Zerlegung einer CP1, PHT2-Nachlese (Achtung lang ca 200K)

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Geschrieben von MartinR am 27. Oktober 2002 00:53:32:

Hi,


wie schon mehrfach berichtet, wurde auf dem PHT2 auch eine Common-Rail Pumpe zerlegt. Nicht alle der gezeigten Bilder stammen vom Treffen. Einige sind aus dem Schatzkeller von Hans Fürthbauer im WIFI zu Linz (www.ooe.wifi.at), dem ich auf diesem Wege dafür danken möchte, daß ich an zwei Abenden der letzten Woche unbeaufsichtigt in seinen Schätzen stöbern und photographieren durfte. Die Bilder von dort sind mit einem H gekennzeichnet, die Bilder vom Treffen mit einem P. Des weiteren danke ich Steffen für die Web-Nachhilfe und den Space.
Wegen der Teilnehmer mit Internet-Schläfer-Verbindungen sind die Bilder im Text stark reduziert. Mit Anklicken eines Bildes erhält man ein neues Fenster, in dem sich das Bild nur auf 25% reduziert öffnet. Alle Bilder können auch nur zu 50 % verkleinert, oder in Originalgröße abgerufen werden.
Namensbeispiele:
01p.jpg: Original
01p1.jpg auf 50% reduziert
01p2.jpg auf 25% reduziert
01p3.jpg ziemlich reduziert, wie im posting
Es gibt sie auch als zip zum download:
cp1.zip 4,6 MB, Orig.
cp11.zip 5,3 MB, 50 %
cp12.zip 1,5 MB, 25 %
cp13.zip ca. 200 KB wie im posting
Unter den Bildern gibt es keine Bildbezeichnung. Sie wird aber aber angezeigt, wenn man auf das Bild geht.

01P Untersucht wurde eine Pumpe der ersten Generation (CP1). Diese Pumpe gibt's je nach Fahrzeug-Hersteller mit unterschiedlichen Anbauteilen. Bild 01P zeigt den sezierten Vertreter. Die Pumpen sind relativ einfach aufgebaut und erscheinen etwa dreieckig. In jeder Ecke dieses Dreiecks befindet sich ein Pumpenelement verschlossen mit einem Deckel (D). Die Welle auf der Vorderseite der Pumpe ist zum Antriebsdeckel (AD) hin mit 2 Simmeringen abgedichtet. Der Hochdruck-Auslaß (HDA) befindet sich hinten, Niederdruckeinlaß und Kraftstoffrücklauf wären auf diesem Bild auf der Unterseite des Pumpengehäuses in dem Gehäusesteg rechts neben dem linken unteren Deckel. Diese Pumpe hat eine Pumpenelementabschaltung. Durch den Stößel des E-Magneten (E) kann das Einlaßventil des oberen Pumpenzylinders permanent offen gehalten werden, sodaß der obere Kolben den Treibstoff nur hin und her pumpt, aber nichts zur Hochdruckförderung beiträgt. Die Rückseite dieser Pumpe ist relativ unspektakulär mit Ausnahme einer Bohrung in jedem Deckel, auf die ich später aber noch eingehen werde.

02H03H Die Bilder 02H (Seitenansicht) und 03H (Rückseite) zeigen einen weiteren Vertreter einer CP1 (0 445 010 009). Diese hat keine Elementabschaltung, aber ein Druckregelventil (DRV) direkt auf der Rückseite des Pumpengehäuses angebracht. Dieses Hochdruckventil regelt den Druck im Rail. Es wird mit einem Rechtecksignal variabler Pulsbreite getaktet und ist Bestandteil einer jeden CR-Anlage mit CP1, kann aber auch am Rail lokalisiert sein. Antriebswelle (A) und -deckel sind hier wg. einer anderen Antriebsart unterschiedlich zu der sezierten Pumpe gestaltet. Leider habe ich es versäumt, mich vorher auf einheitliche Bezeichnungen zu einigen, deshalb kurz die weiteren Abk.: D=Pumpenelementdeckel, HD=Hochdruckausgang, R=Kraftstoffrücklauf, Z=Kraftstoffzulauf.

04P05PGeschmiert werden alle Bosch-CR-Pumpen durch den Kraftstoff. Aus Haltbarkeitsgründen geht bei der CP1 Schmierung vor Förderung. Entfernt man die Innenteile der Pumpe läßt sich der Weg des Kraftstoffes als Schmierstoff verfolgen. Im Einlaß (Bild 04P, E) sitzt ein durch eine Feder belasteter Kolben (Bild 05P), der ab Drücken oberhalb von ca. 0,5 bar beginnt, eine Bohrung zu den Hochdruckzylindern freizugeben.

06PUnterhalb dieses Druckes fließt Kraftstoff nur durch die Mittelbohrung des Einlaßkolbens in den Pumpen-Innenraum (Bohrung SB in Bild 06P) von dort über die Bohrung ZA in den Raum hinter das Lager und letztlich zum Auslaß (A in Bild 04P). Über diese Bohrung fließen natürlich auch alle Leckverluste der Pumpenelemente ab.
25PDie Einbaulage der Pumpe bestimmt also auch die Höhe des Schmierstoffpegels mit.

