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(Quelle: Bosch)
Inhalt:
1. Einführung
2.
Kraftstoffversorgung
3.
Kraftstoffspeicher
4.
Systemdruckregler / Einspritzventile
5.
Gemischaufbereitung
6.
Kraftstoffmengenteiler
7. Steuerdruck
8.
Differenzdruckventile
9. Gemischbildung
10. Kaltstart
11. Warmlaufregler
12.
Zusatzluftschieber
13. Lastzustände
14.
Steuerdruckabsenkung
15.
Beschleunigung / Anreicherung
16. Elektrische
Schaltungen
1.
Einführung
Die K-Jetronic ist ein
mechanisches Einspritzsystem von Bosch. Es gliedert sich in drei
Funktionsbereiche:
· Luftmengenmessung
· Kraftstoffversorgung
· Gemischaufbereitung
Luftmengenmessung
Die vom Motor angesaugte Luftmenge wird über eine
Drosselklappe gesteuert und von einem Luftmengenmesser gemessen.
Kraftstoffversorgung
Der Kraftstoff wird durch eine elektrisch angetriebene
Kraftstoffpumpe über einen Kraftstoffspeicher und ein Filter zu
einem Mengenteiler gefördert, welcher den Kraftstoff den
Einspritzventilen in den Saugrohren der einzelnen Zylinder
zuteilt.
Gemischaufbereitung
Als Kriterium für die Kraftstoffzuteilung dient die vom
Motor entsprechend der Drosselklappenstellung angesaugte
Luftmenge. Sie wird vom Luftmengenmesser gemessen, welcher den
Mengenteiler steuert.
Luftmengenmesser und Mengenteiler sind Teile des Gemischreglers.
Das Einspritzen des Kraftstoffes erfolgt kontinuierlich, d. h.
ohne Rücksicht auf die Stellung des Einlaßventils. Während der
Schließphase wird das Gemisch "vorgelagert".
Bild 1
Prinzipschema der K-Jetronic. Funktionsbereiche Luftmengenmessung
Kraftstoffversorgung Gemischaufbereitung
Bild 2
Schema der K-Jetronic Teil Kraftstoffversorgung
1 Gemischregler, 1 b Kraftstoffmengenteiler, 2 Kraftstoffbehälter,
3 Elektrokraftstoffpumpe
4 Kraftstoffspeicher, 5 Kraftstoffilter, 6 Druckregler, 7
Einspritzventile
nach oben
2. Kraftstoffversorgung
Systemübersicht
Der Kraftstoff wird von einer Elektrokraftstoffpumpe aus
dem Kraftstoffbehälter angesaugt und über einen Druckspeicher
und ein Feinfilter dem Mengenteiler, einem Teil des
Gemischreglers unter Druck zugeführt. Der Druck wird durch einen
Druckregler am Mengenteiler konstant gehalten. Vom Mengenteiler
fließt der Kraftstoff zu den Einspritzventilen.
Die Einspritzventile spritzen den Kraftstoff kontinuierlich in
die Ansaugkanäle des Motors. Daher die Systembezeichnung K (kontinuierlich)-Jetronic.
Beim Öffnen der Einlaßventile wird das Gemisch in die Zylinder
gesaugt.
Die einzelnen Baugruppen der Kraftstoffversorgung werden
nachfolgend beschrieben.
Elektrokraftstoffpumpe
Die Elektrokraftstoffpumpe ist eine Rollenzellenpumpe,
die vom Kraftstoff durchströmt wird. Die Elektrokraftstoffpumpe
ist eine von einem permanent erregten Elektromotor angetriebene
Rollenzellenpumpe. Die im Pumpengehäuse exzentrisch angeordnete
Läuferscheibe enthält an ihrem Umfang Metallrollen, die durch
die Zentrifugalkraft gegen das Pumpengehäuse gepreßt werden.
Sie wirken als Dichtung. In den sich zwischen den Rollen
bildenden Hohlräumen wird der Kraftstoft gefördert. Der
Elektromotor ist von Kraftstoff durchströmt. Eine
Explosionsgefahr besteht nicht, da sich kein zündfähiges
Gemisch im Motor-Pumpengehäuse befindet. Die Pumpe fördert mehr
Kraftstoff als der Verbrennungsmotor maximal benötigt, um bei
allen vorkommenden Betriebszuständen den Druck im
Kraftstoffsystem aufrecht erhalten zu können.
Beim Starten läuft die Pumpe, solange der Startschalter betätigt
wird. Ist der Motor angesprungen, so bleibt die Pumpe
eingeschaltet. Mit einer Sicherheitsschaltung wird vermieden, daß
bei eingeschalteter Zündung und stehendem Motor (z. B. Unfall)
Kraftstoff gefördert wird.
Bild 3 Elektrokraftstoffpumpe
1 Saugseite,2 Überdruckventil, 3 Rollenzellenpumpe, 4
Motoranker,5 Rückschlagventil 6 Druckseite
Bild 4 Rollenzellenpumpe
Pumpvorgang
1 Saugseite,2 Läuferscheibe, 3 Rolle, 4 Pumpengehäuse, 5
Druckseite
nach oben
3.
