1. Aufgaben der K-Jetronic Los geht`s erst mal damit, was die K

1. Aufgaben der K-Jetronic
Los geht’s erst mal damit, was die K-Jet im Motor überhaupt für Aufgaben übernimmt. Im Gegensatz zu modern(er)en
Einspritzungen hängt bei der K-Jet nämlich z.B. nicht die Zündung mit drinnen, aus der Sicht hat sie mehr Ähnlichkeiten
mit einem Vergaser als z.B. der LH Jetronic.
Der Motor läuft dadurch, dass er Benzin verbrennt. Dafür braucht er Luft, und die bewegt sich durch den Ansaugtrakt
Richtung Zylinder. Die Aufgabe der K-Jet besteht nun darin, abhängig von der Menge der angesaugten Luft, die richtige
Menge Treibstoff einzuspritzen.
Von der Zündung weis die K-Jet genau garnix, und von der Stellung irgendwelcher Kolben oder der Drosselklappe auch
nicht (genau genommen gibt's an der Drosselklappe aber einen Volllastschalter, der die K-Jet beeinflusst).
Das K in K-Jetronic steht für "kontinuierlich", das heißt, die Ventile spritzen immer ein. Bei modern(er)en Systemen wird
die Spritmenge über die Öffnungszeiten der Ventile geregelt (die im richtigen Moment öffnen müssen, damit der
zugehörige Zylinder den Sprit auch ansaugt), bei der K-Jet stehen die Ventile immer offen, und die Durchflussmenge
wird variiert.
Deswegen muss die auch nicht wissen wie die Kolben stehen, was an Sprit in die Ansaugbrücke gesprüht wird, kommt
früher oder später auch in irgend 'nem Zylinder an (die Bosch bzw. Saab Leute haben natürlich schon drauf geachtet,
dass in jedem gleich viel ankommt).
Wie gesagt, die K-Jet hat mehr Ähnlichkeiten mit einem Vergaser als z.B. mit der LH Jetronic im 16V.
2. Messgrößen
Um die korrekte Spritmenge abmessen zu können, braucht die K-Jet eigentlich nur eine Messgröße, nämlich die Menge
der angesaugten Luft. Da sich aber im Auto des Öfteren besondere Betriebszustände ergeben (z.B. kalter Motor bei 10°C) gibt's noch ein paar weitere, z.B. die Kühlwassertemperatur.
Funktionen wie die Kaltstartanreicherung oder Volllastanreicherung sind aber alle mehr oder weniger dazu gebaut, und
haben mit der eigentlichen Funktionsweise nix zu tun. Deswegen gibt es im 900 z.B. auch x Systeme für die
Volllastanreicherung, die alle anders funktionieren, aber im Endeffekt so ziemlich dasselbe tun. Die Systeme lass ich
deswegen erst mal weg.
3. Komponenten
Die eigentliche K-Jet ohne irgendwelchen Firlefanz besteht aus folgenden Sachen:
- Tank mit Benzinpumpe
- Stauscheibe
- Mengenteiler
- Einspritzventile
Die Anfettung wenn der Motor kalt gestartet wird, und teilweise die Volllastanreicherung ist beim 900 allerdings fest in
der K-Jet integriert, deswegen kommt noch folgendes dazu:
- Warmlaufregler
4. Funktion der einzelnen Komponenten
4.1. Tank mit Benzinpumpe
An sich gibt's da nicht viel zu sagen. Die K-Jet arbeitet rein mechanisch, genauer gesagt wird alles über Drücke geregelt.
Irgendwoher müssen die Drücke kommen, und dafür ist die Benzinpumpe da (außerdem muss ja irgendwas verbrannt
werden).
Die verbindliche Aufgabe ist also, auf einer Benzinleitung die nach vorn zum Motor geht Benzin mit einem bestimmten
Mindestdruck bereit zu stellen.
