Kraftstoff-Hochdruckpumpe prüfen

Hier finden Sie nützliches Wissen und wertvolle Tipps rund um das Thema Kraftstoff-Hochdruckpumpe prüfen.

Wichtiger Sicherheitshinweis
Die nachfolgenden technischen Informationen und Tipps für die Praxis wurden von HELLA erstellt, um Kfz-Werkstätten in ihrer Arbeit professionell zu unterstützen. Die hier auf dieser Webseite bereitgestellten Informationen sollen nur von einschlägig ausgebildetem Fachpersonal genutzt werden.

 

Kraftstoffhochdruckpumpe: Wissenswertes

Seit der Einführung der Common Rail Systeme in Dieselmotoren sind Kraftstoffhochdruckpumpen im Systemaufbau der Kraftstoffaufbereitung nicht mehr wegzudenken. Mit Einführung der Benzin-direkteinspritzer finden Hochdruckpumpen auch bei Ottomotoren Ihre Anwendung.

 

Das Kraftstoffsystem eines modernen Benzindirekteinspritzers besteht aus einem Niederdruck- und einem Hochdrucksystemkreis. Im Niederdruckkreis wird der Kraftstoff von einer elektrischen Kraftstoffpumpe aus dem Tank angesaugt und zur Hochdruckpumpe gefördert.

 

Der Systemdruck im Niederdruckkreis wird vom Motorsteuergerät bedarfsgerecht geregelt und kann systemspezifisch bis zu 6,0 Bar betragen. Im Hochdruckkreis wird der Kraftstoff von der Hochdruckpumpe über Hochdruckkraftstoffleitungen in das Krafstoffverteilerrohr (Rail) gepumpt, wo er über die angeschlossenen elektrischen Hochdruckeinspritzventile in die jeweiligen Zylinder gelangt. Der Kraftstoffdruck im Hochdruckkreis wird vom Motorsteuergerät überwacht und entsprechend der jeweiligen Systemkonfiguration von 50 bis 350 Bar geregelt.

Aufbau und Funktion der Kraftstoff-Hochdruckpumpe: Funktionsweise

Je nach Fahrzeughersteller und Motorenkonzept können unterschiedliche Bauarten von Hochdruckpumpen eingebaut sein. Man unterscheidet hier zwischen Radialkolbenpumpen, Axialkolbenpumpen oder Reihenpumpen, die mit einem oder mehreren Pumpenelementen ausgeführt sein können. Durch unterschiedliche Antriebskonzepte kann die Schmierung der Pumpe durch den Kraftstoff oder das Motoröl erfolgen.

 

Unabhängig von der Bauart hat die Hochdruckkraftstoffpumpe die Aufgabe den von der Vorförderpumpe bereitgestellten Kraftstoff auf den für die Einspritzventile notwendigen Kraftstoffdruck zu verdichten und im Kraftstoffverteilerrohr (Rail) bereitzustellen. Dadurch, dass die Hochdruckpumpe mechanisch über die Nockenwellen angetrieben wird, verhält sich die Förderleistung der Pumpe proportional zur Motordrehzahl.

 

Der Kraftstoffdruck wird über einen Drucksensor vom Motorsteuergerät überwacht und über ein, in der Pumpe eingebautes, Mengensteuerventil geregelt. Dieser Kraftstoffdruckregler ist direkt an der Hochdruckpumpe angebracht. Er dosiert den Zulauf zur Hochdruckpumpe und regelt somit deren Leistung.

 

Durch diese bedarfsgerechte Regelung wird nur der Hochdruck in der Pumpe erzeugt, der für die momentane Betriebssituation auch wirklich benötigt wird.

Systemeinbindung im Fahrzeug

Das Hochdrucksystem der Benzindirekteinspritzung umfasst im Wesentlichen:

  • die Hochdruckpumpe,
  • die Druckregeleinrichtung,
  • das Verteilerrohr (Rail),
  • die Hochdruckkraftstoffleitung,
  • den Kraftstoffdrucksensor
  • und die Hochdruckeinspritzventile.

Auswirkungen und Ursachen für defekte Kraftstoff-Hochdruckpumpen: Ausfallursachen

Starke mechanische Belastungen, hohe Kraftstoffdrucke, Schmierstoffmangel und Temperaturunterschiede fördern den Verschleiß und können mit der Zeit zu einem Mangel an der Hochdruckpumpe führen.