Kraftstoffspeicher
Der Kraftstoffspeicher hält
nach dem Abstellen des Motors für eine gewisse Zeit den Druck im
Kraftstoffsystem. Während des Betriebs dämpft er das Förderpumpengeräusch.
Der Kraftstoffspeicher hält nach dem Abstellen des Motors das
Kraftstoffsystem unter Druck, um das Wiederanlassen, besonders
des heißen Motors, zu erleichtern. Durch entsprechende
konstruktive Gestaltung des Speichergehäuses wirkt der
Kraftstoffspeicher dämpfend auf das Kraftstoffpumpengeräusch.
Der Innenraum des Kraftstoffspeichers ist durch eine Membran in
zwei Kammern unterteilt. Eine Kammer dient als Speichervolumen für
den Kraftstoff, die andere Kammer enthält eine Feder.
Während des Betriebs wird die Speicherkammer mit Kraftstoff gefüllt.
Die Membran wölbt sich dabei gegen den Druck der Feder bis zum
Anschlag in den Federraum. In dieser Stellung, die dem größten
Speichervolumen entspricht, verbleibt die Membran solange der
Motor läuft.
Kraftstoffilter
Wegen der geringen Toleranzen verschiedener Komponenten
ist ein spezielles Kraftstoffeinfilter zur sicheren Funktion der
K-Jetronic notwendig.
Das Kraftstoffilter hält Verunreinigungen im Kraftstoff zurück,
welche die Funktion der Einspritzanlage beeinträchtigen könnten.
Das Kraftstoffilter enthält einen Papierfiltereinsatz, dahinter
ein zusätzliches Sieb. Durch diese Kombination wird ein hoher
Reinigungseffekt erzielt. Eine Stützplatte fixiert das Filter im
Gehäuse. Die auf dem Filtergehäuse mit einem Pfeil angegebene
Durchflußrichtung muß unbedingt eingehalten werden. Das Filter
wird nach dem Kraftstoffspeicher in die Kraftstoftleitung
eingebaut.
Bild 5 Kraftstoffspeicher
a leer
b gefüllt
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1 Federkammer, 2 Feder, 3
Anschlag, 4 Membran, 5 Speichervolumen, 6 Umlenkblech, 7
Kraftstoffzufluß, 8 Kraftstoffabfluß
Bild 6
Kraftstoffilter
1 Papierfilter, 2 Sieb, 3 Stützplatte
nach oben
4. Systemdruckregler /
Einspritzventile
Der Systemdruckregler hält den
Druck im Kraftstoffsystem konstant.
Der im Gehäuse des Kraftstoffmengenteilers eingebaute
Druckregler regelt den Förderdruck (= Systemdruck) auf ca. 5 bar.
Da die Elektrokraftstoffpumpe mehr Kraftstoff fördert als vom
Motor verbraucht wird, gibt im Druckregler ein Kolben eine Öffnung
frei, durch die der überschüssige Kraftstoff zum Kraftstoffbehälter
zurückfließt (abgesteuert wird).
Der Druck im Kraftstoffsystem und die Kraft der Feder auf den
Kolben des Druckreglers halten sich im Gleichgewicht. Fördert
die Kraftstoffpumpe beispielsweise etwas weniger Kraftstoff, so
verkleinert der Kolben, von der Feder in seine neue Lage gedrückt,
den Abflußquerschnitt. Dadurch wird weniger Kraftstoff
abgesteuert und der Systemdruck damit wieder auf den vorgegebenen
Wert geregelt.
Beim Abstellen des Motors wird die Kraftstoffpumpe abgeschaltet.
Der Systemdruck sinkt unter den Öffnungsdruck der
Einspritzventile. Der Druckregler schließt die Absteueröffnung
und verhindert weiteren Druckabbau im Kraftstoffsystem.
Einspritzventil
Die Einspritzventile öffnen bei einem bestimmten Öffnungsdruck
und zerstäuben den Kraftstoff durch Schwingbewegungen der
Ventilnadel in das Saugrohr.
Die Einspritzventile spritzen den vom Kraftstoffmengenteiler
zugemessenen Kraftstoff in die Ansaugrohre vor die Einlaßventile
der Zylinder.
Die Einspritzventile werden in einem speziellen Halter so
befestigt, daß sie gut gegen die vom Motor entwickelte Wärme
isoliert sind. Durch die Wärmeisolierung wird verhindert, daß
sich nach Abstellen des Motors Dampfblasen in der
Einspritzleitung bilden, welche zu einem schlechten
Warmstartverhalten führen würden.
Die Einspritzventile haben keine Zumeßfunktion. Sie öffnen
selbsttätig, sobald der Öffnungsdruck von 3,3 bar überschritten
wird. Sie besitzen ein Nadelventil, dessen Nadel beim Einspritzen
mit hoher Frequenz hörbar schwingt ("schnarrt").
Dadurch wird eine gute Zerstäubung des Kraftstoffes, selbst bei
kleinsten Mengen, erreicht. Nach dem Abstellen des Motors schließt
das Einspritzventil dicht ab, wenn der Druck im Kraftstoffsystem
unter den Öffnungsdruck der Einspritzventile gesunken ist.
