gratis

Anzeige aufgeben

Kostenlos, lokal und einfach

Anzeige aufgeben
Startseite Ratgeber Autoteile, Zubehör Fahrzeugteile-Lexikon: Einspritzanlage

 

Zur Ratgeberübersicht: Fahrzeugteile-Lexikon

Einspritzanlage

Glossar

Bezug zum Kraftfahrzeug

Gemischaufbereitung
Maschine, Motor
Vergaser, Einspritzdüse, Common-Rail, Pumpe-Düse

 

Allgemeine Beschreibung

Eine Einspritzanlage ist ein Nebenaggregat, das im Zusammenhang mit Verbrennungsmotoren steht. Einspritzanlagen kommen sowohl bei otto- als auch dieselbasierenden Motoren vor.
Einspritzanlagen sind für die Gemischaufbereitung zuständig. Im Bereich der Ottomotoren haben sie den Vergaser gänzlich abgelöst, weil sie sehr viele Vorteile gegenüber einem Vergaser hinsichtlich Verbrauchs- und Emissionswerte bieten. Seit den 1960'er Jahren wurden vermehrt Fahrzeuge mit Ottomotor mit Einspritzanlagen ausgerüstet und seit 1980'er Jahren begann die gänzliche Verdrängung der unzureichend gewordenen Vergaser.
Dieselmotoren hingegen wurden relativ schnell, aufgrund der technischen Notwendigkeit, mit entsprechenden Anlagen ausgerüstet, die meistenteils über Druckluft den notwendigen Druck in dem System lieferten.

Einspritzanlagen haben prinzipiell immer den gleichen Aufbau, um ihre Aufgabe zu erfüllen. Folgende Bauteile sind für ihren Aufbau typisch:

  • Element zur Erzeugung des Hochdrucks
  • Leitungen, die dem erzeugten Hochdruck standhalten
  • Leitungen, um überschüssigen Kraftstoff zurückzuführen
  • Filtersystem
  • Einspritzventile
  • Steuer- bzw. Regeleinrichtung

Die einzelnen Elemente können dabei je nach Konstruktion und Verwendungszweck in verschiedener Art ausgeführt sein. Besonders sind hier die Unterschiede zwischen Anlagen für Aggregate, die mit verschiedenen Kraftstoffen (Benzin oder Diesel) betrieben werden.

 

 

Funktionsbeschreibung einer Einspritzanlage für Ottomotoren

 

Funktionsprinzip

Im Gegensatz zu einem Vergaser, durch den Luft mit dem Sog des Kolben und Kraftstoff lediglich mitgerissen wird, müssen die Kolben bei einer Einspritzanlage nur noch Luft ansaugen bzw. liegt die Hauptarbeit im Ansaugen der Luft.
Der Kraftstoff wird mittels einer Pumpe in einem geschlossenen System, meistens in einer Art Rohr, unter Druck gesetzt. Dieser Druck wird über einen Druckbegrenzer auf einen bestimmten Wert eingestellt. So liefert die Kraftstoffpumpe beispielsweise 5bar. Durch den Druckbegrenzer wird der Druck in dem Rohr auf 3,5bar gesenkt. Diese 3,5bar können immer und in jedem Fall von der Pumpe erzeugt werden. Der überschüssige Kraftstoff fließt über die Rücklaufleitung wieder zurück zum Tank.
Das Hauptaugenmerk bei der Idee einer Einspritzanlage ist das mit Überdruck in das Saugrohr Einspritzen von Kraftstoff, um diesen noch feiner Zerstäuben zu können. Um ein immer zündfähiges Kraftstoffluftgemisch zu erhalten, darf nicht zu viel oder zu wenig Kraftstoff eingespritzt werden. Hierbei hilft der konstante Druck die einzuspritzende Kraftstoffmenge zubestimmen. Unter bestimmten Voraussetzungen, die von einer Einspritzanlage erfüllt werden, kann somit eine exakte Kraftstoffmenge eingespritzt werden. Wichtig hierfür sind die Konstruktiven Daten der Anlage:

  • Druck in der Anlage
  • Öffnungzeit des Einspritzventils (Elektrisch)
  • Öffnungsdruck des Einspritzventils (Mechanisch)
  • Durchflussmenge (z.B.ml/s)

Sind diese Werte alle Konstanten kann über die variable Zeit, in der das Einspritzventil geöffnet ist, die Kraftstoffmenge bestimmt werden.