Auch im Antriebsdeckel gibt es auf der Innenseite eine Bohrung (B in Abb 25P), die bis zum inneren Dichtring verläuft, die Bohrung B in Abb. 07P auf der Außenseite des Antriebsdeckels führt in den Raum zwischen den beiden Dichtringen. Ich vermute, daß die Pumpe von der Nockenwelle angetrieben wird und die erwähnte Bohrung daher eine Verbindung zum Motorölkreislauf vermittelt.

07P26PAlle Lager scheinen auf den Innenseiten mit einer Folie beklebt zu sein. Diese macht den farblichen Eindruck einer alten mit Teflon beschichteten Bratpfanne, ist ebenso auch ziemlich weich und nicht kratzfest. Auf den Bildern 25P und 26P ist eine Klebefuge deutlich auszumachen. Das Lager im Antriebsdeckel zeigt darüber hinaus einen deutlichen Farbunterschied, innen dunkel-, außen hellbraun mit einer deutlichen Grenze etwa in der Mitte (Bild 25P).

08PÜbersteigt der Druck am Pumpeneingang ca. 0,5 bar, gibt der Kolben im Zulauf eine Bohrung zu den Hochdruckelementen frei. Über die Bohrung H1 in Bild 06P gelangt Kraftstoff in einen Ringkanal, der in den Antriebsdeckel gefräßt ist (RK in Bild 07P), von dort über die Bohrung H2 in Bild 06P (= Z in Bild 08P) in den Pumpenelement-Deckel. Jedes Pumpenelement wird über eine solche Bohrung mit Kraftstoff versorgt. Hochdruckseitig gelangt der Kraftstoff auch zunächst wieder in den Deckel, von dort über ein Verbindungsstück (HDV in Bild 08P) und Bohrungen im Zentralgehäuse zum Hochdruckanschluß (HDA in Bild 08P). Der Hochdruckanschluß ist eine einfache Schraube ohne spektakuläre Einbauten.

09PDas Hochdruckverbindungsstück wird auf beiden Seiten durch zwei Dichtungen abgedichtet, eine harte (weiß) und eine nachgiebige (blau, Bild 09P). Es hat eine etwas geringere Weite als die übrigen Hochdruckbohrungen und wirkt daher auch als Drossel.

10PIn der großen runden Aussparung (Bild 08P) ist der Hochdruckzylinder (Z in Bild 10P) zwischen Gehäuse und Deckel eingeklemmt. Darüber im Deckel sitzt eine Platte mit dem Ein- und Auslaßventil (EV und AV in Bild 11P).




11P12P
Entfernt man die Ventilplatte, kann man die Nuten des Kraftstoffzulaufs (Z in Bild 12P) und den Beginn der Hochdruckseite (Bohrung HD) verfolgen. Der äußere Ring dieser Bohrung (MD in Bild 12P) ist ein dünner konisch zulaufender Metalldichtring.



13P
Die Bohrung HD führt, wie erwähnt, zum Hochdruckverbindungsstück (Bohrung HDV), darüberhinaus gibt es auf der Rückseite eines jeden Pumpenelementdeckels einen mit einer Kugel und Imbusschraube verschlossenen Hochdruckanschluß (Bild 13P).
Dieser dürfte zu Entlüftungs- und/oder Meßzwecken dienen. Außer der Bohrung für den Stößel des Elektromagneten (MS in Bild 12P) und den entsprechenden Abdichtungen und Gewindebohrungen auf der Deckeloberseite gibt es keine Unterschiede zwischen den Deckeln der einzelnen Pumpenelemente.



15P 14P
Wie schon Bild 11P zeigt, besitzt das Eingangsventil eine Platte, während das Ausgangsventil ein Kugelventil ist. Weitere Eindrücke zu den Ventilen, insbesondere zu den ziemlich massiven Käfigen vermitteln die Bilder 14P und 15P (E=Niederdruckeinlaß, A=Hochdruckauslaß).

16P 17P
Bild 16P zeigt die Anordnung der Pumpenelemente im Pumpengehäuse. Zwei der Zylinder wurden wg. Problemen bei der Zerlegung weggelassen. Betätigt werden die Kolben über den Excenterring, dessen Laufflächen speziell beschichtet sind. Da der Excentering nicht nur die Auf/Abwärtsbewegung der Kolben vermittelt, sondern auch eine seitliche, die auch nicht unbedingt im rechten Winkel zur Kolbenbewegung stehen muß, sind die Kolben mit einer eingeschränkt beweglichen Fußscheibe versehen (FS in Bild 10P). Bewegt wird der Excenterring von der Excenterwelle (Bilder 17P und 18P). 18PDie Lauflächen auf dem Excenterring in Bild 18P zeigen deutlich eine einseitige Belastung des Excenterringes, andererseits auch eine deutliche Veränderung der Beschichtung an den Stellen, auf denen sich die Fußscheiben der Kolben hin- und herbewegen. Einen Eindruck von den Bewegungsabläufen in der Pumpe sollen die Bilder 19P bis 21P vermitteln.