Dadurch kann nach dem Abstellen des Motors kein Kraftstoff mehr
in die Ansaugstutzen nachtropfen.
Bild 7 Systemdruckregler am Mengenteiler
a in Ruhestellung
b in Arbeitsstellung
1 Zulauf Systemdruck, 2 Dichtung, 3 Rücklauf zum
Kraftstoffbehälter, 4 Kolben, 5 Regelfeder
Bild 8 Einspritzventil
a in Ruhestellung
b in Betriebsstellung
1 Ventilgehäuse, 2 Filter,
3 Ventilnadel, 4 Ventilsitz
nach oben
5.
Gemischaufbereitung
Gemischregler
Aufgabe der Gemischaufbereitung ist die Zumessung einer
Kraftstoffmenge, die der angesaugten Luftmenge entspricht.
Die Gemischaufbereitung erfolgt durch den Gemischregler. Er
besteht aus Luftmengenmesser und Mengenteiler.
Luftmengenmesser
Der Luftmengenmesser arbeitet nach dem Schwebekörperprinzip und
mißt die vom Motor angesaugte Luftmenge.
Die gesamte, vom Motor angesaugte Luftmenge strömt durch einen
Luftmengenmesser, welcher vor der Drosselklappe eingebaut ist. Im
Luftmengenmesser befindet sich ein Lufttrichter mit einer
beweglichen Stauscheibe (Schwebekörper).
Die durch den Lufttrichter strömende Luft bewegt die Stauscheibe
um ein bestimmtes Maß aus ihrer Ruhelage. Die Bewegung der
Stauscheibe wird über ein Hebelsystem auf einen Steuerkolben übertragen,
welcher die zuzumessende Kraftstoffmenge bestimmt.
Bei möglichen Saugrohrrückzündungen (Fehlzündungen) des
Motors können erhebliche Druckstöße im Ansaugsystem auftreten.
Der Luftmengenmesser ist daher so konstruiert, daß die
Stauscheibe bei einer Rückzündung in die Gegenrichtung
schwingen kann. Dadurch wird ein Entlastungsquerschnitt
freigegeben. Ein Gummipuffer begrenzt den Abwärtshub (beim
Fallstromluftmengenmesser den Aufwärtshub). Eine Blattfeder
sorgt für die korrekte Nullage bei stehendem Motor. Die
Bewegungen der Stauscheibe werden über ein Hebelsystem auf den
Steuerkolben im Kraftstoffmengenteiler übertragen. Das Gewicht
der Stauscheibe und des Hebelsystems wird durch ein Gegengewicht
ausgeglichen.
Bild 12 Luftmengenmesser in Ruhestellung
1 Lufttrichter, 2 Stauscheibe, 3 Entlastungsquerschnitt, 4
Gemischeinstellschraube, 5 Gegengewicht, 6 Drehpunkt,
7 Hebel, 8 Blattfeder
Bild 9
SteigstromLuftmengenmesser in Arbeitsstellung, vereinfacht
Bild 10- Prinzip des
Luftmengenmessers
a angesaugte Luft menge gering, Stauscheibe wird wenig angehoben
b angesaugte Luftmenge groß, Stauscheibe wird stark angehoben
nach oben
6.
Kraftstoffmengenteiler
Der Kraftstoffmengenteiler teilt
die Kraftstoffmenge entsprechend der Stellung der Stauscheibe im
Luftmengenmesser den einzelnen Zylindern zu.
Wie bereits erwähnt, ist die Stellung der Stauscheibe ein Maß für
die vom Motor angesaugte Luftmenge. Die Stellung der Stauscheibe
wird über einen Hebel auf den Steuerkolben übertragen. Der
Steuerkolben steuert die einzuspritzende Kraftstoffmenge.
Je nach seiner Stellung im Schlitzträger gibt der Steuerkolben
einen entsprechenden Querschnitt der Steuerschlitze frei, durch
die der Kraftstoff zu den Differenzdruckventilen und damit zu den
Einspritzventilen strömen kann.
Bei kleinem Hub der Stauscheibe wird der Steuerkolben nur wenig
angehoben und damit nur ein kleiner Querschnitt
derSteuerschlitzefreigegeben. Bei großem Hub der Stauscheibe
gibt der Steuerkolben einen größeren Querschnitt der
Steuerschlitze frei.
Es besteht also ein linearer Zusammenhang zwischen
Stauscheibenhub und freigegebenem Querschnitt an den
Steuerschlitzen.
Auf den Steuerkolben wirkt, entgegen der von der Stauscheibe übertragenen
Hubbewegung, eine Kraft, die von einem Steuerdruck erzeugt wird.
Sie bewirkt unter anderem, daß der Steuerkolben der Bewegung der
Stauscheibe folgt und nicht zum Beispiel beim Abwärtshub der
Stauscheibe in der oberen Endstellung bleibt. Weitere wichtige
Funktionen des Steuerdrucks werden in den Kapiteln Warmlauf und
Vollastanreicherung beschrieben.
Bild 11
Schlitzträger, Steuerdrossel.