 

 

Aufgaben

Die Aufgaben einer Einspritzanlage sind prinzipiell die gleichen, wie die eines Vergasers. Allerdings können Einspritzanlagen die gegebenen Aufgaben wesentlich besser bewältigen, da sie konstruktiv nicht auf die „Mitarbeit“ des Motors angewiesen sind, und durch die externe Rechenarbeit eines Motorsteuergeräts unterstützt werden, um dynamisch auf die Betriebszustände des Motors reagieren zu können.

  1. Möglichst feine Zerstäubung des Kraftstoffs
  2. Möglichst gleichmäßige Durchmischung des zerstäubten Kraftstoffs mit der angesaugten Luft
  3. Herstellung des richtigen Mischungsverhältnisses von Kraftstoff und Luft in Bezug auf auf Motorlauf und Emissionswerte
  4. Kombination aller Aufgaben in jedem Betriebszustand des Motors

 

 

Grundsätzliches

Das Beispiel zeigt eine BOSCH L-Jetronic mit Luftmengenmesser, hier hellgrün gekennzeichnet, im Teillastbetrieb.

 

 

Luftstrom

Die Frischluft wird nach wie vor durch den Sorg des Kolbens, 1. Takt, angesaugt. Das Luftversorgungssystem ist bei Einspritzanlagen größer, d.h. der zurückzulegende Weg der Luft ist länger als bei Vergaservarianten. Die Luft tritt vor dem Luftmengenmesser in das System ein, hier mit einem schwarzen Pfeil gekennzeichnet.
Der Luftmengenmesser misst die Luftmenge und gibt diesen Messwert an das Motorsteuergerät, hier rot gekennzeichnet, weiter. Damit kennt die Anlage den genauen Wert der Luftmenge und hat somit bereits einen wichtigen Messwert, um die optimale Kraftstoff menge zu errechnen bzw. aus einem Kennfeld auszulesen.
Der Luftmengenmesser stellt nur einen minimalen Widerstand für die Luft dar. Luftmengenmesser und Saugrohr sind in der Regel über einen Faltenbalg miteinander verbunden. Dieser Faltenbalg stellt aber auch eine häufige Fehlerquelle dar, da er durch die Motorbewegungen und -vibrationen einer ständigen Belastung ausgesetzt ist.

Normalerweise befindet sich das Drosselklappenteil direkt vor dem Saugrohr und ist mit ihm fest verbunden. Im Drosselklappenteil befindet sich die Drosselklappe. An die Welle der Drosselklappe ist ein Potentiometer mechanisch angeschlossen, das die Stellung der Drosselklappe registriert und diesen Wert ebenfalls dem Motorsteuergerät liefert.

Bei Einspritzanlagen dieser Bauform ist die Drosselklappe vollständig im Leerlauf geschlossen. Der notwendige Durchlass für die Luft, um dem Motor im Leerlauf eine genügende Menge des Kraftstofluftgemischs zu liefern, ist über das Leerlaufregelventil realisiert. Im Drosselklappenteil ist neben der Hauptluftführung ein Bypass integriert, der zunächst durch das Leerlaufregelventil gesperrt ist. Wird vom Motorsteuergerät über das Drosselklappenpotentiometer der Leerlaufstellung der Drosselklappe registriert, wird das Leerlaufregelventil angesteuert und gibt, entsprechend der vom Motorsteuergerät geforderten Drehzahl, diesen Luftkanal mit einem mehr oder weniger großen Querschnitt frei.
Das Drosselklappenteil verfügt darüber hinaus noch über einen zweiten statischen Bypass für die Luft, der durch eine Einstellschraube begrenzt ist. Die Einstellung der Schraube ist werkseitig festgelegt und darf daher nicht verändert werden.

Die Luft gelangt weiter über das Einlassventil in den Brennraum des entsprechenden Zylinders.