4.2. Stauscheibe
Um die richtige Menge Sprit einzuspritzen muss die K-Jet wissen, wie viel Luft der Motor so ansaugt. Dafür ist die
Stauscheibe da. an sich ist das nix weiter als eine Scheibe, die in einem kegelförmigen Gehäuse untergebracht ist, und
im Luftstrom hängt.
Der blaue Pfeil links stellt die Richtung des Luftstroms dar, der kleine rote daneben wie weit sich die rot gezeichnete
Stauscheibe hoch/runter bewegen kann. Die Stauscheibe ist an einem Gelenk befestigt (grüner Punkt) und besitzt ein
Gegengewicht (orange).
Was passiert: Wenn der Motor aus ist, verschließt die Stauscheibe den Ansaugtrakt. Wird der Motor nun gestartet,
saugt er sich die Luft aus dem oberen Teil des Ansaugtraktes an, wodurch dort der Luftdruck fällt. Da unter der
Stauscheibe noch Normaldruck herrscht, drückt es die Stauscheibe nun Richtung Unterdruck, also nach oben. Dadurch
wird um die Scheibe ein Spalt frei (je weiter oben, desto größer der Spalt), durch den sich die Luft zwängt.
Der lila Pfeil unter dem Text soll andeuten, dass eine rückstellende Kraft auf die Scheibe wirkt, wodurch diese in die
Position Motor aus gedrückt wird. Auf der anderen Seite drückt ja aber die vorbeiströmende Luft (bzw. die
Druckdifferenz zwischen Ober- und Unterseite) die Scheibe nach oben - die beiden Kräfte bilden ein Gleichgewicht, und
heben sich abhängig vom Luftstrom bei einer bestimmten Scheibenstellung auf (um genau zu sein: Je größer der Spalt,
desto geringer die Druckdifferenz zwischen Ober- und Unterseite, da dem Luftstrom weniger Widerstand
entgegengesetzt wird, und desto geringer die Kraft, die die Scheibe nach oben drückt. Die Scheibe wird also soweit
ausgelenkt, bis die rückstellende Kraft der auslenkenden Kraft entspricht).
Die Stauscheibe wird also abhängig vom Luftstrom unterschiedlich weit ausgelenkt, und für denselben Luftstrom immer
gleich weit (wenn die rückstellende Kraft dieselbe ist).
Jemand der sich recht viel mit Strömungslehre beschäftigt hat, hat herausgefunden, dass die Auslenkung in einem Kegel
proportional zum Luftstrom erfolgt. Also doppelt so viel Luft = Stauscheibe steigt doppelt so hoch. Der Ansaugtrakt ist
bei der Stauscheibe allerdings kein Kegel, sondern besteht aus 3 Kegelabschnitten. Wieso später. Innerhalb der
Kegelabschnitte gilt dieser Zusammenhang.
Noch was zum Abschluss: Die Auslenkung entspricht nicht der Drosselklappenstellung, sondern (extrem idealisiert)
Drosselklappenstellung*Drehzahl (also z.B: 100%( =Vollgas)*3000rpm). Bei höheren Drehzahlen saugt der Motor halt
mehr Luft an.
4.3 Mengenteiler
Der Mengenteiler ist das Herzstück der K-Jet und das komplizierteste Teil. Zum einen übt er die rückstellende Kraft auf
die Stauscheibe aus, zum anderen verwandelt er ihre Position in einen Benzindruck in den Leitungen zu den
Einspritzventilen. Aber von vorn.
Der Mengenteiler hat diverse Anschlüsse für Benzinleitungen, als da wären:
- Zuleitung von der Benzinpumpe, die von der Pumpe unter Druck gehalten wird (Systemdruck)
- Rückleitung zum Tank, der Mengenteiler leitet so viel Benzin zurück, dass der Druck in der Zuleitung einem bestimmten
Wert entspricht (5.3 bis 5.5 Bar = Systemdruck).