1 Ansaugluft, 2 Steuerdruck, 3 Kraftstoffzulauf, 4 zugemessene
Kraftstoffmenge, 5 Steuerkolben,
6 Schlitzträger, 7 Kraftstoffmengenteiler, 8 Luftmengenmesser
Bild 12
Schlitzträger Steuerschlitz vergrößert dargestellt.
(Im Original ist der Steuerschlitz etwa 0,2 mm breit.)
Bild 13
Schlitzträger mit Steuerkolben
a Ruhestellung, b Teillast, c Vollast
1 Steuerdruck, 2 Steuerkolben, 3 Steuerschlitz im Schlitzträger,
4 Steuerkante, 5 Kraftstoffzulauf, 6 Schlitzträger
nach oben
7.
Steuerdruck
Der Steuerdruck wird über eine Drosselbohrung vom Systemdruck
abgezweigt. Die Drossel dient dabei zur Entkopplung von
Steuerdruckkreis und Systemdruckkreis. Über eine Leitung wird
die Verbindung zwischen Mengenteiler und Warmlaufregler (Steuerdruckregler)
hergestellt.
Der Steuerdruck beträgt beim Kaltstart etwa 0,5 bar und wird
mit zunehmender Erwärmung des Motors vom Warmlaufregler auf etwa
3,7 bar angehoben.
Der Steuerdruck drückt über eine Dämpfungsdrossel auf den
Steuerkolben und bildet somit die Gegenkraft zur Luftkraft, die
am Luftmengenmesser auftritt. Die Dämpfungsdrossel verhindert
dabei ein Schwingen der Stauscheibe infolge der Ansaugpulsation.
Die Höhe des Steuerdruckes beeinflußt die Kraftstoffzuteilung.
Bei geringem Steuerdruck kann die angesaugte Luftmenge die
Stauscheibe weiter anheben. Dadurch werden über den Steuerkolben
die Steuerdrosseln weiter geöffnet und dem Motor mehr Kraftstoff
zugeteilt. Bei höherem Steuerdruck kann die angesaugte Luftmenge
die Stauscheibe nicht so weit anheben, die Kraftstoffzuteilung
ist folglich geringer.
Um den Steuerdruckkreis nach dem Abstellen des Motors sicher
abzudichten und den Druck im Kraftstoffsystem zu halten, befindet
sich in der Rücklaufleitung des Warmlaufreglers ein
Absperrventil. Es ist an den Systemdruckregler angebaut und wird
durch den Kolben des Druckreglers aufgestoßen (Aufstoßventil)
und während des Betriebs offengehalten.
Geht nach Abstellen des Motors der Kolben des Systemdruckreglers
in seine Ruhelage, so wird das Aufstoßventil durch eine Feder
geschlossen.
Bild 14
Systemdruck und Steuerdruck
1 Wirkung des Steuerdrucks (hydraulische
Kraft), 2 Dämpfungsdrossel, 3 Leitung zum Warmlaufregler,
4 Entkoppeldrossel, 5 Systemdruck (Förderdruck), 6 Wirkung der
Luftkraft
Bild 15
Systemdruckregler mit Aufstoßventil im Steuerdruckkreis.
a in Ruhestellung
b in Arbeitsstellung
1 Zulauf Systemdruck, 2 Rücklauf (zum Kraftstoffbehälter), 3
Kolben des Systemdruckreglers, 4 Aufstoßventil, 5 Zulauf
Steuerdruck (vom Warmlaufregler)
nach oben
8. Differenzdruckventile
Die Differenzdruckventile im
Kraftstoffmengenteiler bewirken einen gleichbleibenden
Druckabfall an den Steuerdrosseln.
Der Luftmengenmesser hat eine lineare Charakteristik. Dies
bedeutet, daß bei doppelter Luftmenge der Hub der Stauscheibe
doppelt so groß ist. Soll dieser (lineare) Hub eine Veränderung
der Kraftstoffmenge im gleichen Verhältnis zur Folge haben, so
muß an den Steuerdrosseln ein konstanter Druckabfall - unabhängig
von der durchströmenden Kraftstoffmenge sichergestellt werden.
Die Differenzdruckventile halten den Druckabfall an den
Steuerschlitzen unabhängig vom Kraftstoffdurchsatz konstant. Der
Differenzdruck beträgt 0,1 bar. Man erreicht damit eine hohe
Regelgenauigkeit.
Als Differenzdruckventile werden Flachsitzventile verwendet. Sie
befinden sich im Mengenteiler und sind je einem Steuerschlitz
zugeordnet. Die Oberkammer des Ventils ist von der Unterkammer
durch eine Membran getrennt. Die Unterkammern aller Ventile sind
durch eine Ringleitung miteinander verbunden und stehen unter Förderdruck
(Systemdruck). Der Ventilsitz befindet sich in der Oberkammer.
Die Oberkammern sind mit je einem Steuerschlitz und den Anschlüssen
zu den Einspritzventilen verbunden. Sie sind gegeneinander
abgedichtet. Die Membranen sind federbelastet. Der
Differenzdruckwird durch die Kraft einer Schraubenfeder bestimmt.
