L-Jetronic
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Die L–Jetronic ist eine elektronisch gesteuerte Einspritzanlage für Ottomotoren.
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[Bearbeiten] Aufbau
[Bearbeiten] Kraftstoffweg
Der Kraftstoff wird von der Kraftstoffpumpe über einen Filter zum Kraftstoffverteilerrohr gefördert. Das Kraftstoffverteilerrohr verläuft parallel zum Zylinderkopf. An diesem Rohr sind die Einspritzventile und ein Druckregler angebracht. Der Druckregler hält den Systemdruck auf ca 3,5 bar konstant, abhängig vom Saugrohrdruck. Eine Unterdruckleitung, die hinter der Drosselklappe angebracht ist gibt dem Druckregler diese Information weiter. Dies dient dazu, den Druckunterschied zwischen Kraftstoffdruck und Saugrohrdruck stets konstant zu halten. Somit können die Einspritzventile nur durch ihre Öffnungsdauer die Kraftstoffmenge bestimmen. Die Einspritzventile sind nicht rein mechanisch, sondern es handelt sich um elektromagnetische Ventile, die vom Steuergerät angesteuert werden. Dieses schaltet nur Masse durch, da die Plusversorgung an den Ventilen anliegt. Die Einbaulage der Ventile ist wie bei der K-Jetronic etwa 70 – 100 mm vom Einlassventil entfernt. Der Spritzkegel hat einen Winkel von 25°. Die Öffnungsdauer beträgt bei betriebswarmem Motor und Leerlaufdrehzahl etwa 2,5 ms. Bei älteren Fahrzeugen ist an das Kraftstoffverteilerrohr noch ein Kaltstartventil angeschlossen, das zur Anreicherung des Gemischs beim Kaltstart dient und über einen Thermozeitschalter gesteuert wird. Diese Kaltstartanreicherung wird bei neueren Fahrzeugen vom Steuergerät übernommen. Dieses lässt die Einspritzventile über einen festgelegten Zeitraum länger geöffnet.
[Bearbeiten] Stauklappenluftmengenmesser
Der Stauklappenluftmengenmesser ist in seinem Prinzip ähnlich dem Luftmengenmesser einer K–oder KE-Jetronic. Eine federbelastete Klappe ist dem Luftstrom entgegengesetzt und muss von diesem verschoben werden. Ein auf der Klappenwelle angebrachtes Potentiometer wird dadurch gesteuert. Bei unterschiedlichen Klappenstellungen zeigt das Potentiometer unterschiedlichen Widerstand und gibt dem Steuergerät so eine, der angesaugten Luftmenge entsprechende, Größe an. Zur Kompensation der durch die Ansaugtakte erzeugten Druckschwankungen wird eine Kompensationsklappe eingebaut, die ebenfalls auf der oben beschriebenen Welle befestigt ist. Beide Klappen bilden ein Bauteil. Im Ansaugbereich des Luftmengenmessers ist ein temperaturabhängiger Widerstand eingebaut, der die Temperatur der angesaugten Luft misst. An der Unterseite des Luftmengenmessers ist bei verschiedenen, meist älteren Fahrzeugen, eine Schraube angebracht. Diese Schraube verjüngt einen Kanal im Luftmengenmesser, der nicht gemessener Luft die Möglichkeit gibt, ins Saugrohr zu gelangen. Wird diese Schraube verdreht, so wird sich der Querschnitt des Kanals ändern. Wird er größer, so kann mehr Luft an der Stauklappe vorbei und die Stauklappe fällt mehr in den Luftstrom. Wird der Querschnitt kleiner, kann weniger Luft den Luftmengenmesser umgehen und die Stauklappe wird mehr angehoben. Dadurch verändert sich der Widerstand, den das Steuergerät am Potentiometer misst und es wird mehr oder weniger Kraftstoff zumessen.
[Bearbeiten] Zustandekommen des Einspritzsignals
Das Steuergerät erhält von Klemme 1 des Zündverteilers eine Drehzahlinformation. Dabei sind pro 720° Kurbelwellendrehwinkel vier Einspritzsignale vorhanden (4-Zylindermotor). Im Impulsformer des Steuergerätes werden diese vier Signale in für das Steuergerät nutzbare Rechtecksignale umgewandelt. Der nachgeschaltete Frequenzteiler halbiert die Impulszahl. Die so entstandenen Signale werden nun im Divisionssteuermultivibrator in die Einspritzgrundzeit umgeformt. Bei Beginn eines Signal lässt der DSMV eine Spannung ansteigen. Am Ende des Signals wird die Spannung langsam wieder abgebaut. Diese Abbauphase wird durch den Widerstand des Luftmengenmesserpotentiometers beeinflusst. Je nach angesaugter Luftmenge wird die Abbauphase länger oder kürzer. Die Einspritzgrundzeit wird nun in der Multiplizierstufe bearbeitet. Hier werden zwei Korrekturzeiten hinzugegeben oder abgezogen. Diese Korrekturwerte richten sich einmal nach der Ansauglufttemperatur, der Motortemperatur und der Drosselklappenstellung und zum anderen an der aktuellen Batteriespannung. Das so entstandene Einspritzsignal wird in einer Endstufe verstärkt und an die Einspritzventile weitergeleitet.
