert sie nur beim Anfahren) und den erforderlichen Druck an die CR-Pumpe liefert. Undichte Stellen können dazu führen, dass das System Luft verliert.
  2. Überprüfen Sie die Überläufe der Einspritzdüsen. Defekte Injektoren, die einen sehr großen Überlauf erzeugen, können sogar verhindern, dass das System einen ausreichend hohen Druck erzeugt. Die Beurteilung des Injektorüberlaufs ist einfach und erfordert keine teure Ausrüstung.
  3. Überprüfen Sie das Magnetventil für die Druckregelung auf dem Rail. Bevor Sie die Pumpe selbst überprüfen, sollten Sie die Funktionsweise des Ventils beurteilen. Es könnte sein, dass der Motor nicht anspringt, weil der Druck zu niedrig ist und das Ventil zu diesem Zeitpunkt Kraftstoff überfließen lässt.
  4. Prüfen Sie die Schaltkreise der Pumpenventile und den Kraftstoffdrucksensor.
  5. Als letzten Ausweg beschließen wir, die Hochdruckpumpe zu überprüfen, indem wir sie auf einem Prüfstand testen.

Ursachen für übermäßig hohen Druck

Obwohl diese Art von Problem weniger häufig auftritt, kann auch ein übermäßiger Druck ein Problem darstellen. Es ist eine gute Idee, den Fehler rechtzeitig zu erkennen, da ein übermäßiger Druck zu einem beschleunigten Verschleiß oder einer Beschädigung der Komponenten des Einspritzsystems führen kann.

  1. Die häufigste Ursache für dieses Problem ist das Kraftstoffdruckregelventil. Manchmal führt eine Verschmutzung dazu, dass das Ventil klemmt, was zu einem übermäßigen Druckaufbau führt. Ein verklemmtes Steuerventil kann sich auch als Druckwelligkeit während des Betriebs bemerkbar machen.
  2. Überprüfen Sie den Kraftstoffdrucksensor. Wenn es Probleme mit dem Sensor oder seinem Schaltkreis gibt, kann ein Fehler gemeldet werden, der einen hohen Druck anzeigt.

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