Benzin-Einspritzdüsen von A bis Z prüfen
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Der Kraftstoffinjektor spielt eine wichtige Rolle bei der Herstellung des Arbeitsgemisches aus Benzin und Luft, sowohl hinsichtlich seiner quantitativen Zusammensetzung als auch hinsichtlich einer derzeit noch wichtigeren Eigenschaft – der hochwertigen Zerstäubung. Dies wirkt sich vor allem auf die bisher unerreichbare Leistungsfähigkeit des Motors hinsichtlich Effizienz und Abgasreinheit aus.
Das Funktionsprinzip der Einspritzdüse
In Ottomotoren werden in der Regel elektromagnetische Einspritzdüsen eingesetzt, deren Funktionsweise auf der Steuerung der Kraftstoffzufuhr durch elektrische Impulse basiert, die vom elektronischen Motorsteuerungssystem (ECM) erzeugt werden.
In die Magnetwicklung gelangt ein Impuls in Form eines Spannungssprungs, der die Magnetisierung des darin befindlichen Stabes und seine Bewegung innerhalb der Zylinderwicklung bewirkt.
Das Sprühventil ist mechanisch mit dem Schaft verbunden. Der im Rail unter streng kontrolliertem Druck stehende Kraftstoff beginnt durch das Ventil zu den Auslässen zu strömen, fein verteilt und vermischt mit der in den Zylinder eintretenden Luft.
Die Benzinmenge für einen Betriebszyklus wird durch die Gesamtzeit der zyklischen Öffnung des Ventils bestimmt.
gesamt – weil das Ventil mehrmals pro Zyklus öffnen und schließen kann. Dies ist notwendig, um einen feineren Betrieb des Motors bei sehr magerem Gemisch zu gewährleisten.
Beispielsweise kann eine kleine Menge eines fetten Gemischs verwendet werden, um die Verbrennung einzuleiten, und anschließend kann ein magereres Gemisch verwendet werden, um die Verbrennung aufrechtzuerhalten und für die gewünschte Wirtschaftlichkeit zu sorgen.
So wird ein guter Injektor zu einer ziemlich technologischen Einheit, an die hohe und manchmal widersprüchliche Anforderungen gestellt werden.
- Eine hohe Geschwindigkeit erfordert eine geringe Masse und Trägheit der Teile, gleichzeitig muss jedoch ein zuverlässiges Schließen des Ventils gewährleistet sein, was eine ausreichend starke Rückstellfeder erfordert. Aber um es zu komprimieren, ist wiederum ein erheblicher Aufwand erforderlich, das heißt, die Größe und Leistung des Magneten zu erhöhen.
- Aus elektrischer Sicht erhöht der Leistungsbedarf die Induktivität der Spule, was die Geschwindigkeit begrenzt.
- Das kompakte Design und die geringe Induktivität führen zu einem Anstieg des Stromverbrauchs der Spule, was zu Problemen mit den elektronischen Schlüsseln im ECM führt.
- Hohe Betriebsfrequenzen und dynamische Belastungen des Ventils erschweren dessen Konstruktion und stehen im Widerspruch zu seiner Kompaktheit und Haltbarkeit. In diesem Fall müssen die hydrodynamischen Prozesse im Zerstäuber über den gesamten Temperaturbereich für die gewünschte Dispersion und Stabilität sorgen.
Die Einspritzdüsen haben eine genaue Durchflussrate für einen bestimmten Druckabfall zwischen der Schiene und dem Ansaugkrümmer. Da die Dosierung nur durch die im offenen Zustand verbrachte Zeit erfolgt, sollte die Menge des eingespritzten Benzins nicht von irgendetwas anderem abhängen.
Obwohl die erforderliche Genauigkeit immer noch nicht erreicht werden kann, wird eine Rückkopplungsschleife verwendet, die auf den Signalen des Sauerstoffsensors im Abgasrohr basiert. Der Betriebsbereich ist jedoch recht eng, bei dessen Verlassen das System gestört wird und das ECM einen Fehler (Check) auf dem Armaturenbrett anzeigt.
