Industrie: Transport

Die Herausforderung: Ein Hersteller von Lastkraftwagen und Motoren für den Straßenverkehr hatte ein Problem mit einer bestehenden Motorplattform: Es trat eine unerwartet hohe Zahl vorzeitiger Einspritzdüsenausfälle auf. Im Laufe der Lebensdauer eines Motors, der während seines Betriebs voraussichtlich mehr als eine Million Kilometer zurücklegt, sind Wartungsarbeiten an den Einspritzdüsen und sogar Ausfälle unvermeidlich. Die Einspritzdüsen dieses Erstausrüsters erreichten jedoch nicht die vorgesehene Lebensdauer, sodass die Endverbraucher gezwungen waren, viel häufiger als vorgesehen einen Austausch vorzunehmen.

Das Problem wurde auf die Kraftstofffilterung zurückgeführt. Ursprünglich ging man davon aus, dass harte Verunreinigungen die Ursache für die Ausfälle der Einspritzdüsen waren, doch durch die Analyse von Garantieansprüchen und eingehende Untersuchungen erkannte der Hersteller, dass Wasserverunreinigungen das größere Problem darstellten. Die von Verunreinigung durch harte Partikel in Einspritzdüsen verursachten Probleme sind bekannt, aber es gibt immer mehr Beweise dafür, dass Wasser auch Common-Rail-Hochdruck-Einspritzdüsen (HPCR-Einspritzdüsen) beschädigen kann. Die Daten ließen den eindeutigen Schluss zu, dass die vorzeitigen Schäden und der Verschleiß bei diesem OE durch Wasser verursacht wurden. Und obwohl schon immer Wasser in Dieselkraftstoff vorhanden war, stellt dies heute ein größeres Problem als in der Vergangenheit dar.

Erstens hat sich die Kraftstoffchemie verändert, sodass Wasser in schwefelarmen Dieselkraftstoffen (ULSD) und Biodiesel stärker vertreten ist als in früheren Kraftstoffen. Darüber hinaus erschweren Detergenzien und Additive, die in früheren Kraftstoffrezepturen nicht enthalten waren, die Entfernung von Wasser aus dem modernen Kraftstoff. Diese Substanzen können sogar die Fasern des Filtermediums beschichten, was ihre Fähigkeit, Wasser über die gesamte Lebensdauer des Filters effektiv abzuweisen, erheblich einschränkt. Kombiniert man diese neuen Herausforderungen mit dem hohen Anteil an Umgebungswasser, dem Dieselkraftstoff regelmäßig und vor allem in feuchten Umgebungen ausgesetzt ist, muss der Wasserabscheider eines Kraftstofffilters mit viel mehr Wasser fertig werden.

Zweitens reagieren HPCR-Einspritzsysteme empfindlicher auf Wasser als ältere Systeme. Aufgrund des höheren Drucks (man denke an Hochdruckreiniger) kann es zu Schäden, Ineffizienz, vorzeitigem Ausfall der Einspritzdüsen und ungeplanten Ausfallzeiten kommen. Zum Schutz dieser Systeme muss dem Kraftstoff so viel Wasser wie möglich entzogen werden, bevor er zu den Einspritzdüsen und schließlich in die Brennkammer gelangt.

Herkömmliche Kraftstofffilter sind als Filter mit „Barriere“ konzipiert, die eine physikalische Barriere (behandelte Medien) verwenden, um Wasser abzustoßen und vom Kraftstoffstrom zu trennen. Das Problem bei Barrierefiltern ist, dass sie zu Beginn oft eine geringere Wasserabscheideleistung haben, und diese Leistung im Laufe der Zeit deutlich abnimmt . Ein herkömmlicher Barrierefilter hat zu Beginn vielleicht einen Wasserabscheidegrad von 60−70 %, fällt aber schnell auf einen Wasserabscheidegrad von 30 % (oder weniger) ab, was eine echte Gefahr für die Einspritzdüsen darstellt.

Unsere Lösung: Wir schlugen vor, auf eine Koaleszenzfilterlösung umzusteigen, die mehrere Schichten verwendet, um das Wasser zu koaleszieren, indem es von kleineren Tropfen zu größeren Tropfen zusammengeführt wird, und die das Wasser mithilfe der Schwerkraft dazu zwingt, aus dem Kraftstoff zu "tropfen", bevor es weiter in das System eindringt.

Wir empfahlen insbesondere Filter mit synthetischen Donaldson Synteq XP™-Medien. Der Synteq XP-Filter hat nicht nur den Vorteil, dass er zu Beginn seiner Lebensdauer eine Wasserabscheideleistung von 80−90 % aufweist, sondern seine Koaleszenztechnologie erbringt auch über die gesamte Lebensdauer des Filters hinweg eine wesentlich bessere Leistung. Er ist nicht nur zu Beginn besser als der Originalfilter des Erstausrüsters, sondern der Leistungsunterschied vergrößert sich im Laufe der Lebensdauer des Filters sogar noch.

Das Ergebnis: Die Beweise waren eindeutig. Wasser im Kraftstoff beschädigte die Einspritzdüsen und führte zu deren vorzeitigem Ausfall. Der Hersteller von Lastkraftwagen und Motoren für den Straßenverkehr unternahm daher den fast beispiellosen Schritt, nach einer verbesserten Lösung für eine bestehende Plattform zu suchen. Es wurden eigene Untersuchungen durchgeführt, in denen der Erstausrüster die Donaldson-Technologie mit der des vorherigen Lieferanten verglich. Diese Untersuchungen ergaben, dass die Koaleszenzlösung von Donaldson mit dem Synteq XP-Medium bei der Entfernung von Wasser aus Kraftstoffen eine deutliche Verbesserung gegenüber der vorherigen Filtration darstellt.

Der OEM ändert nun die empfohlene Filterleistungsbeschreibung für diesen Motor, um der verbesserten Leistung dank der Donaldson Synteq XP-Koaleszenzlösung Rechnung zu tragen. Und das Unternehmen bietet die Lösung nicht nur als Aufrüstungsoption an, sondern verwirft das alte Teil und wechselt zum neuen. Dies sorgt nicht nur für eine bessere Leistung (weniger Einspritzdüsenausfälle) für die Gerätebesitzer, sondern bietet auch die Möglichkeit für ein einzigartiges/leistungsstärkeres Ersatzteil für das Händlernetz, was einen Vorteil bei der Konkurrenz mit Aftermarket-Monteuren gewährleistet.