Neues Common-Rail-Einspritzsystem mit Piezo-Aktorik für Pkw-Dieselmotoren

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Neues Common-Rail-Einspritzsystem mit Piezo-Aktorik für Pkw-Dieselmotoren

Egger, K. / Warga, J. / Klügl, W.

Im Hinblick auf Verbrauch, Leistung, Drehmoment und Emissionen birgt der Dieselmotor weiterhin Optimierungspotenzial. Einen Beitrag hierzu kann die Einspritztechnik leisten. Vorgestellt wird das neu entwickelte Piezo-Common-Rail-System (PCR) von Siemens VDO Automotive. Bei der PCR-Technik werden die mechanischen Einspritzventile durch mechatronische Piezo-Aktoren ersetzt, die sehr flexible Mehrfacheinspritzungen ermöglichen. Für die Entwicklung des PCR-Aktors war die Erfahrung mit Piezo-Dünnschichttechnik wichtig. Für den Aktor wurde eine spezielle Keramik formuliert. Das Keramikmaterial ist ein dotiertes Blei-Zirkonat-Titanat, die während des Sinterprozesses eingebrachten Elektroden bestehen aus einer Silber-Palladium-Legierung. Verglichen mit Magnetventilen besitzt der Piezo-Aktor im Injektor folgende Vorteile: - keine Totzeit, - schnelles und präzises Schalten, - sehr gute Reproduzierbarkeit, - keine vom Design bedingte Toleranzen, - stabiles Verhalten über die Lebensdauer, - das Piezo-Modul ist als vorgefertigtes und geprüftes Stellglied lieferbar. Im Beitrag werden Aufbau und Wirkungsweise des Injektors, Aufbau und Wirkungsweise der Hochdruckpumpe, Rail und Leitungen, das elektronische Steuergerät und Funktionen und Software des PCR-Systems erläutert. Außerdem wird kurz auf die Fertigung eingegangen.