Strömt eine große Kraftstoffmenge in die Oberkammer, so wird
die Membran nach unten gewölbt und öffnet den Auslaßquerschnitt
des Ventils, bis sich der durch die Feder eingestellte
Differenzdruck wieder ergibt. Wird die Durchflußmenge geringer,
so wölbt sich die Membran weniger stark und verengt den
Ventilquerschnitt, bis sich wieder eine Druckdifferenz von 0,1
bar einstellt. An der Membran herrscht also Kräftegleichgewicht,
das für jede Kraftstoffmenge durch Regeln des
Ventilquerschnittes aufrechterhalten wird.
Bild 16
Kraftstoffmengenteiler mit Differenzdruckventilen.
1 Kraftstoffzulauf (Systemdruck),
2 Oberkammer des Differenzdruckventils, 3 Leitung zum
Einspritzventil (Einspritzdruck), 4 Steuerkolben, 5 Steuerkante
und Steuerdrossel, 6 Ventilfeder, 7 Ventilmembran,
8 Unterkammer des Differenzdruckventils
Bild 17
Differenzdruckventil, Stellung bei großer Einspritzmenge.
Bild 18
Differenzdruckventil, Stellung bei kleiner Einspritzmenge.
nach oben
9.
Gemischbildung
Die Gemischbildung erfolgt im Saugrohr und im Zylinder des Motors.
Die von den Einspritzventilen kontinuierlich eingespritzte
Kraftstoffmenge wird dem Einlaßventil des Motors vorgelagert.
Beim Öffnen des Einlaßventils reißt die angesaugte Luftmenge
die Kraftstoffwolke mit und bewirkt durch Verwirbelung während
des Ansaugtaktes die Bildung eines zündfähigen Gemisches.
Gemischanpassung
Über die bisher beschriebene Grundfunktion hinaus erfordern
bestimmte Betriebszustände korrigierende Eingriffe in die
Gemischbildung, um die Leistung zu optimieren, die
Abgaszusammensetzung zu verbessern oder das Start- und
Fahrverhalten zu verbessern.
Bild 19 Gemischbildung
1 Einlaßventil, 2
Verbrennungsraum, 3 Einspritzventil, 4 Saugrohr, 5 wärmeisolierende
Halterung
Bild 20
Kaltstartanreicherung
1 Gemischregler, 1 b
Kraftstoffmengenteiler, 10 Zündstartschalter, 13
Kaltstartventil, 14 Thermozeitschalter
nach oben
10. Kaltstart
Abhängig von
der Motortemperatur wird durch das Kaltstartventil während des
Startens zeitlich begrenzt eine zusätzliche Menge Kraftstoff
eingespritzt.
Beim Kaltstart entstehen Kondensationsverluste des
Kraftstoffanteils im angesaugten Gemisch. Um dies auszugleichen
und das Anspringen des kalten Motors zu erleichtern, muß im
Moment des Startens zusätzlich Kraftstoff eingespritzt werden.
Das Einspritzen dieser zusätzlichen Kraftstoffmenge erfolgt
durch das Kaltstartventil in das Sammelsaugrohr. Die
Einschaltdauer des Kaltstartventils wird von einem
Thermozeitschalter in Abhängigkeit von der Motortemperatur
zeitlich begrenzt.
Der beschriebene Vorgang wird Kaltstartanreicherung genannt. Bei
der Kaltstartanreicherung wird das Gemisch "fetter", d.
h. die Luftzahl ist vorübergehend kleiner als 1.
Kaltstartventil
Das Kaltstartventil wird elektromagnetisch betätigt. Im Ventil
ist die Wicklung eines Elektromagneten untergebracht. In
Ruhestellung wird der bewegliche Anker des Elektromagneten von
einer Feder gegen eine Dichtung gepreßt und verschließt damit
das Ventil. Wird der Elektromagnet erregt, so gibt der nunmehr
vom Ventilsitz abgehobene Magnetanker den Kraftstoffdurchfluß
frei. Der Kraftstoff gelangt nun tangential in eine Düse, wo
er in Rotation versetzt wird. Durch diese Form der Düse - eine
sogenannte Dralldüse wird der Kraftstoff besonders fein zerstäubt
und reichert die Luft im Sammelsaugrohr hinter der
Drosselklappe mit Kraftstoff an.
Thermozeitschalter Der Thermozeitschalter begrenzt die Spritzzeit
des Kaltstartventils in Abhängigkeit von der Motortemperatur.
Der Thermozeitschalter besteht aus einem elektrisch beheizten
Bimetallstreifen, der in Abhängigkeit seiner Temperatur einen
Kontakt öffnet oder schließt. Er ist in einem hohlen
Gewindebolzen untergebracht, der an einer für die
Motortemperatur charakteristischen Stelle befestigt ist.
Der Thermozeitschalter bestimmt die Einschaltdauer des
Startventils. Die Einschaltdauer ist dabei abhängig von der Erwärmung
des Thermozeitschalters durch die Motorwärme, die
Umgebungstemperatur und durch die in ihm selbst befindliche
elektrische Heizung. Diese Eigenheizung ist erforderlich, um die
maximale Einschaltdauer des Startventils zu begrenzen, damit
der Motor nicht zu stark angereichert wird und "ersäuft".
