Kraftstoffdruck-Diagnoseservice

Mar 19, 2023

Seitdem die Kraftstoffpumpe in den Kraftstofftank verlegt wurde, ersetzte der Kraftstoffdruck die Schwimmerhöhe als Maß für den Zustand und die Leistung des Kraftstoffsystems. Um die Höhe des Schwimmers zu überprüfen, war möglicherweise eine Demontage oder Spezialwerkzeug zum Biegen der Schwimmerarme erforderlich.

Als die Umstellung auf die Kraftstoffeinspritzung im Backbord- oder Drosselklappengehäuse erfolgte, benötigte ein Techniker zur Diagnose eines Kraftstoffproblems lediglich einen Satz „Keine Lichter“, ein Kraftstoffdruckmessgerät und möglicherweise ein Multimeter. Die Messung des Kraftstoffdrucks erfordert typischerweise die Überprüfung des Drucks im Leerlauf und unter Last. Die meisten dieser Werkzeuge können aufgrund höherer Drücke und Änderungen in der Position und Technologie der Einspritzdüsen nicht auf der Hochdruckseite eines Direkteinspritzsystems verwendet werden.

Die Spannungen der Einspritzdüsentreiber können je nach System zwischen 30 und 120 Volt liegen, und die Drücke können bis zu 2.300 psi betragen. Das Werkzeug der Wahl für die Direkteinspritzung ist ein Scan-Tool, das spezielle Parameter der Direkteinspritzung anzeigen und bidirektionale Tests durchführen kann.

Einige der Tests sind gleich, wie zum Beispiel die Einspritzdüsenbalance und die Belastungsprüfung, es sind jedoch weitere Erkenntnisse darüber erforderlich, wie sich die Platzierung der Einspritzdüse und der Hochdruckkraftstoffpumpe auf die Fahrbarkeitsdiagnose auswirkt.

Sie werden nie ein Schrader-Ventil oder einen Schrader-Anschluss zum Messen des Drucks in einem Direkteinspritzsystem finden, selbst nicht auf der Niederdruckseite. Wenn Sie die Niederdruckseite mit einem analogen Messgerät abgreifen könnten, würden Sie feststellen, dass sich die Drücke schnell ändern, wenn sich die Anforderungen an den Motor ändern.

Der Direkteinspritzdruck wird mit Sensoren gemessen und die Signale werden zur Bestimmung der Pumpengeschwindigkeit und/oder des Pumpenvolumens verwendet. Sie benötigen also einen Diagnose-Tester, um die Drücke zu überprüfen.

Die meisten Direkteinspritzsysteme verwenden piezoresistive Drucksensoren auf der Nieder- und Hochdruckseite des Kraftstoffsystems. Normalerweise führen drei Drähte zum Sensor. Ein Draht liefert die Referenzspannung, die typischerweise fünf Volt beträgt, und das Sensorelement ändert den Widerstand und wandelt die Referenzspannung in eine Signalspannung um. Der dritte Draht ist fast immer eine Erdung.

Das ECM wandelt die Signalspannung in einen berechneten Druck um, der eine Genauigkeit von ±2 % hat. Das Messen der Werte mit einem Oszilloskop oder Messgerät liefert keine wichtigen Informationen. Überprüfen Sie den Wert daher immer mit einem Diagnose-Tester.

Hochdrucksensoren können eine metallische Membran auf einer Widerstandsbrücke verwenden. Wenn Druck ausgeübt wird, erzeugt die Brücke eine Widerstandsänderung, die eine Änderung der angelegten Spannung zur Folge hat.

Das ECM soll sicherstellen, dass die Kraftstoffpumpe der Hochdruckpumpe den richtigen Druck liefert. Das ECM pulsiert die Niederdruckpumpe, damit der richtige Druck erzeugt wird. Das System verfügt normalerweise über einen Regler und keine Rücklaufleitungen. Einige Systeme verfügen sogar über integrierte Temperatursensoren in den Leitungen, mit denen die Dichte des Kraftstoffs berechnet wird, sodass die Kraftstoffanpassung an die Energiemenge im Kraftstoff angepasst werden kann.

Die Niederdruckpumpe im Tank wird typischerweise vom ECM mit einem pulsweitenmodulierten Spannungssignal gesteuert. Seine Hauptaufgabe besteht darin, der Hochdruckpumpe das richtige Volumen und den richtigen Druck bereitzustellen. Bei dieser Anordnung ist keine Rückleitung erforderlich.