Anzeichen für defekte Einspritzdüsen bei Benzinmotoren
Es gibt zwei häufige Fehlfunktionen des Injektors: eine Verletzung der quantitativen Zusammensetzung der Mischung und eine Verzerrung der Form des Sprühstrahls. Letzteres mindert auch die Qualität der Gemischbildung.
Da die qualitative Einhaltung der Gemischzusammensetzung beim Starten eines kalten Motors von besonderer Bedeutung ist, machen sich die Probleme mit den Einspritzdüsen in diesem Modus am deutlichsten bemerkbar.
Der Einspritzer kann „überlaufen“, wenn das Ventil den Benzindruck nicht halten kann und das zu fette Gemisch sich nicht entzünden kann und die Zündkerzen mit Benzin in flüssiger Phase bombardiert werden. Ein solcher Motor kann nicht ohne Spülung mit zusätzlicher Luft gestartet werden.
Die Designer sehen sogar einen speziellen Modus zum Ausblasen von Kerzen vor, bei dem Sie das Gaspedal vollständig durchtreten und den Motor mit dem Anlasser durchdrehen müssen, während der Kraftstoff vollständig blockiert ist. Aber auch das hilft nicht, wenn die geschlossene Düse den Druck nicht hält.
Eine schlechte Zerstäubung kann zu einem mageren Gemisch führen. Die Motorleistung sinkt, die Beschleunigungsdynamik nimmt ab, es sind Aussetzer in einzelnen Zylindern möglich, die zum Aufleuchten der Lampe auf der Instrumententafel führen.
Abweichungen in der Zusammensetzung des Gemisches, auch aufgrund unzureichender Homogenisierung, führen zu einem deutlichen Anstieg des Kraftstoffverbrauchs. Dies bedeutet nicht zwangsläufig, dass das Gemisch zu fett ist. Ein schlechtes Gemisch wirkt sich auf die gleiche Weise aus, da die Gesamteffizienz des Motors abnimmt.
Es kann zu einer Detonation kommen, der thermische Bereich wird verlassen und der Katalysator kollabiert, es treten Knackgeräusche im Ansaugkrümmer oder Schalldämpfer auf. Der Motor erfordert eine sofortige Diagnose.
Testmethoden für Einspritzdüsen
Je komplexer die bei der Diagnose eingesetzten Geräte sind, desto genauer können Sie die Ursachen des Geschehens ermitteln und die notwendigen Maßnahmen zur Behebung des Problems vorschreiben.
Leistungscheck
Der einfachste Weg, die am Injektorstecker ankommenden Impulse zu kontrollieren, besteht darin, eine LED-Anzeige an den Versorgungskontakt anzuschließen.
Wenn die Welle vom Anlasser gedreht wird, sollte die LED blinken, was den ungefähren Zustand der ECM-Tasten und die Tatsache anzeigt, dass versucht wird, die Ventile zu öffnen, obwohl die eingehenden Impulse möglicherweise nicht über ausreichende Leistung verfügen.
Nur ein Oszilloskop und ein Lastsimulator können genaue Informationen liefern.
So messen Sie den Widerstand
Die aktive Beschaffenheit der Last kann mit einem Ohmmeter überprüft werden, das Teil eines Universalmultimeters (Testers) ist. Der Widerstand der Magnetwicklung sowie deren Streuung sind in den Passdaten der Düse angegeben.
Der Messwert des Ohmmeters sollte die Datenübereinstimmung bestätigen. Der Widerstand wird bei getrenntem Stecker zwischen Stromkontakt und Gehäuse gemessen.
Zusätzlich zum Widerstand muss die Wicklung jedoch die erforderliche Güte und das Fehlen kurzgeschlossener Windungen aufweisen, was mit einfachsten Methoden nicht ermittelt werden kann, aber ein offener oder vollständiger Stromkreis berechnet werden kann.
Inspektion auf den Rampen
Wenn Sie die Schienenbaugruppe mit den Düsen vom Verteiler entfernen, können Sie den Zustand der Zerstäuber genauer beurteilen. Indem Sie jeden Injektor in ein transparentes Reagenzglas eintauchen und den Anlasser einschalten, können Sie die Kraftstoffzerstäubung visuell beobachten.
