Düsen im Motor: Funktionsprinzip und häufige Störungen

Der Injektor ist ein kleines Gerät, das in jedem modernen Verbrennungsmotor vorhanden ist. Daher sind Kraftstoffinjektoren ein entscheidender Bestandteil des Motors, ohne den er nicht funktionieren kann. Defekte Injektoren führen sofort zu einem Leistungsabfall und einem Anstieg des Kraftstoffverbrauchs, was eine Kettenreaktion von Fehlfunktionen mit der Aussicht auf teure Reparaturen auslöst. Lassen Sie uns herausfinden, warum dies geschieht und wie man Probleme vermeiden kann.

Was ist ein Injektor

Die Düse oder der Injektor ist das wichtigste Element des Einspritzsystems (Injektor) eines Verbrennungsmotors, das Benzin oder Dieselkraftstoff unter Druck in den Ansaugkrümmer oder direkt in den Motorzylinder zerstäubt. Die Injektoren sorgen für eine gleichmäßige Zufuhr und genaue Dosierung des Kraftstoffs sowie für eine effektive Vermischung mit Luft. Folglich haben sie einen entscheidenden Einfluss auf die Bildung des Arbeitsgemischs und damit auf die Hauptmerkmale des Verbrennungsmotors.

Wie viele Einspritzdüsen hat ein Motor

Das hängt von der Bauart und dem Motortyp ab. Jahrhunderts verwendeten Autohersteller beispielsweise die sogenannte Monoeinspritzung. In einem solchen Antriebssystem ersetzte ein einzelner Injektor den Vergaser und spritzte Kraftstoff in den gemeinsamen Verteiler für alle Zylinder ein. Bei modernen Motoren mit verteilter oder direkter Kraftstoffeinspritzung entspricht die Anzahl der Injektoren jedoch in der Regel der Anzahl der Zylinder. Die Ausnahme bilden kombinierte Versionen, bei denen der Kraftstoff im Verbrennungsmotor direkt in die Zylinder und in den Ansaugkrümmer eingespeist werden kann. Bei einem so komplexen Schema verdoppelt sich die Anzahl der Injektoren.

Wie die Einspritzdüsen angeordnet sind

Schematisch besteht jede Einspritzdüse aus einem abgedichteten Metallgehäuse, einem Maschenfilter, einer Absperrnadel mit einer Feder und einem Zerstäuber. Die wichtigsten Konstruktionsunterschiede der Modelle hängen in der Regel vom Arbeitsdruck in ihnen ab. Bei Benzinmotoren mit verteilter Einspritzung ist er relativ gering, bei modernen Dieselmotoren erreicht er jedoch 2000–2200 bar. Der zweite wichtige Punkt des Designs ist das Prinzip der Einspritzsteuerung. Sie kann mechanisch, elektromagnetisch oder piezoelektrisch sein. Schließlich gibt es noch Pumpen-Düsen, die den Kraftstoff nicht nur zerstäuben, sondern auch auf den erforderlichen Druck vorkomprimieren.

Heutzutage verwenden Autohersteller häufig elektromagnetische Einspritzdüsen. In diesem Fall wird die Kraftstoffzufuhr durch ein Solenoid gesteuert, das im richtigen Moment die Nadel anhebt und die Zerstäuberdüsen öffnet. Wenn die Spannung von den Wicklungen der Induktionsspule verschwindet, drückt die Feder die Nadel nach unten – die Einspritzdüse wird verriegelt und die Kraftstoffeinspritzung stoppt.

Manchmal wird der Elektromagnet nur zur Regulierung des Kraftstoffdrucks in einer speziellen Kammer verwendet, die die Nadel beim Öffnen oder Schließen des Zerstäubers unterstützt. Solche Vorrichtungen werden als elektrohydraulisch bezeichnet und werden in der Regel bei Dieselmotoren eingesetzt.

Funktionsweise eines Einspritzventils

Die Hauptaufgabe des Injektors besteht nicht nur darin, eine bestimmte Menge Kraftstoff in die Zylinder oder den Ansaugkrümmer zu leiten, sondern dies zu einem genau festgelegten Zeitpunkt, in der richtigen Menge und unter dem richtigen Druck zu tun, damit der Kraftstoff buchstäblich in ein Aerosol umgewandelt und effektiv mit der Luft vermischt wird. Nur so kann der Motor ordnungsgemäß arbeiten und die auf dem Typenschild angegebenen Eigenschaften erbringen.