- 4 Leitungen zu den Einspritzventilen, deren Druck vom Mengenteiler geregelt wird (Einspritzdruck)
- An der Zuleitung hängt im Mengenteiler ein "Reduzierstück", an dem ein weiterer Ausgang hängt. Dessen Leitung führt
zum Warmlaufregler, der so viel Benzin zurückleitet, dass sich auf der Leitung ein bestimmter Druck einstellt
(Steuerdruck). Das "Reduzierstück" ist da, damit über den Warmlaufregler nicht zu viel Benzin zurückfließt, sonst würde
der Systemdruck fallen.
Außerdem sitzt im Mengenteiler noch ein beweglicher Kolben, der vom Systemdruck nach außen gedrückt wird:
Die Sache mit dem Einspritzdruck hab ich weggelassen, die Erzeugung davon ist ziemlich kompliziert und tut nicht viel
zur Sache. So wie das auf dem Bild dargestellt ist, gibt es also einen Bereich im Mengenteiler wo Benzin unter
Systemdruck steht, in einer 2. Kammer direkt über dem beweglichen Kolben (grün) ist auch Benzin, allerdings unter
Steuerduck (der vom Warmlaufregler gehalten bzw. gesteuert wird).
Die obere Kammer wird nach unten direkt vom Kolben abgeschlossen, wodurch eine Kraft auf diesen wirkt. Jeder kennt
das Konzept von einem Blasrohr, man pustet auf einer Seite rein, und irgendwas (zB. ein Pfeil) fliegt auf der anderen
Seite raus.
Das funktioniert genauso wie der Kolben im Mengenteiler. Durch das Pusten ins Blasrohr entsteht auf der einen Seite
vom Pfeil ein Überdruck, da der Pfeil das Rohr abdichtet, bleibt der Druck auf der anderen Seite so wie er ist. Dadurch
wirkt eine Kraft auf den Pfeil (in die Richtung wo weniger Druck ist), und er beschleunigt. Würde den Kolben im
Mengenteiler nix aufhalten, würde der auch beschleunigen. Nur wird der Überdruck halt nicht durch Reinpusten,
sondern durch das Benzin über dem Kolben (das unter Druck steht) bereitgestellt.
Die Position vom Kolben im Mengenteiler bestimmt, wie hoch der Einspritzdruck ist. Ist er ganz oben, ist der Druck
maximal, je weiter unten der Kolben ist, desto geringer der Druck.
4.4 Einspritzventile
Die Ventile haben eigentlich nicht viel zu tun. Ab einem bestimmten Druck machen die auf, also spritzen Benzin ein.
Steigt der Druck, fließt mehr Benzin, fällt er unter den Öffnungsdruck machen die Ventile wieder dicht.
4.5 Warmlaufregler
Der Regler hat nicht viel mehr zu tun als den Steuerdruck auf einen bestimmten Wert zu regeln, indem solange Benzin
zurück zum Tank geschickt wird, bis der Druck stimmt (also so wie die Regelung vom Systemdruck im Mengenteiler).
Welcher Steuerdruck eingeregelt wird, hängt von diversen Sachen ab (später mehr).
5. Alles zusammen
Der Kolben vom Mengenteiler drückt die Stauscheibe nach unten, liefert also die Rückstellkraft. Je mehr Luft vom Motor
angesaugt wird, desto weiter hebt sich die Stauscheibe, und entsprechend wird auch der Kolben immer weiter hoch
gedrückt. Dadurch steigt der Einspritzdruck, und die Ventile spritzen mehr Benzin ein.
Die Sache ist so aufeinander abgestimmt, dass der Einspritzdruck den Öffnungsdruck der Ventile erreicht, sowie die
Stauscheibe aus der Motor-aus Position (Bild ganz oben) angehoben wird, und dann immer weiter steigt (die Ventile
spritzen immer mehr Benzin ein).
Das ist auch schon die grundlegende Funktionsweise der K-Jetronic.