Fackeln müssen die richtige konische Form haben, nur einzelne, für das Auge nicht erkennbare Benzintröpfchen enthalten und vor allem für alle angeschlossenen Düsen gleich sein. Ohne Steuerimpulse darf kein Benzin aus den Ventilen austreten.
Einspritzdüsen am Ständer prüfen
Die genauesten und vollständigsten Informationen über den Zustand der Zerstäuber können von einer spezialisierten Installation bereitgestellt werden. Die Einspritzdüsen werden aus dem Motor ausgebaut und auf dem Ständer montiert.
Das Gerät verfügt über mehrere Betriebsmodi, einer davon ist ein Testmodus. Die Anlage führt einen Zyklus in verschiedenen Modi durch, sammelt den zugewiesenen Kraftstoff und misst seine Menge. Darüber hinaus ist der Betrieb der Injektoren durch die transparenten Wände der Zylinder sichtbar und es besteht die Möglichkeit, die Parameter der Brenner auszuwerten.
Als Ergebnis werden für jedes Gerät gesondert Leistungsdaten angezeigt, die mit den Passdaten übereinstimmen müssen.
So reinigen Sie den Kraftstoffzubringer selbst
Der gleiche Ständer verfügt über eine Düsenreinigungsfunktion. Auf Wunsch kann dies aber auch in der Garage erfolgen. Es werden eine handelsübliche Reinigungsflüssigkeit und ein einfaches, aus improvisierten Mitteln zusammengebautes Gerät verwendet.
Bei einer selbstgebauten Installation handelt es sich um eine elektrische Kraftstoffpumpe für ein Auto, die in einem Behälter mit einem Einspritzdüsenreiniger untergebracht ist. Der Schlauch von der Pumpe ist mit dem Düseneinlass verbunden und sein Stromanschluss wird über einen Druckknopf-Mikroschalter von einer Batterie mit Strom versorgt.
Durch wiederholtes Durchströmen einer Flüssigkeit, die starke Ablagerungslösungsmittel enthält, durch den Zerstäuber ist es möglich, eine deutliche Wiederherstellung der Sprüheigenschaften des Geräts zu erreichen, was durch eine Änderung der Form des Brenners deutlich wird.
Eine Düse, die nicht gereinigt werden kann, muss ausgetauscht werden. Ihr Defekt ist nicht immer auf Verschmutzung zurückzuführen, Korrosion oder mechanischer Verschleiß sind möglich.
Reinigen des Injektors, ohne ihn aus dem Motor auszubauen
Es ist durchaus möglich, die Einspritzdüsen zu reinigen, ohne die Einspritzeinheiten komplett zu demontieren. Gleichzeitig sorgt die Reinigungsflüssigkeit (Lösungsmittel) dafür, dass der Motor während des Spülvorgangs arbeiten kann.
Das Sedimentlösungsmittel wird von einer separaten Anlage, industriell oder selbstgebaut, der Druckleitung der Rampe zugeführt. Überschüssiges Gemisch wird über die Rücklaufleitung in den Vorratstank zurückgeführt.
Diese Methode hat sowohl Vor- als auch Nachteile. Der Vorteil besteht in Einsparungen bei Montage- und Demontagevorgängen sowie in den unvermeidlichen Kosten für Verbrauchsmaterialien und Teile. Gleichzeitig werden auch andere Elemente gereinigt, beispielsweise Gasverteilerventile, ein Rail und ein Druckregler. Außerdem wird Ruß aus den Kolben und dem Brennraum entfernt.
Der Nachteil ist die unzureichende Wirksamkeit der Lösung, die Reinigungseigenschaften mit Kraftstofffunktionen kombinieren muss, sowie ein gewisses Risiko des Verfahrens, wenn die gewaschene Schlacke durch die Elemente des Kraftstoffsystems wandert und in das Öl gelangt. Auch für den Katalysator wird es nicht einfach sein.
Ein zusätzlicher Nachteil wird auch die fehlende visuelle Kontrolle der Reinigungswirkung sein. Die Ergebnisse können nur anhand indirekter Zeichen beurteilt werden. Daher kann diese Methode nur als vorbeugende Maßnahme bei obligatorischem Ölwechsel im Motor empfohlen werden.