Die Versorgungspumpe kann auch eine Notlaufpumpe aktivieren, wenn die Hochdruckpumpe ausfällt. Wenn das ECM anhand der Informationen des Hochdrucksensors einen Ausfall der Hochdruckpumpe erkennt, erhöht es die Leistung der Förderpumpe und die Zeit, in der die Einspritzdüse geöffnet ist, sodass der Motor in einem Modus mit eingeschränkter Leistung weiterlaufen kann.

Eine Benzin-Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit Direkteinspritzung ist das, was passiert, wenn ein Klimaanlagenkompressor und ein ABS-HCU ein Baby bekommen. Eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe verwendet wie ihre Eltern einen Kolben zur Druckerzeugung. Allerdings folgt die Hochdruck-Kraftstoffpumpe dem Klimakompressor in der Art und Weise, wie sie den Hub und die Menge des zu verdichtenden Kraftstoffs reguliert.

Mechanische Pumpen nutzen Druck und andere motorbezogene Informationen, um die Leistung zu bestimmen, die von einem Aktuator gesteuert wird, typischerweise auf der Einlassseite der Hochdruckpumpe. Wenn keine Spannung an das Magnetventil angelegt wird, kehrt es in die Niederdruckeinstellung zurück.

Diese Pumpe ist präzisionsgefertigt, um bei einigen neueren Anwendungen einen Kraftstoffdruck von bis zu 5.000 psi auf das Rail zu erzeugen. Kraftstoff schmiert die inneren Teile der Pumpe und wenn das Kraftstoffsystem trocken ist, kann die Pumpe beschädigt werden.

Der Hauptzerstörer von Hochdruck-Kraftstoffpumpen sind vernachlässigte Ölwechselintervalle. Verschleiß zwischen den Nocken der Nockenwelle und der Hochdruckpumpe verhindert, dass die Kraftstoffpumpe genügend Kolbenbewegung erzeugt. Bevor Sie eine neue (und sehr teure) Hochdruck-Kraftstoffpumpe einbauen, sollten Sie immer die Nocken an der Nockenwelle untersuchen. Eine Beschwerde wegen mangelnder Leistung kann zwar besser werden, wird aber nie vollständig behoben.

Bei mehr als 2.000 psi auf der Rückseite eines Injektors und Verbrennungsdrücken auf der anderen Seite sind mehr als 12 Volt erforderlich, um den Injektor zu pulsieren. Die meisten Direkteinspritzsysteme verwenden einen Kondensator und einen Spannungswandler, um Spannungen zu erzeugen, die je nach System zwischen 40 und 100 Volt liegen können. Es ist möglich, die Leistung des Treibers mithilfe einer Induktionsklemme anzuzeigen.

Ingenieure bauen Testzylinder mit Rubinquarzfenstern und ermitteln mit den modernsten Hochgeschwindigkeitskameras der Welt den bestmöglichen Verbrennungsverlauf bei unterschiedlichen Belastungen. Sie wollen den perfekten Verbrennungsvorgang abstimmen, bei dem der gesamte Kraftstoff verbrannt wird und die geringste Menge an Emissionen zum Konverter gelangt.

Dieses Streben nach Perfektion wird in den kommenden Jahren zu einer diagnostischen Herausforderung für Techniker werden. Da die Ingenieure darauf abzielen, jedes bisschen Energie aus jedem Tropfen Kraftstoff herauszuholen, werden alle Elemente des Systems am Rande der Gefahr von Fahrverhaltensproblemen arbeiten. Beispielsweise kann eine kleine Menge Kohlenstoff an einem Einlassventil dazu führen, dass die Luft, die in die Brennkammer strömt, turbulent ist und dass ein Teil des Kraftstoffs kondensiert und ungleichmäßig verbrennt. Oder ein kleines Vakuumleck könnte dazu führen, dass nicht dosierte Luft in die Brennkammer gelangt. Selbst eine kleine Änderung wie ein Luftfilter kann eine Verbrennung auslösen.

Motoren mit Saugrohreinspritzung konnten diese Probleme kompensieren, da von ihnen erwartet wurde, dass sie etwas ineffizient sind. Sie hatten niedrigere Verdichtungsverhältnisse und größere Katalysatoren. Heutzutage ist jedes kleine Detail, vom Zustand der Zündkerzen bis zur Art des verwendeten Kraftstoffs, für eine Diagnose unerlässlich. Auch verschlissene Teile und versäumte Wartung können die Diagnosegrenzen beeinträchtigen.