 

 

Kraftstofffluss

Der Kraftstoff wird üblicherweise in einem entsprechenden Tank, hier dunkelblau gekennzeichnet, mitgeführt. Er wird aus dem Tank mit Hilfe einer In-Line-Pumpe aus dem Tank zur Einspritzanlage in das Kraftstoffverteilerrohr, hier hellblau gekennzeichnet, gepumpt. Um die spätere exakte Kraftstoffbemessung realisieren zu können, baut die Pumpe im Kraftstoffverteilerrohr einen für die Anlage zu großen Druck auf (in der Regel. ca. 5bar).

An dem Kraftstoffverteilerrohr ist ein Druckbegrenzer angebracht, der den zunächst noch für das System zu hohen Druck auf einen festgelegten Wert absenkt (in der Regel 3,5bar). Durch diese relativ große Differenz können auch Alterungsprozesse an der Pumpe ausgeglichen werden. Überschüssiger Kraftstoff wird über eine entsprechende Leitung in den Tank zurückgeführt.
Über die Abgangsleitungen des Kraftstoffverteilerrohrs wird der unter dem Systemdruck stehende Kraftstoff zu den Einspritzdüsen , hier orange gekennzeichnet, geleitet.

Die Einspritzdüsen halten den Druck des Kraftstoffs aus und es wird zunächst nichts in den Brennraum abgegeben. Die Einspritzventile haben einen elektrischen Anschluss; sie erwarten ein Eingangssignal vom Motorsteuergerät, wodurch das Öffnen ausgelöst wird. Bei Fehlen des Signals schließen die Einspritzventile wieder selbstständig durch die interne Federbelastung.
Konstruktiv ist der Hub, Federkraft und maximale Fläche der Öffnung festgelegt, so dass das Signal lediglich die Information des Vorhandenseins enthalten muss. Allein die Zeit der Öffnung des Ventils bestimmt durch die übrigen festgelegten Werte die Menge des durchfließenden Kraftstoffs.

 

 

Zusätzliche Geber und Regelgrößen

Die bisher vorgestellten Geber und Regelgrößen genügen den heutigen Ansprüchen an eine Einspritzanlage nicht mehr. So kann zwar schon ein annähernd brauchbares Gemisch hergestellt werden, aber die gesetztlichen Vorgaben bezüglich der maximalen Emissionswerte und das Bestreben nach geringerem Kraftstoffverbrauch machen zusätzliche Messgrößen notwendig, um die Kraftstoffbeigabe zur Frischluft noch genauer abzustimmen.

 

Lambdasonde

Die Lambdasonde misst den Restsauerstoff im Abgas. In erster Linie wird diese Messung vor der Agbasreinigungsanlage durchgeführt.
Je mehr Restsauerstoff im Abgas vorhanden ist, desto mehr Kraftstoff muss eingespritzt werden, um das Missverhältnis auszugleichen. Umgekehrt muss weniger Kraftstoff eingespritzt werden. Nur wenn alle Bestandteile des Gemischs einen Reaktionspartner finden können, ist die Verbrennung vollständig, und somit am effektivsten bezüglich des Kraftstoffverbrauchs und am schadstoffärmsten.

 

 

Kurbelwellensensor

Der Kurbelwellensensor registriert einen bestimmten Punkt der Umdrehung der Kurbelwelle. Durch diese Information lässt sich die Kurbelwellendrehzahl bestimmen. Da der Sensor konstruktiv an einer festgelegten Position angebracht ist, weiß das Motorsteuergerät die genaue Stellung des Motors und kann somit den optimalen Zündzeitpunkt ermitteln.

 

 

 

Funktionsbeschreibung einer Einspritzanlage für Dieselmotoren

 

