K-Jetronic - Erklärung der Funktionsweise

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DIE K(E)-JETRONIC

 

01 Die K-Jetronic

02 Kraftstoffversorgung

03 Kraftstoffspeicher

04 Druckregler / Einspritzventile

05 Gemischaufbereitung

06 Kraftstoffmengenteiler

07 Steuerdruck

08 Differenzdruckventile

09 Gemischbildung

10 Kaltstart

11 Warmlauf

12 Zusatzluftschieber

13 Lastzustände

14 Steuerdruckabsenkung

15 Beschleunigung / Anreicherung

16 Elektrische Schaltungen
 






01 Die K-Jetronic

Die K-Jetronic

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 einen 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

Image


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

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02 Kraftstoffversorgung

Kraftstoffversorgung

Systemübersicht

Der Kraftstoff wird von einer Elektrokraftstoffpumpe aus dem Kraftstoffbehälter angesaugt
und über einen Druckspeicher und einen 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 Kraftstoff 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

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Bild 4 Rollenzellenpumpe Pumpvorgang
1 Saugseite,2 Läuferscheibe, 3 Rolle, 4 Pumpengehäuse, 5 Druckseite

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03 Kraftstoffspeicher

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 spezieller
Kraftstoff-Feinfilter zur sicheren Funktion der K-Jetronic notwendig.

Der Kraftstoffilter hält Verunreinigungen im Kraftstoff zurück, welche die Funktion der
Einspritzanlage beeinträchtigen könnten.

Der Kraftstoffilter enthält einen Papierfiltereinsatz, dahinter ein zusätzliches Sieb. Durch
diese Kombination wird ein hoher Reinigungseffekt erzielt. Eine Stützplatte fixiert den
Filter im Gehäuse. Die auf dem Filtergehäuse mit einem Pfeil angegebene Durchflußrichtung
muß unbedingt eingehalten werden. Der Filter wird nach dem Kraftstoffspeicher in die
Kraftstoffleitung 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

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04 Druckregler / Einspritzventile


Systemdruckregler

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  
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1 Zulauf Systemdruck, 2 Dichtung, 3 Rücklauf zum Kraftstoffbehälter, 4 Kolben, 5 Regelfeder

 


Bild 8 Einspritzventil
a in Ruhestellung
b in Betriebsstellu


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1 Ventilgehäuse, 2 Filter, 3 Ventilnadel, 4 Ventilsitz




05 Gemischaufbereitung

 
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


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Bild 9 SteigstromLuftmengenmesser in Arbeitsstellung, vereinfacht

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Bild 10
Prinzip des Luftmengenmessers

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a angesaugte Luft menge gering, Stauscheibe wird wenig angehoben
b angesaugte Luftmenge groß, Stauscheibe wird stark angehoben





06 Kraftstoffmengenteiler


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.

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1 Ansaugluft, 2 Steuerdruck, 3 Kraftstoffzulauf, 4 zugemessene Kraftstoffmenge, 5 Steuerkolben,
6 Schlitzträger, 7 Kraftstoffmengenteiler, 8 Luftmengenmesser



Bild 1
2
Schlitzträger Steuerschlitz vergrößert dargestellt.
(Im Original ist der Steuerschlitz etwa 0,2 mm breit.)

 

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Bild 13
Schlitzträger mit Steuerkolben
a Ruhestellung, b Teillast, c Vollast

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1 Steuerdruck, 2 Steuerkolben, 3 Steuerschlitz im Schlitzträger, 4 Steuerkante,
5 Kraftstoffzulauf, 6 Schlitzträger




 

07 Steuerdruck

 
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

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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

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1 Zulauf Systemdruck, 2 Rücklauf (zum Kraftstoffbehälter), 3 Kolben des Systemdruckreglers,
4 Aufstoßventil, 5 Zulauf Steuerdruck (vom Warmlaufregler)



 

08 Differenzdruckventile


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.

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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.
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Bild 18 Differenzdruckventil, Stellung bei kleiner Einspritzmenge.

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09 Gemischbildung


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

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1 Einlaßventil, 2 Verbrennungsraum, 3 Einspritzventil, 4 Saugrohr, 5 wärmeisolierende Halterung


 

Bild 20
Kaltstartanreicherung

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1 Gemischregler, 1 b Kraftstoffmengenteiler, 10 Zündstartschalter, 13 Kaltstartventil,
14 Thermozeitschalter




10 Kaltstart

 
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.

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1 elektr. Anschluß, 2 Kraftstoffzufluß mit Filtersieb, 3 Ventil (Magnetanker), 4 Magnetwicklung,
5 Dralldüse

 

Bild 22 Thermozeitschalter

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1 elektr. Anschluß, 2 Gewindebolzen, 3 Bimetall, 4 Heizwicklung, 5 Schaltkontakt




11 Warmlauf


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.

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Bild 24 Warmlaufregler
a bei kaltem Motor
b bei betriebswarmem Motor

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1 Ventilmembran, 2 Rücklauf, 3 Steuerdruck (vom Gemischregler), 4 Ventilfeder, 5 Bimetall,
6 elektr. Heizung



 

12 Zusatzluftschieber

 
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

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1 Luftkanal mit Blendenschieber, 2 Bimetall, 3 elektr. Heizung


 

Bild 26
Warmlaufanreicherung

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1 Gemischregler, 1 b Kraftstoffmengenteiler, 7 Einspritzventil, 15 Zusatzluftschieber, 16 Warmlaufregler




13 Lastzustände


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).
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Bild 28
Trichterkorrekturen am Luftmengenmesser.

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1 für Vollast, 2 für Teillast, 3 für Leerlauf






14 Steuerdruckabsenkung


Anreicherung über 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.
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Bild 30
Warmlaufregler (Steuerdruckregler) mit Vollastmembran bei Leerlauf und Teillast.

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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.

 

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15 Beschleunigung / Anreicherung


Übergangsverhalten

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

 
Elektrische Schaltung

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.

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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.

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Bild 35 Betrieb Zündung eingeschal­tet, Motor läuft. Steuerrelais, Elektro­kraftstoffpumpe, Zusatzluftschieber und Warmlaufregler sind eingeschaltet.

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Bild 36
Zündung eingeschaltet, Motor läuft nicht. Keine Impulse von KI.l, Zündspule. Steuerrelais,
Elektrokraftstoffpumpe, Zusatzluftschieber und Warmlauf­regler sind ausgeschaltet.

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