Funktion und Funktionstest
Funktion
Einspritzventile werden vorwiegend elektrisch angesteuert.
Sie kennen nur die Stellungen „auf“ oder „zu“.
Die Durchflussmenge wird über die Öffnungszeit bestimmt.
Saugrohreinspritzung
Die Mehrzahl der Einspritzanlagen funktionieren als Saugrohreinspritzung d.h. der Kraftstoff wird vor oder hinter der Drosselklappe in den Luftstrom gestäubt, mit der Luft vermischt und gelangt erst dann durch das Einlassventil in den Brennraum.
Die verwendeten Ventile müssen auf die erwartete maximale Durchflussmenge abgestimmt sein.
Sind sie zu klein dimensioniert liefern sie bei Vollgas nicht genügend Kraftstoff,
sind sie zu gross, lassen sie sich im Leerlaufbereich schlecht regeln.
Mehrere Ventile pro Zylinder
Die Alternative zu einem grossen Ventil pro Zylinder ist zwei unterschiedlich grosse einzusetzen und diese getrennt zu regeln. Entweder kann man mit dem grösseren eine etwas zu geringe Vorgabemenge gesteuert einspritzen und den Rest mit dem kleineren regeln oder
man spritzt bis zu einer gewissen Menge nur mit einem Ventil ein und schaltet dann das zweite hinzu (eine Frage des Steuerungs- und Regelaufwands).
Beispiele für Durchflussmengen
Fehler erkennen
Test
Einspritzventile ausbauen und mit Hilfe der Kraftstoffpumpe unter Systemdruck setzen.
Die Einspritzventile mit einem Schalter oder Taster ansteuern:
Ventilart und Ansteuerung:
Bei Ventilen mit 1 bis 3 Ohm Innenwiderstand einen Widerstand von 5-8 Ohm (5W) in Reihe mit dem Einspritzventil schalten.
An Ventile mit 15 bis 22 Ohm (alle Ventile der Qe) Innenwiderstand kann direkt Batteriespannung angelegt werden.
Bei Zentraleinspritzsystemen kann der Spritzstrahl bei eingebauten Einspritzventilen mit Hilfe einer Zündlichtpistole kontrolliert werden, da das Einspritzventil im Takt der Zündauslösung angesteuert wird.
Spritzstrahlform, Einspritzbild
Der Spritzstrahl sollte eine gleichmäßige Form haben. Er kann z.B. auf die Drosselklappenöffnung ausgerichtet sein. Im Datenblatt der Düse kann man nachsehen welche Form der „Sprühstrahl“ haben soll (z.B. 30° Kegel; twin, etc.)..
Die Prüfung ist relativ einfach. Man setzt die Düse unter Kraftstoffdruck (oder ein ähnliches Fluid; n-Heptan :-)), schaltet sie ein (Spannung dran) und sieht sich an wie die Zerstäubung erfolgt. Gefordert ist ein möglichst feiner Nebel.
Kommt es zu einem Flattern des Bildes und zur Bildung größerer Tropfen, so ist das Einspritzventil defekt und muss gewechselt werden
Tropfrate, Dichtheit
Leckende Einspritzventile verursachen schlechtes Startverhalten mit Schwarzrauchbildung. Ist das Lecken des Einspritzventils auf Kraftstoffablagerungen zurückzuführen, so kann das Ventil mit einem Ultraschall-Prüfgerät gereinigt werden. Ist das Lecken alterungsbedingt, so sollte das Einspritzventil getauscht werden.
Zur Prüfung der Tropfrate müssen in der Regel die Einspritzventile ausgebaut werden. Bei den Q-en genügt es die beiden Halteschrauben zu lösen und das Ventil abzuziehen ohne die Leitung zu lösen.
Unter Systemdruck stehende Einspritzventile sollten innerhalb einer Minute nicht mehr als einen Tropfen Kraftstoff verlieren.