Funktionsprinzip

Bei Motoren, die Diesel als Kraftstoff verwenden, spielen andere Bedingungen eine wichtige Rolle als bei Ottomotoren. Der Wichtigste ist aber, dass ein Dieselmotor die Kraftstoffbeigabe unter viel höherem Druck und auch nicht im Saugrohr, sondern direkt in den Brennraum benötigt. Die anderen Anforderungen bedingen andere Komponenten.
Die einzuspritzende Kraftstoffmenge wird bei älteren Anlagen mit Verteilereinspritzpumpe nur durch die Pumpe selbst bestimmt. Bei neueren Anlagen ist hierzu ebenfalls ein Motorsteuergerät notwendig, da das Hochdruckelement nur noch für den Druck zuständig ist; die Zeit- und Mengensteuerung wird elektronisch über das Motorsteuergerät geregelt.
Um eine möglichst gute Zerstäubung des Kraftstoffs zu erreichen erreichen Verteilereinspritzpumpen schon Drücke im Bereich von ca. 80bar bis ca. 180bar. Moderne Systeme erreichen Drücke von bis zu ca. 2000bar.
Die modernen Systeme, hier allen voran das Common-Rail-System, das sich gegenüber dem Pumpe-Düse-System von VW durchsetzen konnte, funktionieren verhältnismäßig ähnlich zu den älteren Systemen. Daher wird hier auf das alte System eingegangen und die Unterschiede kurz erläutert.
Auch bei der Dieseleinspritzanlage sind die konstruktiven Begebenheiten der Anlage wichtig für die einzuspritzende Kraftstoffmenge:

  • Druck in der Anlage
  • Öffnungszeit des Einspritzventils (Elektrisch)
  • Öffnungsdruck des Einspritzventils (Mechanisch)
  • Durchflussmenge (z.B. ml/s)

Auch hier müssen diese Werte Konstanten sein, um die Anlage kontrolliert arbeiten lassen zu können.

 

 

Aufgaben

Die prinzipiellen Aufgaben einer Einspritzanlage für einen Dieselmotor entsprechen denen Einer für Ottomotoren. Allerdings erfordert ein Dieselmotor eine andere Art von Gemischaufbereitung, so dass eine Einspritzanlage für Dieselmotoren einen etwas anderen Aufbau besitzt.
Die älteren Anlagen können nicht dynamisch auf den Betriebszustand des Motors reagieren und die Kraftstoffmenge beeinflussen. Die Zuteilung erfolgt über mechanisch statisch eingestellte Werte, die alle in der Verteilereinspritzpumpe vereint sind. Hier sind vor allem der Spritzbeginn und die Fördermenge zu nennen. Darüber hinaus muss die Verteilereinspritzpumpe die Aufgabe der Kraftstoffförderung aus dem Tank unter Umständen alleine bewältigen. Ein mechanischer Antrieb ist aufgrund der sehr viel höheren Drücke notwendig.

  1. Ansaugen / Pumpen des Kraftstoffs aus dem Tank
  2. Ausreichender Druckaufbau, um
    • die Einspritzdüsen mechanisch zu öffnen
    • den Kraftstoff so fein wie möglich zu Zerstäuben
  3. Zeitpunkt der Einspritzung exakt passend zur Motorposition
  4. Exakte Kraftstoffmenge für den jeweiligen Betriebszustand
  5. Konstantes Spritzbild der Einspritzdüse

 

 

Grundsätzliches

Das Beispiel zeigt eine BOSCH Einspritzanlage mit Verteilereinspritzpumpe.

 

 

Luftstrom

Die Luft wird direkt in das Saugrohr durch Sog des Kolbens gesaugt und durch das Einlassventil in den Brennraum geleitet.

 

 

Kraftstofffluss

Der Kraftstoff wird in einem entsprechenden Tank, hier mit der rosanen Flüssigkeit gekennzeichnet, mitgeführt. Hier wird der Kraftstoff mit Hilfe einer In-Tank-Pumpe gefördert und durch eine saugende Pumparbeit der Verteilereinspritzpumpe, hier hellgrün gekennzeichnet, unterstützt. Der Kraftstoff passiert einen Kraftstofffilter, hier hellblau gekennzeichnet, mit dem Wasser aus dem Kraftstoff abgeschieden werden kann. Danach erreicht der Kraftstoff die Verteilereinspritzpumpe.

