Seit 1997 wird das Common-Rail-System sowie das Pumpe-Düse-System für die Direkt- einspritzung von Dieselmotoren in Serienmodellen verwendet. Es hat sich mittlerweile bei allen PKW- und Nutzfahrzeug-Herstellern sowie bei großen Dieselmotoren (z.B. im Schiffbau) durchgesetzt. Mahr hat spezielle Messlösungen für die Einspritztechnik entwickelt, um die hohen Anforderungen an die Genauigkeit, die Messzeit, die Automatisierung und das Erreichen der Prozessmittelfähigkeiten zu erfüllen.

Energieeffiziente Verbrennungsmotoren benötigen Einspritzsysteme, die Einspritzdrücke bis 2000 bar (Diesel) ermöglichen, um den Kraftstoff besonders fein zu zerstäuben. Die Einspritzdüsen sind diesem Druck unmittelbar ausgesetzt. Ihre Fertigung stellt deshalb höchste Anforderungen an eine konstante Überwachung von Qualität, Genauigkeit und Prozesssicherheit.
Der Kraftstoff wird mit hohem Druck durch den sogenannten Düsenkörper in den Verbrennungsraum des Zylinders gepresst. Im Düsenkörper befinden sich sehr feine Bohrungen, die durch eine Düsennadel im Arbeitstakt jedes Zylinders geöffnet beziehungs- weise verschlossen werden.
Die Führungsspieltoleranz zwischen Düsennadel und Düsenkörper liegt im Bereich nur weniger Mikrometer. Daraus ergeben sich hohe Anforderungen an die Geometrie (insbesondere im Dichtbereich), aber auch an Oberflächenkenngrößen sowie Formtoleranzen des Düsenkörpers. Die besondere Herausforderung für die Messtechnik besteht darin, die Messaufnehmer im Inneren des Düsenkörpers exakt zu positionieren, um sichere Messabläufe zu gewährleisten.

Messung der Außenkontur und von Spannnutenparametern am Formbohrer
Das Werkzeug zur Herstellung der Grundkörpergeometrie ist ein hochpräziser Formbohrer mit komplexer Geometrie.

• Die Einhaltung der Abstands- und Durchmessermaße sowie Form-, Lage- und Oberflächenparameter ist eine wichtige Voraussetzung für das problemlose Führungsspiel zwischen Düsennadel und Düsenkörper
• Optisches Messen aller Geometrien und Formmerkmale
• Fähigkeitsnachweise von %GRR ≤ 10 % und Cg / Cgk ≥ 1,33
• Mit dem Closed Loop wird Ihr Fertigungsprozess optimiert und stabil: Aus den Messwerten werden Formkorrekturen berechnet, die dann direkt an die Schleifmaschine gesendet werden können

Prüfen von Form- und Lagemerkmalen an der Düsennadel
Die Geometrie der Düsennadel bestimmt im Wesentlichen die Funktionalität des Einspritzsystems.
Die Toleranzen an den einzelnen Merkmalen sind dementsprechend eng gesetzt. Erschwerend kommt hinzu, dass die Einzelgeometrien, wie Winkel und Radien, oftmals nur aus sehr kleinen Segmenten bestehen. Deshalb müssen zur Messung der Düsennadeln sehr genaue Messverfahren mit hoher Messpunktdichte und Reprodu- zierbarkeit zum Einsatz kommen.
Hierzu bieten sich besonders die Kontur- und die Formmessung an.

Rauheitsmessungen am Pumpenkörper z.B. an Dichtflächen und Bohrungen
Die Hochdruckpumpe für Common-Rail-Systeme hat die Aufgabe, den Dieselkraftstoff in ausreichender Menge und mit einem Druck von derzeit bis zu 1600 bar dem Hochdruckrail zur Verfügung zu stellen.
Sie wird über Riemen, Kette, Zahnrad oder Kupplung vom Motor angetrieben.
Die Anforderungen an die Messungen sind ähnlich wie bei der Düsennadel, die Toleranzen an den einzelnen Merkmalen sind eng gesetzt, und die Auswertesegmente sind teilweise sehr klein. Dieses setzt auch an die Auswertestrategie hohe Anforderungen, damit Messfähigkeiten erreicht werden können.
Spezielle Messmaschinen zur hochgenauen Kontur- und Formmessung unterstützen hier die Anforderungen.

