Technische Erkenntnisse: Wie sich die Viskosität von paraffinischem Diesel auf die Kalibrierung von kleinen Injektoren auswirken kann

Seitentyp: Technischer Einblick

Von modernen Common-Rail-Injektoren wird erwartet, dass sie bei Pilot-, Voreinspritzungs- und anderen kurzzeitigen Einspritzvorgängen sehr kleine Kraftstoffmengen steuern. An diesen Betriebspunkten können Kraftstoffeigenschaften Teil der Messumgebung werden und sind nicht mehr bloß eine Hintergrundvariable.

Eine Eigenschaft, die besondere Aufmerksamkeit verdient, ist die kinematische Viskosität.

Paraffinische Dieselkraftstoffe, einschließlich Kraftstoffe vom Typ HVO, die geltende Spezifikationen wie die EN 15940 erfüllen, können andere Viskositätseigenschaften aufweisen als herkömmliche Dieselkraftstoffe. Der genaue Wert hängt von der Kraftstoffsorte, der Formulierung und der Temperatur ab.

Dies bedeutet nicht, dass ein anderer Kraftstoff automatisch einen Injektordefekt verursacht. Es bedeutet vielmehr, dass Kalibrierungsergebnisse unter eindeutig definierten Bedingungen des Prüffluids interpretiert werden sollten.

Kleine Einspritzvorgänge haben ein enges Messfenster

Während eines großen Haupteinspritzvorgangs bleibt der Injektor lange genug angesteuert, um eine erhebliche Kraftstoffmenge abzugeben.

Bei einer kleinen Voreinspritzung verhält es sich anders.

Die angesteuerte Dauer ist kurz, und die abgegebene Menge kann durch mehrere eng miteinander verknüpfte Faktoren beeinflusst werden:

• Öffnungsverzug des Injektors;
• Nadelbewegung;
• hydraulische Dämpfung;
• interne Leckage;
• Raildruck;
• Kraftstoffviskosität;
• Temperatur des Prüffluids.

Wenn die Einspritzmenge ohnehin gering ist, kann sich eine geringfügige Änderung einer dieser Variablen deutlicher im Messergebnis niederschlagen.

Aus diesem Grund erfordert die Kalibrierung im Kleinstmengenbereich eine strengere Kontrolle der Prüfumgebung als ein einfacher Volllast-Mengenvergleich.

Viskosität beeinflusst mehr als nur den Durchfluss durch die Düse

Die Kraftstoffviskosität beeinflusst das hydraulische Verhalten im Inneren des Injektors.

Sie kann Leckagen durch Passungsspiele sowie das Strömungsverhalten des Kraftstoffs durch Steuerkammern, Ventilsitze und Düsenbohrungen beeinflussen.

Eine niedrigere oder höhere Viskosität bedeutet nicht automatisch „besser“ oder „schlechter“. Die Bedeutung hängt von der Injektorkonstruktion, den Druckverhältnissen und dem Kalibrierpunkt ab.

Aus diesem Grund sollten zwei Testergebnisse nicht als identisch verglichen werden, wenn die Kraftstofftemperatur oder die Spezifikation des Prüffluids unterschiedlich waren.

Die Temperatur muss zusammen mit dem Ergebnis erfasst werden

Die Viskosität ändert sich mit der Temperatur.

Ein Kalibrierwert ohne bekannte Fluidtemperatur besitzt daher eine geringere diagnostische Aussagekraft.

Ein aussagekräftiges Injektor-Prüfprotokoll sollte, sofern zutreffend, Folgendes enthalten:

• Art des Prüffluids;
• Fluidtemperatur;
• Raildruck;
• Einspritzpunkt;
• angesteuerte Dauer oder Prüfschritt;
• gemessene Einspritzmenge;
• Ergebnis der Rücklaufmenge.

Dies schafft eine reproduzierbare Ausgangsbasis.

Zudem verringert es das Risiko, einen Unterschied in den Kraftstoffeigenschaften fälschlicherweise als Injektorverschleiß zu interpretieren.

Eine weitere Kraftstoffeigenschaft, die den Mengenvergleich beeinflusst, finden Sie unter Warum Dichteunterschiede bei Dieselkraftstoff Einspritzvergleiche zwischen Prüfstand und Motor beeinflussen können.

Kleinstmengenergebnisse sollten unter gleichen Bedingungen verglichen werden

Angenommen, ein Injektor wird einmal mit einem kalibrierten Prüffluid und später mit einem anderen paraffinischen Kraftstoff unter abweichenden Temperaturbedingungen getestet.

Wenn sich das Ergebnis im Kleinstmengenbereich ändert, gibt es mehrere mögliche Erklärungen.

Der Injektor könnte sich verändert haben.

Aber auch die hydraulischen Eigenschaften des Prüfmediums könnten sich verändert haben.

Die richtige Frage lautet daher nicht einfach:

Hat sich die gemessene Menge geändert?

Sondern:

Wurden die beiden Messungen unter hinreichend vergleichbaren hydraulischen Bedingungen durchgeführt?

Diese Unterscheidung ist besonders wichtig, wenn eine Flotte eine Kraftstoffumstellung in Erwägung zieht.

Vor der Umstellung des Betriebskraftstoffs ist es sinnvoll, einen Referenzzustand für die Injektorleistung zu ermitteln. Siehe Wie vor der Flottenumstellung auf HVO eine Injektor-Baseline ermittelt wird.

Diagnostische Abgrenzung

Die Kraftstoffviskosität sollte nicht als Vorwand dienen, um einen echten Injektordefekt auszuschließen.

Wenn ein Injektor außerhalb der geltenden Kalibriergrenzen bleibt, während die anderen unter denselben kontrollierten Bedingungen geprüft werden, ist eine Untersuchung auf Komponentenebene nach wie vor gerechtfertigt.

Ziel ist es nicht, die Schuld auf den Kraftstoff zu schieben.

Ziel ist es sicherzustellen, dass der Zustand des Injektors und der Zustand des Prüfmediums nicht verwechselt werden.

FAQ

Kann Kraftstoff mit niedrigerer Viskosität einen Common-Rail-Injektor automatisch beschädigen?

Nein. Die Injektorkompatibilität hängt von der vollständigen Kraftstoffspezifikation, der Systemkonstruktion und den Herstelleranforderungen ab.

Warum reagieren Messungen der Voreinspritzung empfindlich auf Prüfbedingungen?

Da die abgegebene Menge gering und der Einspritzvorgang kurz ist, können sich Änderungen der hydraulischen Bedingungen deutlicher bemerkbar machen.

Sollte die Temperatur des Prüffluids während der Injektorkalibrierung erfasst werden?

Ja. Die Temperatur trägt dazu bei, viskositätsbezogene Vergleiche aussagekräftiger und reproduzierbarer zu machen.