Die Verteilereinspritzpumpe wird mechanisch mit der Drehzahl der Nockenwelle angetrieben, da es sich hier um einen 4-Takt-Motor handelt. Eine Umdrehung der Verteilereinspritzpumpe versorgt jeweils einmal jeden Zylinder mit Kraftstoff. Sie bewältigt an dieser Stelle mehrere Aufgaben:

  • Bemessung der richtigen Kraftstoffmenge für den jeweiligen Betriebszustand
  • Den Kraftstoff unter Hochdruck setzen
  • Verteilung des unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs an den jeweiligen Zylinder

Der Kraftstoff wird auf einen konstruktiv festgelegten Druck gebracht. Die Menge des Kraftstoffs ergibt sich aus den mechnischen Einstellungen an der Verteilereinspritzpumpe, ebenso wie der Zeitpunkt und die Dauer des Einspritzens.

 

Über die Hochdruckleiungen verlässt der unter Druck stehende Kraftstoff die Verteilereinspritzpumpe aus dem Auslass für den jeweiligen Zylinder und gelangt zu der entsprechenden Einspritzdüse. Die Einspritzdüse ist ein rein mechanisches Bauteil, das durch den Druck des Kraftstoffs betätigt wird. Das heißt, dass die Verteilereinspritzpumpe einen bestimmten Mindestdruck liefern muss, damit sich die Einspritzventile überhaupt öffnen können.
Wird das Ventil durch den Druck geöffnet, gelangt die exakt beigemessene Kraftstoffmenge über die Düse in den Verbrennungsraum. Die Länge der Kraftstoffleitungen spielt hierbei keine Rolle, da diese stets luftblasenfrei mit Kraftstoff gefüllt sind. Der Druck pflanzt sich so über die Länge der Leitung bis hin zur Einspritzdüse fort.
Durch die besondere Konstruktion der Spitze der Einspritzdüse ergibt sich das sogenannte Spritzbild. Gemeint ist damit die Form bzw. der Raum, den die austretende Flüssigkeit aus der Düse beim Austreten einnimmt.

Durch die besondere, nicht ebene Form des Kolbenbodens kann der unter Druck stehende Kraftstoff auf die Ω-Formige Vertiefung auftreffen und mit der angesaugten Frischluft reagieren. Die Verbrennung kann durch diese Form noch effektiver Ablaufen.

 

 

Modernes Common-Rail-System

Das Common-Rail-System kann auf diese exakte Einstellung der Pumpe verzichten, da hier die Hochdruckpumpe, hier rot gekennzeichnet, auch nur den Druck erzeugen muss. Die Kraftstoffbemessung, Spritzdauer und -beginn werden von einem Motorsteuergerät, hier gelb gekennzeichnet, übernommen. Durch diese elektronische Regelung lassen sich wesentlich bessere Emissions- und Verbrauchswerte erzielen. Auch ist der um ein Vielfaches größere Druck, den die Hochdruckpumpe gegenüber einer Verteilereinspritzpumpe erzeugt, für eine sehr viel feinere Zerstäubung des Kraftstoffs verantwortlich.
Die Injektoren, hier orange gekennzeichnet, ehemals Einspritzdüsen, werden ebenfalls elektronisch angesteuert und werden über das Railrohr, hier grün gekennzeichnet, mit Kraftstoff versorgt. Das bedeutet, dass die Hochdruckpumpe nur noch den Druck im Railrohr halten muss. Der Druckregler, hier lila gekennzeichnet, sorgt dafür, dass im System ein konstanter Druck herrscht und führt überschüssigen Kraftstoff zurück.
Auch bei diesem System sind die folgenden Konstanten unbedingt notwendig:

  • Druck in der Anlage
  • Öffnungzeit des Einspritzventils (Elektrisch)
  • Öffnungsdruck des Einspritzventils (Mechanisch)
  • Durchflussmenge (z.B. ml/s)

 

 

Arten von Einspritzanlagen

 

  • Indirekte Einspritzung

    • Kontinuierlich
      • Mechanisch-hydraulisch
        » BOSCH K-Jetronic
      • Mechanisch-hydraulisch-elektronisch
        » BOSCH KE-Jetronic
    • Intermittierend
      • Singlepointinjection
        • Drosselklappenstellung auswertend
          » BOSCH Mono-Jetronic
          » BOSCH Monomotronic
        • Druckmessend
          » BOSCH Multec
      • Multipointinjection
        • Druckmessend
          » BOSCH D-Jetronic
        • Luftmengenmessend
          » BOSCH L-Jetronic
          » BOSCH LE-Jetronic
          » BOSCH LU-Jetronic
          » BOSCH Motronic
        • Luftmassenmessend
          • Hitzdrahtluftmassenmesser
          • Heißfilmluftmassenmesser
        • Einspritzpumpenbestimmt
          • Saugrohr
            » KUGELFISCHER Einspritzsystem
          • Wirbelkammer
          • Vorkammer
 
 
markt.de sowie der Autor übernehmen keine Haftung für Richtigkeit, Vollständigkeit und Aktualität der Angaben