Beim Kaltstart ist für die Bemessung der Einschaltdauer hauptsächlich
die elektrische Heizung maßgebend. (Abschaltung bei -20 °C nach
ca. 8 Sekunden), während bei betriebswarmem Motor der
Thermozeitschalter durch die Motorwärme soweit erwärmt wird, daß
er ständig geöffnet ist. Beim Starten eines betriebswarmen
Motors wird daher keine Startmehrmenge eingespritzt.
Bild 21
Kaltstartventil, betätigt.
1 elektr.
Anschluß, 2 Kraftstoffzufluß mit Filtersieb, 3 Ventil (Magnetanker),
4 Magnetwicklung, 5 Dralldüse
Bild 22
Thermozeitschalter
1 elektr.
Anschluß, 2 Gewindebolzen, 3 Bimetall, 4 Heizwicklung, 5
Schaltkontakt
nach oben
11.
Warmlauf
Die Warmlaufanreicherung erfolgt durch den Warmlaufregler, er
senkt bei kaltem Motor in Abhängigkeit von der Motortemperatur
den Steuerdruck und bewirkt eine größere Öffnung der
Steuerdrosseln.
Zu Beginn der an den Kaltstart anschließenden Warmlaufphase
kondensiert noch ein Teil des eingespritzten Kraftstoffes in den
Saugrohren und an den Zylinderwänden. Dadurch könnten
Verbrennungsaussetzer auftreten. Das Luft-Kraftstoffgemisch muß
daher während des Warmlaufs angereichert werden. Dabei muß bei
steigender Motortemperatur die Anreicherung kontinuierlich
verringert werden um eine Überfettung des Gemisches bei höheren
Motortemperaturen zu verhindern. Diese Gemischregelung für den
Warmlauf wird über den Steuerdruck der Jetronic-Anlage vom
Warmlaufregler (Steuerdruckregler) vorgenommen.
Warmlaufregler
Die Veränderung des Steuerdruckes erfolgt durch den
Warmlaufregler. Der Warmlaufregler wird so am Motor angebracht,
daß er dessen Temperatur annimmt. Zusätzlich wird der
Warmlaufregler elektrisch beheizt. Durch die elektrische Heizung
kann der Warmlaufregler genau auf die Charakteristik des Motors
abgestimmt werden.
Er besteht aus einem federgesteuerten Flachsitz(membran)ventil
und einer elektrisch beheizten Bimetallfeder.
In kaltem Zustand wirkt die Bimetallfeder gegen die Ventilfeder
und verringert dadurch die wirksame Federkraft auf die
Membranunterseite des Ventils. Der Absteuerquerschnitt des
Ventils ist dann etwas weiter geöffnet, wodurch mehr Kraftstoff
aus dem Steuerdruckkreis abgesteuert wird und damit der
Steuerdruck niedrig ist.
Ab Startbeginn wird die Bimetallfeder elektrisch und durch den
Motor erwärmt. Sie biegt sich und verringert dabei die
Gegenkraft auf die Ventilfeder. Die Wirkung der Ventilfeder auf
das Flachsitzventil nimmt dadurch zu. Das Flachsitzventil
verkleinert den Absteuerquerschnitt, wodurch sich der Druck im
Steuerdruckrelais erhöht.
Die Warmlaufanreicherung ist beendet, wenn die Bimetallfeder völlig
von der Ventilfeder abgehoben hat. Durch die nun ausschließlich
wirkende Ventilfeder wird der Steuerdruck auf seinen Normalwert
geregelt. Der Steuerdruck beträgt beim Kaltstart etwa 0,5 bar
und bei warmem Motor etwa 3,7 bar.
Bild 23
Kennlinien des Warmlaufreglers bei verschiedenen
Motortemperaturen.
Anreicherungsfaktor 1,0 entspricht der Kraftstoffzumessung bei
betriebswarmem Motor.
Bild 24 Warmlaufregler
a bei kaltem Motor
b bei betriebswarmem Motor
1 Ventilmembran, 2 Rücklauf,
3 Steuerdruck (vom Gemischregler), 4 Ventilfeder, 5 Bimetall, 6
elektr. Heizung
nach oben
12. Zusatzluftschieber
Während des
Warmlaufs erhält der Motor durch den Einfluß des
Zusatzluftschiebers mehr Gemisch, um die erhöhte Reibung in
kaltem Zustand zu überwinden und einen stabilen Leerlauf zu gewährleisten.
Bei kaltem Motor bestehen erhöhte Reibungswiderstände. Diese müssen
vom Motor im Leerlauf zusätzlich überwunden werden. Deshalb läßt
man durch den Zusatzluftschieber den Motor unter Umgehung der
Drosselklappe mehr Luft ansaugen. Da diese zusätzliche Luft vom
Luftmengenmesser gemessen und bei der Kraftstoffzuteilung berücksichtigt
wird, erhält der Motor insgesamt mehr Gemisch. Dadurch wird bei
kaltem Motor eine Leerlaufstabilisierung erreicht.