Zusammengefasst bedeutet dies:
- Die Taktfrequenz der Einspritzventile wird aus der Motordrehzahl ermittelt.
- Drehzahl und angesaugte Luftmenge bestimmen die Einspritzgrundzeit.
- Die Multiplizierstufe erweitert die Einspritzgrundzeit laut Informationen der Messfühler und der Batteriespannung zur tatsächlichen Öffnungszeit des Einspritzventils.
[Bearbeiten] Gemischkorrektur
[Bearbeiten] Kaltstart
- bei den ersten Versionen über elekrtisch beheizten Zusatzluftschieber (Bimetall)
- bei neueren Fahrzeugen über Leerlaufventil mit Steuergerät
[Bearbeiten] Warmlaufphase
- Die Warmlaufphase wird durch den Leerlaufdrehsteller realisiert
[Bearbeiten] Laständerungen
- Der Drosselklappenschalter gibt Information ans Steuergerät und dieses ändert die Einspritzzeit
[Bearbeiten] Änderung der Ansauglufttemperatur
- Erkennung über den Ansauglufttemperaturwiderstand. Das Steuergerät reagiert mit Verlängerung der Einspritzzeit.
[Bearbeiten] Drehzahlbegrenzung
- Das Steuergerät bekommt die Drehzahlinformation vom Verteiler und nimmt die Einspritzzeit zurück
[Bearbeiten] Schubabschaltung
- Erkennung über Drehzahl und Drosselklappenschalter; das Steuergerät stoppt die Einspritzung in einem bestimmten Drehzahlbereich (meist oberhalb 1500U/min).
[Bearbeiten] Lambda–Regelung
- Erkennung durch eine Lambdasonde. Einspritzzeit wird entsprechend verändert.
Sondenspannung erkennt fettes oder mageres gemisch, dementsprechend wird die Einspritz- zeit verändert
[Bearbeiten] LH–Jetronic
Der Grundaufbau einer LH–Jetronic ist gleich einer L–Jetronic. Es wird nicht wie bei der L–Jetronic die Luftmenge sondern die Luftmasse gemessen. Weiterhin ist ein Aktivkohlefilter in der Tankentlüftung eingebaut, das die Kohlenwasserstoffemission aus dem Tank reduziert. Damit kann die LH–Jetronic die Euro-2-Norm erfüllen. Die Kraftstoffpumpe kann im Tank integriert sein.
[Bearbeiten] Aktivkohlefilter mit Regenerierventil
Über die Tankentlüftung können ab einer bestimmten Temperatur leichtflüchtige Kohlenwasserstoffe in die Atmosphäre gelangen. In der Euro-2-Norm ist diese Emission auf einen bestimmten Grenzwert gesetzt worden. Um diesen einzuhalten, wurde ein Aktivkohlefilter in die Tankentlüftung eingebaut. Dieser absorbiert die entwichenen Kohlenwasserstoffe und lässt nur reine Luft in die Atmosphäre entweichen. Ein Regenerierventil ist zwischen dem Aktivkohlefilter und das Ansaugrohr des Motors platziert. Das Ventil öffnet unter bestimmten Voraussetzungen und ermöglicht eine Regeneration des Aktivkohlefilters. Die Kraftstoffdämpfe werden über das Regenerierventil in das Ansaugrohr gesaugt, gelangen dann in den Verbrennungsraum der Zylinder und werden dort verbrannt. Da das Steuergerät die Zusammensetzung der über das Regenerierventil angesaugten Luft nicht erkennen kann, ist es durchaus möglich, dass das Gemisch zu fett oder zu mager wird. Dies wird über die Lambdasonde erkannt und durch das Steuergerät ausgeglichen. Bei OBD-Fahrzeugen, wird die Funktion der Tankentlüftung über die Regelsonde überwacht. Findet die Regeneration des Aktivkohlefilters statt, dann macht die Regelsonde einen Spannungssprung in Richtung "fett". Bleibt der Spannungssprung aus, dann wird vom Steuergerät die OBD-Lampe angesteuert. Beim Abstellen des Motors wird das Regenerierventil einige Sekunden lang geschlossen gehalten, um ein Nachdieseln des Motors zu verhindern.
[Bearbeiten] Luftmassenmesser
Bei der LH–Jetronic kann entweder ein Hitzdrahtluftmassenmesser oder ein Heißfilmluftmassenmesser eingebaut sein.