19P 20P 21P







Noch deutlicher als in Bild 18P sind die Kontaktstellen der Fußscheibe auf dem Excenterring A in Bild 22H zu sehen.
/mr/22H 23H
Die Bilder 22H bis 24H zeigen die Folgen einer 30%igen Zumischung von Benzin zum Dieseltreibstoff auf den Excenterring B im Vergleich zu reinem Dieselbetrieb (A). Durch die schlechtere Schmierwirkung graben die Fußscheiben ovale Vertiefungen in den Excenterring, der letztlich fast vollständig zerbröselt.
24H
Die Veränderungen gehen "schleichend" vor sich, man merkt es erst, wenn's zu spät ist. Je nach Antriebsart können auch Motorbauteile mit betroffen sein, z.B. die Nockenwelle, falls der Antrieb der Pumpe über diese erfolgt.








27H 28H
Ein deutlicher Fortschritt gegenüber der CP1 wurde mit der CP3 erzielt (hier CR/CP3S3/R80/30-789V*P). Zum einen wird bei diesem Pumpentyp durch ein Proportialventil (PV in Abb. 27H) der Hochdruckförderung nur soviel Kraftstoff zugemessen, wie zur Verbrennung und zur Ansteuerung der Injektoren benötigt wird (sie ist also deutlich effektiver als die CP1), zum anderen macht sie auch einen deutlich stabileren Eindruck.

29H
Die Pumpenelementdeckel sind z.B. auf je eine Verschlußschraube reduziert worden (V in Bild 27H). Als drittes sollte der höhere Ausgangsdruck erwähnt werden (1600 anstelle von 1350 bar). Optional kann sie mit einer Zahnradpumpe (ZP in Bild 27H) ausgerüstet sein, die Regelung des Vordrucks übernimmt ein Überströmventil (Ü in Abb. 27H) ähnlich dem Druckregelventil in VE's (die weiteren Abk. von Abb. 27H: R=Kraftstoffrücklauf, HD=Hochdruckanschluß). Bild 28H vermittelt einen Eindruck von der Vorderseite der Pumpe mit dem Zulauf (Z). Auch ein Blick in die Pumpe bestätigt den technischen Fortschritt, Bild 29H zeigt ein aufgeschnittenes Lehrmodell des WIFI, Linz, OÖ. Zwar ist das Prinzip der Hochdruckerzeugung über Excenterwelle (EW) und Excenterring (ER) gleichgeblieben, für eine deutliche Verbesserung des Prinzips halte ich aber den Ersatz der Kolbenfußscheiben durch Tassenstößel (TS), die zudem noch besser geführt sind. Ob und wie sich diese Verbesserungen im Dieselbetrieb und bezüglich der langfristigen Haltbarkeit auswirken, kann ich nicht sagen, ebensowenig bezgl. der Auswirkungen von Pöl auf diese Pumpe.



30P
31P
An der Zerlegung der CP1 beteiligt war Ralf Hofmann (Bild 30P, vlnr: Flying Dutchman, MarcusB, Eckes, Ralf Hofmann, R.Lang), nicht beteiligt waren auch (Bild 31P, vlnr: HENZO, Sir mix... (auch "Locke" genannt; -), Joachim S) und er (Bild 32P).






32P" 33P
Es wurden auch keine besonders kraftvollen Werkzeuge benutzt (Bild 33P). Die beiden letzen Bilder sind Etiketten von Grillsaucen (Quatsch mit Soße), frisch aus den USA importiert von MarcusB.





Sollte ich mich in irgendeinem Punkte geirrt oder Sch.. erzählt haben, bitte ich um Korrekturen.
Mich persönlich interessieren folgende Fragen:
1. Gibt es eine vorgeschriebene oder zulässige Einbaulagen für diese Pumpen im Hinblick auf die Füllung des Innenraums mit Schmierstoff?
2. Was hat es mit der Lagerbeschichtung auf sich?
a. aus welchem Material?,
b. benzinfest?,
c. pölfest?,
d. wie hitzebeständig?
3. Gibt es diese Lagerbeschichtung auch bei der CP3?
4. Gibt es auch eine so enge Paarung zwischen Pumpenzylinder und -Kolben wie bei der VE oder sind diese hier untereinander austauschbar?
4. Was besagen die Kürzel der Pumpenbezeichnungen (z.B.: CP3S3/R80/30-789V*P oder CR/CP1K3/L60/10-6S)?

Als letztes:
5. @KBD: Habe fertig!
6. @Hans Fürthbauer: ich schick Dir alle Bilder auf CD, auch die nicht verwendeten, dauert aber ein wenig. Zertifikat kam heute.

VG Martin

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