Im Zusatzluftschieber steuert eine Lochblende durch eine
Bimetallfeder betätigt den Querschnitt der Umgehungsleitung. Der
Öffnungsquerschnitt dieser Lochblende stellt sich in Abhängigkeit
von der Temperatur so ein, daß beim Kaltstart ein entsprechend
großer Querschnitt freigegeben wird, der bei zunehmender
Motortemperatur jedoch stetig verringert und schließlich
geschlossen wird. Das Bimetall wird elektrisch beheizt. Dadurch
kann eine Begrenzung der Öffnungszeit je nach Motortyp erreicht
werden. Der Einbauort des Zusatzluftschiebers ist so gewählt, daß
er die Temperatur des Motors annimmt. Dadurch ist gewährleistet,
daß bei warmem Motor der Zusatzluftschieber nicht in Aktion
tritt.
Bild 25
Zusatzluftschieber
1 Luftkanal
mit Blendenschieber, 2 Bimetall, 3 elektr. Heizung
Bild 26
Warmlaufanreicherung
1
Gemischregler, 1 b Kraftstoffmengenteiler, 7 Einspritzventil, 15
Zusatzluftschieber, 16 Warmlaufregler
nach oben
13. Lastzustände
Die Anpassung
des Gemisches an die Betriebsbedingungen Leerlauf, Teillast,
Vollast, erfolgt durch eine bestimmte Gestaltung des
Lufttrichters.
Bei konstanter Form des Lufttrichters ergibt sich über den
gesamten Hubbereich (Messbereich) des Luftmengenmessers ein
konstantes Gemisch.
Wie bereits erwähnt ist es jedoch notwendig, bei bestimmten
Betriebsbereichen wie Leerlauf, Teillast und Vollast ein für
jeweils diesen Betriebsbereich optimales Gemisch dem Motor
zuzuteilen. In der Praxis bedeutet dies fettere Gemische für
Leerlaüf und Volllast sowie mageres Gemisch für den
Teillastbereich. Man erreicht diese Anpassung durch verschiedene
Kegelwinkel des Lufttrichters im Luftmengenmesser.
Bildet der Lufttrichter einen flacheren Kegel als die Grundform,
so ergibt sich ein mageres Gemisch. Bei einem steileren
Kegelwinkel als die Grundform wird die Stauscheibe weiter
angehoben. Dadurch wird mehr Kraftstoff zugemessen - das Gemisch
wird fetter.
Man formt nun den Lufttrichter so, daß sich bei Leerlauf und bei
Vollast ein fetteres, bei Teillast dagegen ein mageres Gemisch
ergibt (Vollast- und Leerlaufanreicherung).
Bild 27
Einfluß des Lufttrichterkegelwinkels auf die Auslenkung der
Stauscheibe bei gleichem Luftdurchsatz. Grundform des
Lufttrichters ergibt h steilere Trichterform - bei gleicher
Luftmenge größerer Hub h flachere Trichterform - bei gleicher
Luftmenge geringerer Hub h von der Stauscheibe freigegebene
Ringfläche (bei a, b und c gleich).
Bild 28
Trichterkorrekturen am Luftmengenmesser.
1 für
Vollast, 2 für Teillast, 3 für Leerlauf
nach oben
14. Steuerdruckabsenkung
Werden Motoren
im Teillastbereich mit sehr magerem Gemisch betrieben, so muß
beim Vollastbetrieb zusätzlich zur Gemischkorrektur durch die
Lufttrichterform eine Anreicherung erfolgen.
Diese Aufgabe übernimmt ein dafür speziell ausgelegter
Warmlaufregler durch Regelung des Steuerdruckes in Abhängigkeit
vom Saugrohrdruck.
Bei dieser Variante des Warmlaufreglers werden statt einer zwei
Ventilfedern verwendet. Die Äußere liegt wie beim normalen
Warmlaufregler am Gehäuse auf, die Innere dagegen auf einer
Membran. Diese Membran teilt den Warmlaufregler in eine
Oberkammer und eine Unterkammer. In der Oberkammer ist über eine
Schlauchleitung zum Saugrohr hinter der Drosselklappe der
Saugrohrdruck wirksam. Die Unterkammer ist je nach Ausführung
direkt mit der Atmosphäre oder über eine zweite Schlauchleitung
zum Luftfilter hin belüftet.
Durch den niedrigen Saugrohrdruck im Leerlauf- und
Teillastbereich wird die Membran bis zu ihrem oberen Anschlag
gehoben. Dadurch hat die innere Feder ihre maximale Vorspannung
erhalten. Die Federvorspannung der beiden Ventilfedern verursacht
somit den bestimmten Steuerdruckwert für diese Lastbereiche. Bei
weiterer Öffnung der Drosselklappe bei Volllast steigt der Druck
im Saugrohr, die Membran löst sich vom oberen Anschlag und wird
gegen den unteren Anschlag gedrückt.
Die innere Ventilfeder wird entlastet, der Steuerdruck um den
vorgegebenen Wert abgesenkt und damit eine Gemischanreicherung
erzielt.
Bild 29
Abhängigkeit des Steuerdrucks von der Motorbelastung.
Bild 30
Warmlaufregler (Steuerdruckregler) mit Vollastmembran bei
Leerlauf und Teillast.