Daher werden die Einspritzdüsen bei modernen Motoren von einer elektronischen Einheit gesteuert. Und je perfekter das Antriebssystem ist, desto komplexer sind seine Programmalgorithmen. Heutzutage ist es nicht ungewöhnlich, dass jede Einspritzdüse während eines Zyklus mehrere streng dosierte Einspritzungen vornimmt. Der Grad, in dem der Fahrer das Gaspedal betätigt, die Fahrgeschwindigkeit, die Kühlmitteltemperatur, die Kurbelwellendrehzahl – der Mikroprozessor berücksichtigt viele Faktoren.

Was passiert, wenn ein Injektor ausfällt

Ein funktionsfähiger Injektor sollte mit apothekerischer Präzision und blitzschneller Reaktion arbeiten. Und wenn die werkseitigen Parameter des Geräts aus irgendeinem Grund verletzt werden, beginnt der Motor ungleichmäßig zu laufen, springt nur schwer an oder raucht.

Die ersten Anzeichen einer Fehlfunktion sind für einen unerfahrenen Fahrer nicht sehr auffällig, aber es ist sicher, dass größere Probleme folgen werden. Schließlich wirken sich Unterbrechungen der Kraftstoffzufuhr direkt auf den Zustand der Zündung, der Gasverteilung und der Abgasreinigungssysteme aus. In den schwerwiegendsten Fällen kann ein defekter Injektor den schützenden Ölfilm vom “Spiegel” des Zylinders abwaschen, wodurch das Risiko von Riefenbildung und in der Folge eine Überholung oder ein vollständiger Austausch des Motors erhöht wird. Es lohnt sich also definitiv nicht, die Diagnose und Reparatur hinauszuzögern.

Typische Fehler von Einspritzdüsen

Probleme mit Einspritzdüsen lassen sich in zwei konventionelle Gruppen einteilen. Seltener fallen elektronische und elektrische Komponenten aus. Natürlich ist es unmöglich, beispielsweise einen Kurzschluss der Spule des Magnetventils der Einspritzdüse vollständig auszuschließen, aber häufiger treten Probleme aufgrund äußerer Einflüsse auf – zum Beispiel durch Kabelbruch oder Oxidation von Kontakten im Motormanagementsystem.

Die zweite, häufigere Kategorie potenzieller Fehlfunktionen hängt mit der präzisen Mechanik des Einspritzventils zusammen. Unter russischen Bedingungen leidet es in der Regel weniger unter physischem Verschleiß als unter minderwertigem Kraftstoff. Schädliche Verunreinigungen und Zusätze im Kraftstoff führen häufig zu einer beschleunigten Verschlechterung der Dichtungen, Verstopfungen und Ablagerungen. Dazu tragen auch Verstöße gegen die Betriebsvorschriften des Fahrzeugs bei – Überhitzung, vorzeitiger Austausch des Kraftstofffilters und selbst längerer Leerlauf können die Einspritzdüsen beschädigen.

Infolgedessen beginnt die Einspritzdüse zu “gießen”, d. h. Benzin oder Kraftstoff wird aufgrund einer undichten Absperrnadel in übermäßigen Dosen (und nicht rechtzeitig) zugeführt. Oder im Gegenteil, verstopfte Mikrolöcher im Zerstäuber verlieren die Fähigkeit, den Kraftstoffbrenner richtig zu organisieren. Eine weitere Möglichkeit: Abgenutzte Dichtungen halten den eingestellten Druck im Versorgungssystem nicht mehr aufrecht. Und die gefährlichste Fehlfunktion ist, wenn der Injektor auch bei ausgeschaltetem Motor nicht schließt. Dies führt dazu, dass bei längerem Parken Kraftstoff in die Zylinder fließt, was beim nächsten Motorstart zu einem Hydroschlag und einer Generalüberholung führt.

Einspritzdüsen-Diagnose

Die Überprüfung eines modernen Kraftstoffsystems erfordert spezifische Fähigkeiten und Erfahrung sowie Vorsicht, insbesondere bei Dieselmotoren mit hohem Druck im Versorgungskreislauf. Daher muss sich der durchschnittliche Benutzer in der Regel auf die Folgen von Fehlfunktionen konzentrieren. Darüber hinaus ist es einfach unmöglich, sie nicht zu bemerken: Ein instabiler Motorbetrieb wird in der Regel durch die Check Engine-Warnleuchte auf dem Armaturenbrett ergänzt.

Es gibt jedoch auch indirekte Anzeichen für Fehlfunktionen. So führt beispielsweise ein schwerwiegender Leckage an Einspritzdüsen in der Regel zu einem Anstieg des Ölstands im Kurbelgehäuse des Motors nach dem Abstellen. Der überschüssige Kraftstoff fließt an den Zylinderwänden herunter, das Schmiermittel verflüssigt sich und der Ölmessstab beginnt, einen charakteristischen Kraftstoffgeruch abzugeben.

