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DS/QMM1-Ho | 23.04.2015 | 15_013_00 | © Robert Bosch GmbH 2015. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung,Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.
Technische Sauberkeit beim Common Rail Injektor
Diesel Systems
07.05.2015 saarland.innovation&standort e. V.Qualitätsforum Bauteilsauberkeit in Fahrzeugbau und Industrie
Robert Bosch GmbH: Technische Sauberkeit beim Common Rail Injektor
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2
Anforderungen
Sauberkeitskonzept in der Fertigung
3 Analysetechnik
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DS/QMM1-Ho | 23.04.2015 | 15_013_00 | © Robert Bosch GmbH 2015. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung,Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.
Technische Sauberkeit beim Common Rail Injektor
Diesel Systems
Technische Sauberkeit beim Common Rail Injektor
1
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Anforderungen
Sauberkeitskonzept in der Fertigung
3 Analysetechnik
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DS/QMM1-Ho | 23.04.2015 | 15_013_00 | © Robert Bosch GmbH 2015. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung,Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.
Technische Sauberkeit beim Common Rail Injektor
Diesel Systems
RB Common Rail System
RB Einspritzsystem: Injektor, Pumpe, Rail, Leitungen und Steuergerät
HochdruckpumpeCP4
Piezo-Injektor CRI3-20
HochdruckrailHFR-20
Elektronisches SteuergerätEDC 17
HD-Leitungen
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Technische Sauberkeit beim Common Rail Injektor
Diesel Systems
Systemdruck: 2000 bar / Euro 6
Hochdruckpumpe Piezo-Injektor Hochdruckrail Elektronisches SteuergerätCP4 CRI3-20 HFR-20 EDC17
� Motor-Zylinderzahl 4‒12� Max. Systemdruck 2 000 bar� Max. Anzahl Einspritzungen 8 pro Zyklus� Emissionsziel Euro 5, Euro 6, …� Anwendungsbereich Pkw, Light Duty
CRS3-20 – Technische Merkmale
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Technische Sauberkeit beim Common Rail Injektor
Diesel Systems
Systemdruck: 2000 bar / Euro 6
CRS3-20 – Systemübersicht
RIT: Drosselventil (Rail – Injektor)RPS: Raildrucksensor
EDC: Elektr. SteuergerätEFP: Elektr. KraftstoffpumpeFRL: Kraftstoffrücklaufleitung
CP: HochdruckpumpeCPV: KonstantdruckventilCRI: Common Rail Injektor
HFR: Hot Forged RailPCV: DruckregelventilPRT: Drosselventil (Pumpe – Rail)
RIT
PRT
EDC17CP
CPV3-25FRL3-25
PCV3-20-BPHFR-20RPS4-20
TankEFP
Backflow Pressure
High Pressure
Fuel Return Line Pressure
el. Presupply Pump Pressure
CRI3-20
CP4-20/2
Filter (incl. Water separator) CPV3-20
FRL3-20
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Technische Sauberkeit beim Common Rail Injektor
Diesel Systems
Kleinster Durchmesser am Düsenspritzloch ca. 120 µm
CRS3-20 – kleinste Spalte / Durchmesser
Düsenmodul
Schaltventil
Aktormodul
Kopplermodul
Haltekörper
Düsenspannmutter
Steckerumspritzung
Dichtscheibe
Weg Kraftstoff Hochdruck
Spaltfilter Zulauf
ca. 1900 µm
Federteller
Nadel
Körper
Spalt ca. 300 µm
Freischliff
Spalt ca. 300 µm
Spritzloch
ca. 240 µm
ca. 230 µm
Z-Drossel
A-DrosselBy-Pass
ca. 300 µm
Spalt ca. 450 µm
ca. 120 µm
Spalt ca. 40 µm
Rücklaufdrosselca. 800 µm
Weg Kraftstoff Niederdruck
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Technische Sauberkeit beim Common Rail Injektor
Diesel Systems
Partikelgrößen stellen eine besondere Herausforderung dar
Größenvergleich Partikel
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Technische Sauberkeit beim Common Rail Injektor
Diesel Systems
Partikelgrenzwerte aus Erzeugnisfunktion ableiten und mit Kunden vereinbaren
Festlegung von Partikelgrenzwerten
Messstelle Partikelklasse50 ≤ x ≤ 100 µm
100 ≤ x ≤ 150 µm
150 ≤ x ≤ 200 µm
≥ 200 µm
50 ≤ x ≤ 100 µm
100 ≤ x ≤ 150 µm
150 ≤ x ≤ 200 µm
≥ 200 µm
Hochdruck-Bereich
Niederdruck-Bereich
Tabelle Analog VDA
Versuche und Berechnungen zu Auswirkungen von Partikelbelastungenauf die Funktion.
Konstruktiver Schutz von Bauteilen durch Filtersysteme
Festlegung von Partikelgrenzwerten + Analysetechnikfür Bauteile und Systemkomponenten.
Abstimmung der Grenzwerte mit den Kunden (OEM)
Umsetzung der Grenzwerte RB intern und bei den Lieferanten.