[Bearbeiten] Grundprinzip
1000 Liter Luft (ein Kubikmeter) haben bei 0° C und einem Luftdruck von 1013 hPa eine Masse von 1,29 kg - die Dichte beträgt 1,29 kg/m3. Temperaturänderungen, aber auch Luftdruckänderungen beeinflussen die Dichte der Luft. Dies liegt an der Tatsache, dass Gase den zur Verfügung stehenden Raum voll ausfüllen. Dabei haben die einzelnen Moleküle und Atome den größtmöglichen Abstand voneinander. Steigt nun die Temperatur, steigen die Eigenbewegungen der Luftteilchen und sie stoßen sich weiter voneinander ab. Die Dichte der Luft sinkt. Sinkt die Temperatur, so bewegen sich die Teilchen weniger und der Abstand untereinander verringert sich. Die Dichte der Luft steigt. Steigt der Druck, so werden die Teilchen auf einen kleineren Raum zusammengedrückt und die Dichte steigt. Sinkt der Luftdruck so sinkt auch die Dichte der Luft. Lässt man Luft an einem beheizten Draht vorbei strömen, so wird der Draht je nach Luftmasse unterschiedlich viel abgekühlt. Mehr Teilchen kühlen mehr, weniger Teilchen kühlen weniger. Versucht man nun die Temperatur des Heizdrahtes konstant zu halten, so ergibt die benötigte Stromaufnahme ein Maß für die vorbeiströmende Luftmasse.
Dieses Prinzip wird im Hitzdrahtluftmassenmesser und in Hitzdrahtanemometern und verwendet.
[Bearbeiten] Funktion des Hitzdrahtluftmassenmessers
Hinter dem Luftfilterkasten ist ein Rohrstück angebracht, in dem ein Messrohr angebracht ist. In diesem Messrohr ist ein 0,07 mm dünner Platindraht so angebracht, dass er gut von der durchströmenden Luft umspült wird. Über den Strom in einer Wheatstonesche Brückenschaltung wird die Temperatur des Hitzdrahtes und eines weniger umströmten Vergleichsdrahtes gleichgehalten (ca. auf 100° C). Gleichzeitig wird die Ansauglufttemperatur bestimmt. Die eigentlich Messgröße ist der Spannungsabfall an den Messwiderständen der Schaltung. Diese haben eine hohe Langzeitstabilität.
Die Brückenschaltung wird mit einem Operationsverstärker gesteuert bzw. ausgewertet. Die Messwerte werden 1000 mal pro Sekunde gewonnen. Das Steuergerät berechnet dann unter Berücksichtigung der anderen Messfühler die genaue Einspritzzeit.
[Bearbeiten] Funktion des Heißfilmluftmassenmessers
Beim Heißfilmluftmassenmesser ist der Platindraht durch eine Sensorplatte ersetzt worden. Die Platte besteht aus drei verschiedenen Widerstandsschichten mit unterschiedlichen Funktionen. Diese drei Schichten bestehen aus verschiedenen Materialien, die auf eine Keramikplatte in Hybridtechnik aufgedampft wurden. Dabei handelt es sich um
- den Abgleichwiderstand. Er dient zur Erfassung der Lufttemperatur der angesaugten Luft und zeigt PTC–Verhalten.
- den Heizwiderstand. Er dient nur als Heizung und hat keine Sensorfunktion.
- den Sensorwiderstand. Er dient zur Erfassung der angesaugten Luftmasse und wird von dieser gekühlt. Je nach Luftmasse wird er mehr oder weniger vom Heizwiderstand aufgeheizt, sodass sein temperaturabhängiger Widerstand (NTC–Verhalten) konstant gehalten wird.
Der Heißfilmluftmassenmesser bietet einen Vorteil gegenüber dem Hitzdrahtluftmassenmesser. Die Keramikplatte ist so im Messrohr angeordnet, dass die Luft nicht auf sie prallt, sondern an ihr vorbei strömen kann. Kleinste Partikel werden nicht mehr von der Sensoreinheit aufgenommen und können auch dort nicht mehr festbacken, wie dies beim Hitzdraht der Fall war. Die Lebensdauer wurde dadurch erhöht. Allerdings ist die Messgenauigkeit nicht mehr so hoch wie beim Hitzdrahtluftmassenmesser. Trotzdem ist sie immer noch hoch genug, um ein optimales Funktionieren der Anlage zu gewährleisten.
Der Hitzdraht– und Heißfilmluftmassenmesser haben mit dem selben Problem zu tun wie der Stauklappenluftmengenmesser. Durch die Druckpulsationen der Luftsäule im Leerlauf ist es durchaus möglich, dass ein und dieselbe Luftmasse mehrmals gemessen wird. Dies wird z.B. durch einen Bypasskanal verhindert. In diesem Kanal ist die Messeinheit integriert. Auch Luftmassenmesser mit Rückstromerkennung sind verbaut worden.