Nenndurchfluss
Die Düse wird für 1 Minute geöffnet und die durchfliessende Menge gemessen.
Der Nenndurchfluss ist in den Datenblättern in Gramm für den Vergleichskraftstoff n-Heptan angegeben. Um ein gemessenes Benzinvolumen (mit abweichender Dichte!!) vergleichen zu können ist die Umrechnung in Volumen erforderlich!
Oszillograph-Prüfungen
Messaufbau:
Prüfspitze (+) zwischen Steuergerät und Klemme Einspritzventil.
Prüfspitze (-) an Masse.
Einspritzsignal eines Einspritzventils ohne Haltestrom
Interpretation:
Beim Einschalten des Ventils schaltet das Motorsteuergerät nach Masse und schliesst damit den Stromkreis. Daher fällt die Spannung im Öffnungszeitpunkt auf eine Restspannung von ca. 1,5 bis 2,5 V ab. Die Restspannung entsteht durch den Spannungsfall (Übergangswiderstände) an Steckverbindungen und der Endstufe im Motorsteuergerät.
Zum Zeitpunkt des Schliessens entsteht eine Induktionsspannung von ca. 70 bis 100V. Danach fällt die Spannung wieder auf Batteriespannung ab.
Einspritzsignal eines Einspritzventils mit Haltestrom
Besonderheiten:
Einspritzventile mit Haltestrom werden vom Motorsteuergerät in mehreren Stufen (in der Abbildung 2 Stufen) angesteuert.
Im Öffnungszeitpunkt wird der volle Strom geschaltet. Kurz nach dem vollen Öffnen wird das Ventil dann mit einer verminderten Spannung angesteuert. In diesem Moment entsteht eine Induktionsspannung, die von leichten Schwingungen gefolgt wird. Die Schwingungen entstehen durch die nachschwingende Düsennadel. Danach wird das Einspritzventil nur noch mit einem verminderten Haltestrom angesteuert, bis es geschlossen wird.
Typische Fehler:
1) Restspannung nach dem Öffnen des Einspritzventils liegt über 3...4V
Ursache: Unzulässige Übergangswiderstände
-- im Messaufbau
-- in den Steckverbindungen des Einspritzventils
-- in den Steckverbindungen am Motorsteuergerät
-- im Steuergerät
Abhilfe: Kontaktprobleme beseitigen
2) Induktionsspannung beim Schliessen des Einspritzventils ist sehr gering (<40V).
Ursache: Windungsschluss in der Spule des Einspritzventils
Abhilfe: Einspritzventil tauschen
Gutbild:
Einspritzsignal eines 1,4l-Motors mit Bosch-Mono-Jetronic im Leerlauf (850U/min):
Hinweis: Solange der Motor nicht unter Last steht ändert sich- auch bei höheren Drehzahlen- die Einspritzzeit kaum.
Bei den Motoren unserer Qe werden Ventile ohne Haltstrom verwendet.
Einspritzzeit
ist bei Einspritzventil (Link) „Einspritzventil Einspritzzeit/Taktrate/ Schaltzeit ausgeführt
Mehrere Einspritzventile
Mehrere Zylinder erfordern auch mehrere Einspritzventile sofern nicht eine Einspritzung in das Zentralansaugrohr vorliegt,.
Die Problematik dazu ist bei (Link) „Einspritzventil Gruppe“ dargelegt.
Die Entwicklung bei den Einspritzventilen geht in zwei Richtungen
a) Der Kraftstoff soll möglichst fein zerstäubt werden
b) Das Ventil soll -anhand möglichst kleiner bewegter Massen- schneller reagieren (Link „Einspritzventil Schaltzeit_Taktrate“)
Links
Einspritzventil 1
Einspritzventil 2 Schaltzeit_Taktrate
Einspritzventil 3 Gruppe
Kraftstoff-Einspritzdruckregler
gemisch-fetter-mehr-leistung-in-der-praxis
leistungssteigerung-durch-mehr-sprit