Fahrzeugbezogene Ratgeber
 
Kaufvertrag für gebrauchte Kfz
Checkliste für die Besichtigung eines gebrauchten Fahrzeugs
Gebrauchtwagen kaufen - Ratgeber, Tipps und Checkliste
Kauf und Verkauf gebrauchter Autos verschiedener Hersteller
Ratgeber: Lohnen sich ehemalige Leihwagen
Gebrauchte Autoreifen verkaufen
 :
 
Oldtimer als Wertanlage?
Fakten und Hinweise bzgl. historischer Fahrzeuge?
Wie Sie den Wert eines Gebrauchtwagens richtig einschätzen
Ratgeber: Kratzer bei Gebrauchtfahrzeugen entfernen
Rechtlicher Hinweis bezüglich Winterreifen
Import von Fahrzeugen

Sammelwerke
 
markt.de Fahrzeugteilelexikon
Tipps & Tricks rund ums Kraftfahrzeug
 

 
Verwandte Themen
 
Einspritzdüse
Geber
Kraftstoff
Kraftstoffpumpe
Motorsteuergerät
Vergaser
Zündung
Hersteller- und Modellprofile
 
Fahrzeugprofil AUDI 80
 
BMW 1'er Gebrauchtwagen kaufen
Fahrzeugprofil BMW 3'er
Fahrzeugprofil BMW 5'er
 
Fahrzeugprofil VW Golf
VW Passat Gebrauchtwagen
VW Polo - Ratgeber
VW Touran im Gebrauchtwagentest, Mängelbericht & Tipps
 
Gebrauchte Wohnmobile von HYMER
KNAUS Caravan und Wohnwagen von Südwind bis Traveller

 


Fahrzeugteilemarkt

Winterreifen 165/70 R14 81T

4 Stück Michelin Alpin A4
165/70 81T auf Stahlfelge 5,0x14 ET 35 (4-Loch)
wenig abgenutzt, Profil vorn 5mm / hinten 7mm
sehr langlebiges Fabrikat
Neupreis 435 EUR
Preis bei Abholung oder zzgl. Porto.

180 € VB

31582 Nienburg (Weser)

Heute, vor 3 Min.

Carbon Auspuffblenden ohne bohren

Biete 2 neue Auspuffblenden aus Carbon in Hochglanzausführung, leicht angeschrägt. Das Material ist in 3D - Optik (Anthrazit- rot) hochwertig verarbeitet. Der Außendurchmesser beträgt 76 mm, innen 73...

26 € VB

81737 München

Heute, vor 25 Min.

SCHEINWERFER OPEL COMBO CORSA C LINKS ELEKTRISCH H7 1216000 NEU

SW002741420 / 1216000 / K01

SCHEINWERFER LINKS VORNE / ELEKTRISCH / H7 / H7 / PY21W / W5W


OPEL Combo C Kasten / Kombi (1248 - 1686 ccm, 65 - 101 PS)
OPEL Combo C Tour (1248 - 1686 ccm, 65 - 101...

60 €

44319 Dortmund

Heute, vor 26 Min.

SCHEINWERFER OPEL COMBO CORSA C RECHTS ELEKTRISCH H7 1216093 NEU

SW002742420 / 1216093 / K01

SCHEINWERFER RECHTS VORNE / ELEKTRISCH / H7 / H7 / PY21W / W5W


OPEL Combo C Kasten / Kombi (1248 - 1686 ccm, 65 - 101 PS)
OPEL Combo C Tour (1248 - 1686 ccm, 65 - 101...

60 €

44319 Dortmund

Heute, vor 26 Min.

Zum Fahrzeugteilemarkt