1 - | Beschreibung des Systems

Allgemeine Informationen zum Zünd- und Einspritzsystem
Das einer (in einem einzigen Steuergerät) integrierten elektronischen Kontrolle unterliegende Zünd- und Einspritzsystem gestattet die Optimierung der Leistungen und Leistungsentfaltung des Otto-Motors, indem es den spezifischen Verbrauch und die Schadstoffanteile in den Abgasen reduziert. Mit diesen Systemen kann eine akkurate Regelung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses und ein optimales Management der Zündverstellung gewährleistet werden.
Dieses System besteht aus drei unterschiedlichen Kreisläufen:
Kraftstoffkreislauf
Luftansaugsystem
Stromkreis (mit Steuergerät, Sensoren und Aktorik).
Einfluss des Luft-/Kraftstoffverhältnisses und der Zündverstellung
Die Verwaltung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses und der Zündverstellung bildet die Grundlage für einen optimalen Betrieb des Motors.
Das Luft-/Kraftstoffverhältnis ergibt sich aus dem Verhältnis - in Gewichtsanteilen - zwischen der Luft und dem Kraftstoff, die vom Motor angesaugt werden: Das ideale bzw. stöchiometrische Verhältnis ist dasjenige, das eine vollständige Verbrennung ermöglicht. Ein zu starker oder zu niedriger Luftanteil ergibt ein mageres oder fettes Gemisch. Diese Faktoren wirken sich auf die Leistung und den Verbrauch sowie auf die Abgasemissionen aus.
Die elektronische Steuerung der Zündverstellung gestattet die Optimierung der Motorleistungen, d.h. der Höchstleistung, des Verbrauchs und der Schadstoffanteile in den Abgasen.
Die mit der geregelten Kraftstoffzufuhr integrierte elektronische Steuerung der Zündverstellung ermöglicht unter allen Einsatzbedingungen (Starten bei niedrigen Temperaturen, Aufwärmphase, Übergangsphasen in der Beschleunigung und im Schiebebetrieb, Motor im Teil-, Vollast- und Standgasbetrieb) die Aufrechterhaltung der besten Betriebsbedingungen des Motors.
Zünd-/Einspritzsystem Siemens M3C
Es handelt sich um ein Zünd- und Einspritzsystem Marelli vom Typ „alfa/N“, bei dem die Motordrehzahl und die Drosselklappenstellung als Hauptkenngrößen zur Messung der angesaugten Luftmenge herangezogen werden. Ist die Luftmenge bekannt, wird die Kraftstoffmenge dem gewünschten Gemischgehalt entsprechend dosiert. Weitere Sensoren im System (Motorsensor, Lufteinlassdruck, Lufttemperatur, Motortemperatur und Lambda-Sonde zur CO-Regelung) ermöglichen im Fall besonderer Betriebsbedingungen die Korrektur der Grundeinstellung. Die Motordrehzahl und der Drosselklappenwinkel gestatten ferner unter sämtlichen Betriebsbedingungen die Berechung der jeweils optimierten Zündverstellung. Die von jedem Zylinder angesaugte Luftmenge hängt von der Luftdichte im Ansaugkrümmer, dem Zylinderhubraum und volumetrischen Wirkungsgrad ab.
Was den volumetrischen Wirkungsgrad anbelangt, wird dieser versuchsweise am Motor über seinen gesamten Betriebsbereich (Drehzahl und Lastzustand des Motors) festgelegt. Mit den daraus erhaltenen Werten wird ein für das Einspritzmanagement erforderliches Kennfeld im Flash Eprom des Steuergeräts Siemens M3C abgelegt. Der Flash Eprom kann über CAN-Leitung programmiert werden. Die Einspritzdüsen werden „sequentiell getaktet“ angesteuert, d.h. ihre Versorgung erfolgt nicht parallel. Die Kraftstoffabgabe kann für jeden Zylinder ab der Ausdehnungsphase beginnen und sich bis zur bereits eingeleiteten Ansaugphase fortsetzen. Die Steuerzeit für das Einspritzende (Schließmoment der Einspritzdüsen) ist in einem spezifischen Kennfeld enthalten, das im Flash Eprom des elektronischen Steuergeräts gespeichert ist. Die Zündung erfolgt statisch mit induktiver Entladung und Kontrolle des „dwell“ (Schließwinkel), wodurch die Ladung der Spulen mit konstanter Energie gesichert wird. Die Leistungsmodule für die Speisung der Zündspulen sind in der Hardware des Steuergeräts integriert und die Verstellkurven stets im Flash Eprom gespeichert. Die Spulen und die Leistungsmodule werden vom Steuergerät überwacht, das die Zündverstellung errechnet.
Hinweis
Für die Kontrolle der Komponenten und der entsprechenden Verkabelungen des Zünd- und Einspritzsystems das Diagnosegerät „DDS“ verwenden, dabei die Anleitungen im Abschnitt „Unterstützte Diagnose“ beachten (Abschn. D 5).
Anordnung der Sensoren

1 | Einspritzsteuergerät

2 | Einspritzrelais

3 | Kraftstoffpumpe

4 | Lambda-Sonde (wwagrechter Zylinder)