In jedem Fall sollten Sie einen Besuch im technischen Zentrum nicht aufschieben. Es ist nicht ausgeschlossen, dass sich bei einem rechtzeitigen Eingriff herausstellt, dass die Einspritzdüsen gereinigt werden müssen und nicht teuer ausgetauscht werden müssen. Außerdem fallen diese Geräte selten einzeln aus, sodass es besser ist, sich im Voraus auf eine vollständige Erneuerung des Einspritzdüsensatzes vorzubereiten, insbesondere wenn Ihr Auto nicht mehr das erste ist und die Laufleistung eher bei 150.000 bis 200.000 Kilometern liegt.

Reinigung der Einspritzdüsen: Spülung und Ultraschall

Ein erheblicher Teil der Probleme mit Kraftstoffanlagen ist auf die Verunreinigung von Präzisionskanälen und -bohrungen zurückzuführen, die manchmal an der Einspritzdüse nicht dicker als ein menschliches Haar sind. Daher empfehlen Mechaniker traditionell, die Systemkomponenten als erste Rettungsmaßnahme von schädlichen Ablagerungen zu reinigen.

In der Regel werden zwei Möglichkeiten angeboten: eine günstigere, bei der die Einspritzdüsen nicht vom Motor abmontiert werden müssen, oder eine teurere, bei der Teile ausgebaut und auf einer speziellen Vorrichtung gereinigt werden. Im ersten Fall können aktive Zusatzstoffe direkt in den Kraftstofftank gefüllt werden, im zweiten Fall werden in der Regel Ultraschallwellen eingesetzt, um alle Ablagerungen vom Metall zu entfernen. Diese Methode ist viel effektiver.

Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass ein solches Verfahren keine Garantie dafür ist, dass Probleme beseitigt werden. Es ist möglich, dass eine fehlerhafte oder zu abgenutzte Düse dennoch ausgetauscht werden muss. Darüber hinaus empfehlen Experten keine vorbeugende Reinigung, da aggressive chemische Zusammensetzungen für hochpräzise Komponenten nicht besonders nützlich sind. Bevor Sie einer Spülung zustimmen, müssen Sie daher sicherstellen, dass andere Systeme einwandfrei funktionieren – vor allem die Zündung. Möglicherweise ist der instabile Betrieb des Motors auf minderwertige Zündkerzen oder beispielsweise ausgefallene Sensoren zurückzuführen.

Wann Sie den Injektor austauschen müssen

Wenn der Injektor keine Werksparameter liefert (diese werden auch auf speziellen Messbänken überprüft) und eine Reinigung nicht hilft. In diesem Fall sind halbe Sachen unangebracht: Je stärker die Abnutzung oder Verschmutzung des Geräts, desto schlechter funktioniert der Motor, desto schneller erfordern andere Systeme Aufmerksamkeit und finanzielle Investitionen. Daher liegt es im Interesse des Fahrers, den Zustand der Kraftstoffausrüstung im Auge zu behalten. Und sie zumindest nicht unnötigen Risiken auszusetzen, indem an zweifelhaften Tankstellen getankt wird.

Summen

1. Der Injektor ist für die rechtzeitige Abgabe einer genau definierten Kraftstoffmenge in den Ansaugkrümmer oder direkt in den Zylinder erforderlich.
2. Dieselinjektoren halten einem um ein Vielfaches höheren Druck stand als Teile für Benzinmotoren. Und sie kosten erheblich mehr.
3. Die Anzahl der Injektoren entspricht in der Regel der Anzahl der Motorzylinder.
4. Heute werden am häufigsten elektromagnetische Injektoren mit elektronischer Steuerung eingesetzt.
5. Fehlerhafte Einspritzdüsen führen zu einem ungleichmäßigen Betrieb des Motors, einer verminderten Leistung und einem erhöhten Kraftstoffverbrauch.
6. Die Ursache für Probleme mit Einspritzdüsen ist oft nicht der physische Verschleiß, sondern die Verunreinigung des Systems.
7. In diesem Fall kann das Spülen der Kraftstoffausrüstung helfen. Es ist wünschenswert – auf einem speziellen Ständer mit Entfernung der Einspritzdüsen.
8. Wenn der Injektor nach der Reinigung nicht die gewünschten Parameter aufweist, muss er ausgetauscht werden.
9. In der Risikozone – alte Ausrüstung mit einer Laufleistung von über 150.000 km: In diesem Fall müssen möglicherweise alle Injektoren des Motors aktualisiert werden.