Folgende Auswirkungen können auf eine defekte Hochdruckpumpe hinweisen

  • Unruhiger Motorlauf
  • Keine Leistung im oberen Drehzahlbereich
  • Schlechtes Startverhalten
  • Motor geht aus – Aufleuchten der Motorkontrollleuchte
  • Ölverdünnung

Ausfallursachen der Hochdruckpumpe können sein

  • Äußere mechanische Beschädigungen
  • Innere mechanische Beschädigungen am Antrieb, Rollenstößel oder Pumpenelement
  • Undichtigkeiten - Kraftstoffverlust
  • Inspektions-/Wartungsintervalle nicht eingehalten
  • Mangelhafte Schmierung - Ölverdünnung oder schlechte Ölqualität
  • Verunreinigung im Niederdrucksystem
HINWEISE

Eine defekte Hochdruckpumpe muss immer erneuert werden!

 

Eine Reparatur ist Herstellerseitig nicht vorgesehen.

 

Bevor eine neue Pumpe eingebaut wird, sind der Pumpenantrieb, Rollenstößel und die Nockenwelle  auf Beschädigungen und einwandfreie Funktion zu prüfen. Defekte Teile sind zu erneuern.

Prüfung und Fehlerdiagnose bei Kraftstoff-Hochdruckpumpen: Anleitung

Die Funktion der Kraftstoffhochdruckpumpe wird über das jeweilige übergeordnete Motorsteuergerät überwacht. Auftretende Fehler im Systemdruck werden über Drucksensoren erkannt und im Fehlerspeicher des Steuergerätes abgelegt. Mit einem geeigneten Diagnosegerät können die Fehlercodes und Systemparameter ausgelesen und für die weitere Fehlersuche herangezogen werden. Ein systemrelevanter Fehler wird durch das Aufleuchten der Motorkontrollleuchte im Kombiinstrument als Warnhinweis für den Fahrer angezeigt.

 

Die nachfolgenden Diagnosehinweise werden beispielhaft an unterschiedlichen Fahrzeugen dargestellt.

Sichtkontrolle

Bevor mit der Steuergerätdiagnose begonnen wird, ist es ratsam im Rahmen der Fehlersuche zuerst eine Sichtkontrolle an den einzelnen Systemkomponenten durchzuführen. So können Undichtigkeiten an den Kraftstoffleitungen oder schadhafte Steckverbindungen an den Sensoren vorab lokalisiert und beseitigt werden.

Fehlerspeicher auslesen

In dieser Funktion können die im Fehlerspeicher abgelegten Fehlercodes ausgelesen und gelöscht werden. Zusätzlich können Informationen zum Fehlercode abgerufen werden.

 

In unserem Fallbeispiel wurde die elektrische Steckverbindung am Kraftstoffdruckregelventil getrennt und dadurch der Fehlercode P2294 im Fehlerspeicher hinterlegt.

 

Fehlercode P2294 - Kraftstoffdruckregler / Magnetventil

  • Unterbrechung im Stromkreis
  • Signal fehlt / keine Kommunikation
  • Fehler permanent

Parameter auslesen

Zur Prüfung und Beurteilung der Systemdrücke sollten zuerst die Parameter der Hoch- und Niederdrucksensoren aus dem Steuergerät herangezogen werden.

 

Um eventuelle Fehlerursachen einzugrenzen, können die angezeigten Istwerte mit den Sollwerten der Fahrzeughersteller verglichen werden.

 

Die Prüfung des Hochdruckkreises erfolgt immer erst nach einer fehlerlosen Prüfung des Niederdruckkreises.

Kraftstoffniederdruck prüfen

Der Kraftstoffdrucksensor für Niederdruck ist in der Vorlaufleitung zur Hochdruckpumpe eingebaut und sendet sein Signal an das Motorsteuergerät.

 

Anhand dieser Information kann das Motorsteuergerät den benötigten Niederdruck entsprechend berechnen und das Signal zur bedarfsgerechneten Ansteuerung der Pumpe an das Kraftstoffpumpensteuergerät weiterleiten.

 

  • Vorförderdruck im Normalbetrieb ca. 4,0 Bar
  • Vorförderdruck bei Kalt- oder Heißstart ca. 7,0 Bar

 

Bei einem defekten Sensor wird die Vorförderpumpe mit einem festen Wert vom Motorsteuergerät angesteuert und der Druck entsprechend angehoben. Bei einem defekten Kraftstoffpumpensteuergerät wird die Vorförderpumpe nicht angesteuert.

Kraftstoffhochdruck prüfen

Der Kraftstoffdrucksensor für Hochdruck ist im Verteilerrohr (Rail) eingeschraubt und sendet sein Signal an das Motorsteuergerät. Im Motorsteuergerät werden die Daten ausgewertet und der Hochdruck über das Hochdruckregelventil entsprechend angepasst.
Bei einem defekten Sensor wird das Regelventil mit einem festen Ersatzwert von dem Steuergerät angesteuert.