Formmessung der Bohrung eines Pumpenkörpers

• Die Einhaltung der Abstands- und Durchmessermaße sowie Form-, Lage- und Oberflächenparameter ist eine wichtige Voraussetzung für das problemlose Arbeiten der Einspritzpumpe, um den Kraftstoff genau und zum richtigen Zeitpunkt dosieren zu können
• Einsatz in der Fertigung
• Schnelles taktiles Messen aller Geometriemerkmale
• Bewertungen der Formabweichung an den Geometrieelementen

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Durch pflanzlichen oder tierischen Bewuchs (Fouling) aber auch durch das Alter und die Qualität der Farbe steigt die Rauheit des Schiffsrumpfes und erhöht den Widerstand. Wächst der reibungsbedingte Widerstand, so nehmen der Leistungs- und damit auch der Brennstoffbedarf zu.

Die Schiffsschraube, mit einer Durchmessergröße bis zu 11 m, wird in der Regel durch große Dieselmotoren angetrieben. Toleranzüberschreitungen der Rauhtiefenparameter können Wirkungsgradverluste bis zu 5 % zur Folge haben. Das bedeutet für die größten Containerschiffe der Welt bei einem durch-schnittlichen Verbrauch pro Seetag von ca. 270 Tonnen Schweröl und einer Geschwindigkeit von ca. 24 Knoten einen geschätzten Mehrverbrauch pro Seetag von ca. 14 Tonnen Schweröl.

Mobile Rauheitsmessung
Ein wichtiger Qualitätsparameter ist die Oberflächenbeschaffenheit. Hierfür hat Mahr die passende Lösung. Mit dem mobilen Rauheitsmessgerät „MarSurf M 300" können Sie die Rauheitsvorgaben der Schiffsschraube jederzeit, insbesondere während der Bearbeitung schnell und einfach messen bzw. überprüfen.

Bis zu 35 Kenngrößen
Das „MarSurf M 300" erfüllt die Forderung der Ermittlung und Dokumentation einzelner ausgewählter Kenngrößen. Bis zu 35 Kenngrößen und Kennkurven gemäß DIN/ISO/JIS können zum Auswerten eines gemessenen Profils herangezogen werden.

Bluetooth-Schnittstelle
Einzigartig hierbei ist die Bluetooth-Schnittstelle zwischen Auswerteeinheit und Vorschubgerät. Die Daten werden per Funk an die Rechnereinheit übertragen und so schnell und einfach ausgewertet. Der Anwender kann unabhängig vom störendem Verbindungskabel arbeiten. Je nach Umgebungsbedingungen kann die Entfernung vom Vorschubgerät bis zur Auswerteeinheit bis zu 4 m betragen. Insbesondere bei großen, sperrigen Bauteilen wird dem Messtechniker mit dem Vorschubgerät direkt am Messort das Arbeiten erleichtert. Die Auslösung des Messtasters erfolgt entweder vom Auswertegerät „M 300" oder vom Vorschubgerät „MarSurf RD 18". Die Auswerteeinheit steht an einem „sicheren Ort" und liefert exakte Ergebnisse ohne Beeinflussung der Umgebungsbedingungen.

Interner Speicher
Darüber hinaus verfügt das „MarSurf M 300" u.a. über einen integrierten Speicher für bis zu 40.000 Ergebnisse oder 30 Profile sowie die Funktionen der Toleranzüberwachung, des wählbaren Vertikal-maßstabes und unsymmetrisch einstellbarer Schnittniveaus. Das im Vorschubgerät „MarSurf RD 18" integrierte, patentierte Kalibriernormal dient zur schnellen und einfachen Überprüfung des Messgerätes.

 Kabellos messen: MarSurf M 300.