5 | Motortemperatursensor

6 | Lufttemperatursensor

7 | Spule (waagrechter Zylinder)

8 | Drucksensor

9 | Motordrehzahlsensor

10 | Spule (senkrechter Zylinder)

11 | Zündkerze

12 | Drosselklappenpotentiometer

13 | Einspritzdüsen

14 | Lambda-Sonde (senkrechter Zylinder)

Kraftstoffkreislauf
Der im Tank befindliche Kraftstoff wird über die Druckleitung (OUT) in die Einspritzdüsen gepumpt. Die Kraftstoffpumpe sitzt in einem Flansch an der Unterseite des Tanks. Hier befindet sich auch der Druckregler, der den Kraftstoffdruck steuert und auf einem konstanten Wert über dem vom Motor erzeugten Unterdruck hält. Der nicht in die Einlasskanäle eingespritzte Kraftstoff wird über die Rücklaufleitung (IN) zuerst zum Flansch und dann in den Tank zurückgeleitet.
Luftansaugsystem
Das Luftsystem besteht aus zwei Ansaugkanälen (A), einem Drosselklappenkörper (B) und einem Ansaugkasten (C) (Airbox) über dem Drosselklappenkörper.
Das Motorsteuersystem (Zündung - Einspritzung) verfügt über eine Reihe von Sensoren, die für die Korrektur der Verbrennung in Abhängigkeit zum Luftdruck, zur Lufttemperatur und zur Motorbelastung erforderlich sind. Ein Lufttemperatursensor (6) auf dem Einlassschlauch des senkrechten Zylinders und ein an die Einlasskanäle zwischen der „L-Anordnung“ des Motorblocks angeschlossener Luftdrucksensor (5) messen den Umgebungsdruck und leiten diese Information an das Steuergerät weiter, so dass die erforderlichen Änderungen der einzuspritzenden Kraftstoffmenge vorgenommen werden können, wenn man Strecken in unterschiedlichen Höhen befährt (z. B. eine Strecke, die auf Meeresebene beginnt und in hohen Lagen endet). Darüber hinaus ermöglicht das Steuergerät eine Korrektur des Gemischs in Abhängigkeit der Luftdichte. (Unter Berücksichtigung eines konstanten Luftvolumens ist bei hoher Temperatur im Volumen weniger Luft vorhanden und aus diesem Grund weniger Sauerstoff, während bei niedrigerer Temperatur im Volumen mehr Luft und demzufolge mehr Sauerstoff enthalten ist.
Im ersten Fall wird das Gemisch magerer, im zweiten Fall dagegen fetter geregelt, so dass das beste Luft-/Kraftstoffverhältnis beibehalten werden kann).
Die in den Auspuffrohren des waagrechten und senkrechten Zylinders befestigten Lambda-Sonden (4) und (14) steuern das Regelsystem des Luft-/Kraftstoffverhältnisses.
An der Welle der Gasdrosselklappe des hinteren Zylinders ist das Drosselklappenpotentiometer (12) angeordnet, das dem Steuergerät ein Signal als indirekte Angabe der vom Motor angesaugten Luftmenge sendet (indirektes Maß der Motorlast).
Betriebsphasen
Normaler Betrieb
Bei warmgelaufenem Motor berechnet das Steuergerät die Einspritzzeiten und die Zündverstellung unter Anwendung der in den jeweiligen Kennfeldern abgespeicherten Werte, die in Abhängigkeit von Drehzahl und Öffnungswinkel der Gassteuerung gewählt werden. Der Kraftstoff wird über die Einspritzdüsen sequentiell in jeden Zylinder in einem einzigen Schub während des Nutzzyklus abgegeben.
Startphase
Wird der Zündschlüssel auf ON gedreht, aktiviert das elektronische Steuergerät einige Sekunden lang die Kraftstoffpumpe, so dass die hydraulische Versorgungsanlage verdichtet wird. Dann werden die Signale bezüglich der Gasöffnung und der Motortemperatur ausgewertet. Wird der Motor vom Anlassermotor angekurbelt, erhält das Steuergerät auch das Signal der Drehzahl und der Steuerzeit, und sorgt für die Aktivierung der Einspritzung und Zündung. Um den Motorstart zu erleichtern, wird das Gemisch in Abhängigkeit zur Motortemperatur angereichert. Beim Anlassen wird die Zündverstellung solange auf 0° gehalten, bis der Motor läuft. Das Steuergerät beginnt dann, je nach den im Speicher abgelegten Werten und den aufgrund der Luft- und Motortemperaturen erforderlichen Korrekturen, mit der Steuerung der eigentlichen Zündverstellung.
Beschleunigungsphase und Schiebebetrieb
Während der Beschleunigung reichert das Steuergerät das Kraftstoffgemisch an, um die Leistungsentfaltung zu verbessern. Dieser Zustand wird an der Schnelligkeit erkannt, womit der Fahrer das Gas öffnet. Um den Schadstoffausstoß und den Verbrauch reduzieren zu können, wird das Gemisch während des Übergangs zum Schiebebetrieb, der aufgrund der Schnelligkeit der Gasschließung erkannt wird, abgemagert.