HINWEIS

Die Steuergerätediagnose wurde beispielhaft anhand des Diagnosegerätes mega macs 77 dargestellt. Die jeweilige Prüftiefe und Funktionsvielfalt kann je nach Fahrzeughersteller unterschiedlich ausgelegt sein und ist abhängig von der jeweiligen Systemkonfiguration des Steuergerätes.

Weitere Prüfmöglichkeiten der Kraftstoff-Hochdruckpumpe: Anleitung

Sollten unplausible Werte aus dem Steuergerät ausgelesen werden, können zusätzliche Prüfungen durchgeführt werden. Die nachfolgenden Prüfungen wurden beispielhaft an einem Golf V 1,6 TSI durchgeführt.

Kraftstoffdruck im Niederdrucksystem mit dem Manometer prüfen

In diesem Fall sollte das Manometer in der Kraftstoffzulaufleitung zur Hochdruckpumpe angeschlossen werden. Dazu den Schlauchanschluss am Niederdruckstutzen der Hochdruckpumpe lösen und das Manometer dazwischen anklemmen. Anschließend den Motor im Leerlauf laufen lassen. Der Kraftstoffdruck sollte laut Herstellerangabe zwischen 4,0 bis 7,0 Bar betragen. Je nach Betriebszustand und Drehzahl kann der Druck variieren. Der Druck sollte aber im Leerlauf nicht unter 4,0 Bar abfallen.

Kraftstoffdruckhaltedruck prüfen

Manometer wie in der Niederdruckprüfung beschrieben anschließen und den Motor starten, bis Betriebsdruck erreicht ist. Motor abstellen. Schlauchleitungen zur Hochdruckpumpe verschließen. Das kann durch eine Klemmzange oder einen Absperrhahn am Manometer erfolgen. Der Druck sollte nach ca. 10 Minuten noch ca. 3,0 Bar betragen.

Kraftstoffmenge der Vorförderpumpe prüfen

Die Kraftstoffzulaufleitung an der Hochdruckpumpe lösen, verschließen und in einen geeigneten Messbecher legen. Den elektrischen Anschluss an der Vorförderpumpe abklemmen. Eine separate Spannungsversorgung mit einem Kabel, mit Schalter und Sicherung, zur Fahrzeugbatterie herstellen. Die Pumpe einschalten, bis der Druck aufgebaut ist. Die Klemme oder den Absperrhahn öffnen und mit der Messung beginnen.
Nach 30 Sekunden sollten ca. 600 ml erreicht werden. Die Batteriespannung sollte während der Prüfung 10,0 Volt nicht unterschreiten.

 

Wird der Sollwert nicht erreicht

  • Kraftstoffleitungen auf Knicke oder Verstopfungen prüfen
  • Kraftstofffilter prüfen, ggf. erneuern
  • Tankentlüftung prüfen
  • Kraftstofffördereinheit prüfen ggf. erneuern

Prüfung des Hochdrucksystems

Der Sollwert für den Kraftstoffsystemhochdruck beträgt je nach Betriebszustand 40-120 Bar.
Eine manuelle Druckprüfung mit einem Manometer ist nicht vorgesehen.

Reparatur- und Montagehinweise bei Kraftstoff-Hochdruckpumpen: Hinweise

Sicherheitshinweis!

Das Kraftstoffsystem steht unter Druck bzw. Hochdruck. 

  • Es besteht Verletzungsgefahr durch austretenden Kraftstoff.
  • Vor der Reparatur am Kraftstoffsystem den Kraftstoffdruck abbauen! 
  • Schutzbrille und Schutzbekleidung tragen!

Sollte die Kraftstoffhochdruckpumpe im Rahmen der Reparatur ausgetauscht werden, beachten Sie zwingend die Sicherheitshinweise und Reparaturanweisungen der Produkt- und Fahrzeughersteller!

 

  • Reparaturarbeiten am Kraftstoffhochdrucksystem dürfen nur von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden.
  • Falls erforderlich, verwenden Sie die vom Fahrzeughersteller vorgeschriebenen Ein- oder Ausbauwerkzeuge
  • Vor dem Austausch muss der elektrische Anschluss der Vorförderpumpe vom Bordnetz spannungsfrei geschaltet oder die Batterie abgeklemmt werden!
  • Das Kraftstoffsystem muss vor dem Einbau einer neuen Hoch- oder Niederdruckpumpe auf Verunreinigungen geprüft und falls erforderlich gespült und gereinigt werden! Vorhandene Kraftstofffilter sind zu ersetzen!
  • Mechanische Komponenten wie Pumpenantrieb und Nockenwelle sind vor dem Einbau auf Beschädigungen und einwandfreie Funktion zu prüfen. Defekte Teile sind zu erneuern.
  • Nach dem Einbau der Hochdruckpumpe muss das Kraftstoffsystem entlüftet und auf Dichtheit geprüft werden!