1 elektr. Heizung, 2 Bimetall, 3 Unterdruckanschluß (vom
Saugrohr), 4 Ventilmembran, 5 Rücklauf zum Kraftstoffbehälter 6
Steuerdruck (vom Mengenteiler), 7 Ventilfedern, 8 oberer
Anschlag, 9 Entlüftung, 10 Membran, 11 unterer Anschlag
Bild 31
Warmlaufregler (Steuerdruckregler) mit Vollastmembran, bei
Vollast.
nach oben
15. Beschleunigung / Anreicherung
Ein gutes Übergangsverhalten
beim Beschleunigen ergibt sich durch das Überschwingen der
Stauscheibe.
Beschleunigen
Bei Übergängen von einem Betriebszustand in einen anderen
ergeben sich Gemischabweichungen, die zu einer Verbesserung des
Fahrverhaltens genützt werden.
Wird bei konstanter Drehzahl die Drosselklappe plötzlich geöffnet,
so durchströmt den Luftmengenmesser sowohl die Luftmenge, die in
die Brennräume gelangt, als auch die Luftmenge, die erforderlich
ist, um den Druck im Saugrohr auf das neue Niveau anzuheben. Die
Stauscheibe schwingt dadurch kurzzeitig über den Hub bei voller
Drosselklappenöffnung hinaus. Dieses Überschwingen bewirkt eine
höhere Kraftstoffzuteilung (Beschleunigungsanreicherung), mit
der ein gutes Übergangsverhalten erreicht wird.
Bild 32
Beschleunigungsvorgang. Verhalten der K-Jetronic bei raschem Öffnen
der Drosselklappe.
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16. Elektrische Schaltungen
Kommt der Motor bei
eingeschalteter Zündung zum Stillstand, so wird die
Elektrokraftstoffpumpe ausgeschaltet.
Die K-Jetronic verfügt über elektrische Komponenten wie
Elektrokraftstoffpumpe, Warmlaufregler, Zusatzluftschieber,
Kaltstartventil und Thermozeitschalter. Die Betätigung dieser
Komponenten erfolgt über ein Steuerrelais, das vom Zünd-Start-Schalter
geschaltet wird.
Neben Schaltaufgaben hat das Steuerrelais eine
Sicherheitsfunktion. Eine häufig verwendete Schaltungsvariante
ist nachfolgend beschrieben.
Funktion:
Beim Kaltstart des Motors wird vom Zünd-Start-Schalter über
Klemme 50 Spannung an das Kaltstartventil und den
Thermozeitschalter gelegt. Dauert der Startvorgang länger als ca.
8 ... 15 s, so schaltet der Thermozeitschalter das
Kaltstartventil aus, damit der Motor nicht "ersäuft".
Der Thermozeitschalter erfüllt in diesem Falle eine
Zeitschalterfunktion.
Liegt beim Starten des Motors die Motortemperatur über ca. +35
°C, so hat der Thermozeitschalter die Verbindung zum
Kaltstartventil bereits geöffnet und das Kaltstartventil spritzt
keinen zusätzlichen Kraftstoff ein. Der Thermozeitschalter wirkt
in diesem Falle als Thermoschalter.
Weiterhin legt der Zünd-Start-Schalter beim Starten Spannung an
das Steuerrelais, welches eingeschaltet wird, sobald der Motor läuft.
Die beim Durchdrehen des Motors durch den Starter erreichte
Drehzahl reicht dazu bereits aus. Als Kennzeichen für den Lauf
des Motors dienen die Impulse von der Zündspule, Klemme 1.
Die Impulse werden von einer elektronischen Schaltung im
Steuerrelais ausgewertet. Nach dem 1. Impuls schaltet das
Steuerrelais ein und legt Spannung an die Elektrokraftstoffpumpe,
den Zusatzluftschieber und den Warmlaufregler. Das Steuerrelais
bleibt eingeschaltet, solange die Zündung eingeschaltet ist und
der Motor läuft. Bleiben die Impulse von der Zündspule, Klemme
1 aus, weil der Motor zum Stehen kommt (z. B. Unfall), dann wird
das Steuerrelais etwa 1 s nach dem letzten Impuls abgeschaltet.
Durch diese Sicherheitsschaltung wird vermieden, daß die
Elektrokraftstoffpumpe bei stehendem Motor und eingeschalteter Zündung
Kraftstoff fördert.
Bild 33 Schaltung im Ruhezustand.
1 Zündstartschalter, 2 Kaltstartventil, 3 Thermozeitschalter, 4
Steuerrelais, 5 Elektrokraftstoffpumpe, 6 Warmlaufregler, 7
Zusatzluftschieber
Bild 34
Starten (kalter Motor) Kaltstartventil und Thermozeitschalter
sind eingeschaltet. Motor dreht sich (Impulse von KI.1 Zündspule).
Steuerrelais, Elektrokraftstoffpumpe, Zusatzluftschieber und
Warmlaufregler sind eingeschaltet.
Bild 35 Betrieb Zündung eingeschaltet, Motor läuft.
Steuerrelais, Elektrokraftstoffpumpe, Zusatzluftschieber und
Warmlaufregler sind eingeschaltet.
Bild 36
Zündung eingeschaltet, Motor läuft nicht. Keine Impulse von KI.l,
Zündspule. Steuerrelais, Elektrokraftstoffpumpe,
Zusatzluftschieber und Warmlaufregler sind ausgeschaltet.
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