6. Die Details
6.1 Stauscheibe
Wie schon angesprochen ist der Ansaugtrakt in dem Bereich, in dem sich die Stauscheibe bewegt, nicht kegelförmig,
sondern besteht aus mehreren Kegelsegmenten. Sinn der Sache ist, die Gemischbildung in einem gewissen Rahmen zu
beeinflussen. Die Stauscheibe wird vom Luftstrom - vereinfacht ausgedrückt - soweit angehoben, bis der Spalt zwischen
Scheibe und Ansaugtrakt eine bestimmte Größe erreicht, die sich proportional zum Luftstrom verhält (doppelter
Luftstrom, doppelte Spaltgröße).
Bei einem richtigen Kegel wächst die Größe vom Spalt, abhängig von der Auslenkung der Stauscheibe, mit konstanter
Geschwindigkeit. Daher ist die Auslenkung proportional zur Luftmenge.
In der Realität wächst der Spalt mit steigender Auslenkung langsamer. Dadurch wird die Scheibe bei doppelter
Luftmenge mehr als doppelt so weit ausgelenkt, was zur Folge hat, das durch die Ventile mehr als doppelt so viel Sprit
fließt. Das Gemisch wird also etwas fetter.
Was in modernen Steuergeräten in Kennfeldern hinterlegt ist, ist also bei der K-Jet zum Teil durch die Form vom
Ansaugtrakt bei der Stauscheibe vorgegeben.
Auf dem Bild ist die Stauscheibe vom Turbo, die vom Sauger sieht etwas anders aus. Schön zu sehen ist der Hebel mit
der Scheibe dran, der grüne Punkt sitzt da, wo ungefähr das Gelenk ist. Normalerweise ist unten am Gehäuse noch ein
Bügel dran, damit genau das nicht passiert, was auf dem Bild zu sehen ist, die Stauscheibe ist unter die Motor-aus
Position gefallen.
So sitzt die Stauscheibe bei Motor aus. Durch das Loch im Gehäuse kommt der Kolben vom Mengenteiler. Die CO
Schraube sitzt auch an der Stauscheibe, was da nach oben rausguckt ist aber nur ein (verplombtes) Röhrchen, die
Schraube selber sitzt ganz unten.
Beim Turbo ist's ein richtiger Kegel, die einzelnen Kegelabschnitte sieht man beim Sauger.
So schaut's aus, wenn sich die Stauscheibe etwas nach oben bewegt. Die ganze Luft die der Motor ansaugt muss sich
durch den kleinen Spalt zwängen.
Das ist unten rein fotografiert. Oben links außerhalb vom Bild sitzt die Scheibe, unten rechts das Gegengewicht. Durch
das Loch das man andeutungsweise erkennen kann, kommt der Kolben vom Mengenteiler und drückt auf den
Vorsprung am Hebel der Stauscheibe. Mit der CO Schraube kann man nun die Höhe von dem Vorsprung ein kleines
bisschen verändern, wodurch der Kolben im Mengenteiler bei gleicher Stauscheibenposition etwas weiter oder weniger
weit reingedrückt wird - das Gemisch ändert sich.
6.2 Mengenteiler
Der Mengenteiler hat noch ein paar mehr Anschlüsse als oben erwähnt, z.B. noch eins für das Kaltstartventil oder das
Taktventil bei der Lambdaregelung (dazu später mehr, hier geht's erst mal um die K-Jet ohne Lambda).
So schaut das Ding von unten aus, der Kolben ist gerade in der obersten Position (und ist dort festgegammelt,
weswegen der Mengenteiler mehr oder weniger Schrott ist... aber vielleicht löst er sich ja irgendwann mal).
Montiert sieht das dann so aus (beim Turbo, der Mengenteiler vom Sauger sieht anders aus). Der Benzinfilter ist bei den
späteren Modellen nicht mehr im Motorraum.