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Technische Sauberkeit beim Common Rail Injektor
Diesel Systems
Technische Sauberkeit beim Common Rail Injektor
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Anforderungen
Sauberkeitskonzept in der Fertigung
3 Analysetechnik
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Technische Sauberkeit beim Common Rail Injektor
Diesel Systems
Integrales Sauberkeitskonzept zur Partikelvermeidung erforderlich
Überwachung Sauberkeit im Fertigungsfluss
Sauberraum
Montage
PrüfungMontagereinigung
Reinigungsanlagen Überwachung Medium
Sauberkeitsanalyse Einzelteile
Sauberkeitsprüfung Prüfmedium
Sauberkeitsanalyse Erzeugnis
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Technische Sauberkeit beim Common Rail Injektor
Diesel Systems
Hocheffiziente Reinigungsanlagen erforderlich
Reinigung vor der Montage
Reinigungsanlagen:
- Reinigung sauberkeits-relevanter Teile
- Zuführung zum Sauberraum über Materialschleusen
- Zyklische Überwachung der Sauberkeitswerte für Bauteile, Medien
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Technische Sauberkeit beim Common Rail Injektor
Diesel Systems
Umsetzung Sauberkeitskonzept im Montage- und Prüfprozess
Montage + Prüfung:
Sauberraum:
- Bereichstrennung
- Regulierung Materialtransfer
- Regulierung Personenverkehr und Bekleidungsvorgaben
- Definierte Reinigungsintervalle
Materialschleusen
Personal-SchleusenKlebefolien
Transportband u. Prüfstand eingehaust
Raumkategorie nach VDA19-2:Montage: SaS2Prüfung: SaS1
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Technische Sauberkeit beim Common Rail Injektor
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Technische Sauberkeit beim Common Rail Injektor
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Anforderungen
Sauberkeit in der Fertigung
3 Analysetechnik
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Technische Sauberkeit beim Common Rail Injektor
Diesel Systems
Integrales Analysekonzept für Partikelentnahme & Auswertung erforderlich
Regelkreis technische Sauberkeit
F e r t i g u n g s l i n i e
Präparation
Medien:• wässrige Reiniger
Prozesse:• US-Tauchreinigung• Spülen, Spritzen
Filtererzeugung
Vakuumfiltration des Reinigungs-mediums: • Filtermaterial• Maschenweite• Filtergröße
Analyse
• Lichtmikroskopie
• Rasterelektronen-Mikroskopie(REM)
• EDX
Bedingungen:• Stichprobe• Entnahmeort• Transport• Lagerung
Probennahme
InformationMaßnahmen
Erzeugnisse BauteileMedien
Prüfobjekte:
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Technische Sauberkeit beim Common Rail Injektor
Diesel Systems
Aufwändige Analysetechnik, die eine Eigenentwicklung erfordert
Analysestand (Eigenentwicklung)
US-Steuergerät US-Wanne
Filterspannstellen
Spannstelle für Injektor
LaminarFlow Einheit
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Technische Sauberkeit beim Common Rail Injektor
Diesel Systems
Festgelegte und einheitliche Analysetechnik Bosch weltweit
Lichtmikroskopie & Partikelnormal� Lichtmikroskope mit Bildanalysesystem
� Zielgrößen� Partikelgröße (längste Dimension)� Partikelverteilung
� Bildung von Partikelklassen� Bestimmung der Anzahl Partikel
pro Klasse� Systeme weltweit bei Bosch im Einsatz
Standardmesssystem Leica mit Q-Clean-Software
� Glasscheibe mit metallischen Strukturen unterschiedlicher Größe (4 x 53 Rechtecke; ca. 38µm - 3000µm)
� Normal zur Überprüfung des Bildanalysesystems(zertifiziert durch RB Zentralstelle)
Partikelnormal
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Technische Sauberkeit beim Common Rail Injektor
Diesel Systems
Aufwändige Analysetechnik zur Lokalisierung der Kontaminationsquelle
Analyse der Partikel
REM / EDX-System für anorganische Partikel
IR-Spektroskopie für organische Partikel
Schliffe: Zur Gefügeanalyse
EDX-Analyse:Zur Material-bestimmung
REM Aufnahme zur Bruchflächen-/ Bearbeitungs-spuren-Analyse
Referenz: Werkstoffdatenbanken
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Technische Sauberkeit beim Common Rail Injektor
Diesel Systems
Erzeugnis & Funktion legen den notwendigen Aufwand für techn. Sauberkeit fest
Kernbotschaften
• Partikelgrenzwerte sind aus der Erzeugnisfunktion abzuleiten und
mit dem Kunden zu vereinbaren
• Kleine Partikelgrößen stellen eine besondere Herausforderung dar
• Ein integrales Sauberkeits- & Reinigungskonzept zur Partikelvermeidung ist erforderlich
• Ein integrales Analysekonzept für Partikelentnahme und Auswertung
ist erforderlich
• Eine aufwändige Analysetechnik zur Lokalisierung der Kontaminationsquelle ist erforderlich
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