6.3 Warmlaufregler/Steuerdruck
Der Warmlaufregler regelt wie schon geschrieben einen bestimmten Steuerdruck ein, der dann über den Kolben im
Mengenteiler die Rückstellkraft auf die Stauscheibe ausübt.
Sinkt der Steuerdruck sinkt entsprechend auch die Rückstellkraft, und die Stauscheibe wird vom Luftstrom bei gleicher
Luftmenge weiter ausgelenkt. Dadurch wird der Kolben weiter nach oben gedrückt, und der Einspritzdruck steigt - das
Gemisch wird fetter.
Genutzt wird das zum einen beim Warmlaufen vom Motor (daher der Name). Im Warmlaufregler sind ein Bimetall und
ein Heizdraht. Je wärmer das Bimetall wird, desto höher der Steuerdruck, und desto magerer das Gemisch. Wenn der
Motor kalt ist, ist auch das Bimetall kalt. Wird der Motor gestartet, heizt es sich langsam auf und der Steuerdruck steigt.
Die Sache ist so abgestimmt, dass das Gemisch bei warmem Bimetall in der Nähe von Lambda 1 liegt. Bei kaltem Motor
und entsprechend niedrigerem Steuerdruck wird also an gefettet, beim Vergaser erledigt das der Choke.
Wird der Motor warm abgestellt kühlt das Bimetall nicht (übermäßig) ab, weil der Warmlaufregler am Zylinderkopf
festgeschraubt ist, und da ist's dann noch schön warm.
Zum anderen wird bei (einigen) Turbos darüber die Volllastanreicherung realisiert. In dem Fall besitzt der
Warmlaufregler noch einen Unterdruckanschluss, der entweder direkt am Drosselklappengehäuse hängt, oder über
einen ziemlich gruseligen Verhau bestehend aus Druckspeicher, Verzögerungsventil, Rückschlagventil, und Umschalter,
2 T-Stücken und viel zu viel Schlauch. Steigt der Druck am Anschluss am Warmlaufregler über 0.4 Bar wird der
Steuerdruck abgesenkt, also an gefettet.
6.4 Alles zusammen
So schaut's dann im Motorraum aus, zusammen mit ein paar anderen Sachen für Sonderfunktionen der K-Jet
(Beschreibung kommt noch). Den Unterdruckverhau haben wie gesagt nicht alle Turbos, und Sauger sowieso nicht.
7. weitere Funktionen
7.1 Abstelldruck
An der Benzinpumpe und im Mengenteiler sind Rückschlagventile eingebaut, die, wenn die Pumpe abgestellt wird,
einen Restdruck in den Benzinleitungen halten. Gedacht ist die Sache dafür, dass sich in den Leitungen keine
Dampfblasen bilden. Benzin verdampft relativ schnell, vor allem wenn der Motor warm ist. Und wenn es das tut, dehnt
es sich aus und drückt das flüssige Benzin in den Leitungen zurück.
Beim nächsten mal Anlassen muss man dann solange orgeln, bis wieder genug Benzin nachgekommen ist. An den
Anschlüssen für die Ventile am Mengenteiler kommen keine riesigen Mengen raus, das kann dann also eine ganze Weile
dauern (bei einer komplett leeren Leitung und Anlasserdrehzahl bis zu einer Minute).
7.2 Start/Kaltlauf
Es gibt in der K-Jet ein paar Funktionen um das Anlassen zu erleichtern.
Zum einen wird beim Kaltstart eine ganze Menge Sprit über das Kaltstartventil eingespritzt, dafür wird das
Kaltstartventil am Drosselklappengehäuse für eine gewisse Zeit geöffnet, abhängig von der Kühlwassertemperatur. Ab
45°C Wassertemperatur ist die Funktion inaktiv, also das Kaltstartventil bleibt zu.
Elektrisch ist die Sache relativ einfach aufgebaut. Das Kaltstartventil ist mit dem Thermozeitschalter und dem Anlasser in
Serie geschaltet, der Thermozeitschalter gibt vor wie lange das Ventil auf bleibt.
Zusätzlich soll(t)en einige 900er eine Warmstartanreicherung besitzen. Dabei wird, wenn der Motor nach 1.4s orgeln
nicht angesprungen ist, über ein Relais das Kaltstartventil pulsierend geöffnet. Gedacht ist die Sache für den Fall, dass
der Abstelldruck in den Benzinleitungen nicht mehr gehalten wird, dann soll der Motor erst mal mit dem Benzin aus
dem Kaltstartventil laufen.
Durch den beim Leerlauf hohen Unterdruck im Ansaugtrakt erhöht sich die Druckdifferenz zu den Ventilen, wodurch der
Benzindampf schneller rausgeht.
Die beiden Sachen steuern das Kaltstartventil nur, wenn der Anlasser läuft! Auch bei -10°C wo das Kaltstartventil für
etwas über 8sek aufmachen würde hört das schon nach 4sek auf, wenn da der Anlasser aufhört.
Einige 900er haben darüber hinaus eine Beschleunigungsanreicherung über das Kaltstartventil, die allerdings nur bei
kaltem Motor aktiv ist. In dem Fall wird bei Lastzunahme für einen kurzen Zeitraum das Kaltstartventil aufgemacht.
Gesteuert wird das über einen Druckimpulsschalter, der unter dem Benzinfilter im Motorraum sitzt (sitzen sollte).
Von den Sachen abgesehen hat das Kaltstartventil bei normalem Betrieb (kein Vollgas) Sendepause.
7.3 Warmlauf
Wie schon angesprochen steuert der Warmlaufregler abhängig von der Temperatur den Steuerdruck, und darüber das
Gemisch. Welche Drücke bei welchen Temperaturen gehalten werden müssen, hängt vom Regler ab:
0438140084: 10°C 1.4-1.8 Bar, 40°C 3.4-3.8 Bar
043140020/085/111/070/102: 10°C 0.9-1.3 Bar, 40°C 2.1-2.5 Bar
0438140084(grün)/136: 10°C 1.1-1.5 Bar, 40°C 3.2-3.6 Bar
Das kann man ganz gut mit einem Manometer kontrollieren. Wichtig ist, dass die Heizung vom Warmlaufregler ab ist,
und nach dem Start gemessen wird (also nicht gerade wenn's Kühlwasser schon warm ist, dann bekommt man die
Temperatur vom Bimetall auch nicht raus).
7.4 Volllastanreicherung
Dafür gibt's, wie auch für die Kaltstartanreicherung, verschiedene Systeme. Angereichert wird, wenn der Ladedruck
einen bestimmten Wert überschreitet (0.4 Bar), und/oder wenn der Volllastschalter an der Drosselklappe betätigt wird.
Wird ab 0.4 Bar Ladedruck angereichert, hat der Warmlaufregler einen Unterdruckanschluss. Der Schlauch da drauf geht
entweder direkt zur Drosselklappe (die schöne Variante), oder zu einem lustigen Verhau am linken Träger, der
gleichzeitig auch vom Volllastschalter gesteuert wird.
Die Funktion vom Warmlaufregler ist immer dieselbe. Ab 0.4 Bar wird der Steuerdruck abgesenkt, wodurch mehr Benzin
fließt.
Wie der Regler unter Druck gesetzt wird, ist 'ne völlig andere Sache. Hängt er direkt an der Drosselklappe ist die Sache
einfach.
Der Verhau am linken Träger hat grob zusammengefasst 2 Funktionen. Ab 0.4 Bar wird dauerhaft angereichert,
allerdings erst wenn die 0.4 Bar für 6 Sekunden anliegen. Wird der Volllastschalter betätigt, wird sofort angereichert auch wenn gar kein Ladedruck anliegt (das große schwarze Ding ist ein Druckspeicher).
In Gruftis 8V Guide steht, dass auch über das Kaltstartventil angereichert wird. Ich kenne das System allerdings nicht.