Das D-Jetronic Kompendium von Dr-DJet

Teil 2 der D-Jetronic Reihe von Dr-DJet beschreibt die einzelnen Komponenten der D-Jetronic von Benzinversorgung über Zündung bis zur Einspritzung und deren Funktion

2.1 Übersicht der Komponenten

Die D-Jetronic besteht aus folgenden Komponenten: Dämpfer (1, nicht alle Fahrzeuge), Benzinpumpe mit Überstromventil zur Druckbegrenzung (2),  Benzinfilter (3), Ringleitung (4), elektrisch betätigten Einspritzventilen (5), Druckeinsteller (6), Druckdämpfer (7, nicht alle Fahrzeuge), Impulsauslöser (8 im Zündverteiler, auch Gebiss genannt), Motorkabelbaum, Steuergerät (9), Saugrohrdruckfühler (10), Drosselklappenschalter (11), Kaltstartventil (12), Lufttemperaturfühler (13, nicht alle Fahrzeuge), Motortemperaturfühler (14, Kühlwasser- oder Blocktemperatur bei luftgekühlten Motoren), Thermozeitschalter (15, nicht alle Fahrzeuge), Zusatzluftschieber (16), Einspritzrelais (17, teilweise), Benzinpumpenrelais (18), Kaltstartrelais (teilweise), Absolutdruckschalter (nur sehr früh)

2.2 Kraftstoff-Luft Gemisch bestimmt Leistung, Benzinverbrauch und Abgase

Bei jedem Motor geht es darum, ein zündfähiges Luft-Kraftstoff Gemisch über den gesamten Drehzahl- und Lastbereich herzustellen. Dabei gilt es Drehmoment, Spritverbrauch und Abgase zu beachten. Das Konzept der Lambdaregelung, das über die Abgasmessung stets ein Volumenverhältnis von 14 zu 1 herstellt, war in den 60er Jahren noch nicht bekannt und kam erst in den späten 70ern im Nachfolger L-Jetronic. Im Prinzip müsste man also in jedem Zustand genau wissen, mit wie viel Luft ein Zylinder gerade gefüllt ist, um das Benzin entsprechend zu dosieren. Steigt die Luftzahl λ über 1, so ist das Gemisch zu mager und der Motor verliert Leistung und überhitzt. Wird λ kleiner, steigen die Abgaswerte sowie der Benzinverbrauch und alles verrußt.

2.3 Wie steuert die D-Jetronic das Gemisch?

Die D-Jetronic war die erste erfolgreiche Steuerung (nicht Regelung !), die das Gemisch im Ansatz gemäß der eingesaugten Luftmasse steuern konnte. Sie misst dazu den Unterdruck im Saugrohr, die Temperatur der Ansaugluft und die Drehzahl des Motors, um so Last und Drehzahl zu erkennen. Das Gemisch ist immer leicht zu fett, nur im Leerlauf kann es als Tribut an USA Abgasvorschriften bei den meisten Steuergeräten eingestellt werden. Korrigiert werden die errechneten Werte um Faktoren wie Zylinderfüllungsgrad, Motortemperatur, das Erkennen von Beschleunigung und Volllast sowie eine mögliche Höhenkorrektur. Es war damit der erste Versuch, nicht dem Motor das Gemisch vorzugeben, sondern es automatisch dem Zustand des Motors anzupassen. Heutige Techniken nutzen dazu einen Luftmassensensor mit Hitzdraht und einen Halbleiterdrucksensor.

Die D-Jetronic besitzt je Zylinder ein magnetisch öffnendes Einspritzventil, das im Ansaugrohr kurz vor den Ventilen des Zylinderkopfes sitzt. Die Einspritzventile werden mit einem konstanten Benzindruck versorgt, so dass die Öffnungszeit der Einspritzventile die Einspritzmenge bestimmt. Diese Einspritzzeiten sind im Bereich von 1 bis 10 Millisekunden und werden vom Steuergerät aus allen Sensoren berechnet. Es sind immer 2 oder 3 Einspritzventile kombiniert und spritzen gleichzeitig ein. Das eingespritzte Benzin "wartet" dann vor den Ventilen, bis es nach Öffnen des Einlassventils mit der Luft in den Zylinder eingesaugt wird. Der Zeitpunkt der Einspritzung wird von den Impulsauslöser-Kontakten (2 bei 4- und 6-Zylindern, 4 bei 8-Zylindern) im Unterteil des Zündverteilers gesteuert. Aus diesen errechnet sich das Steuergerät auch die Drehzahl des Motors. Zündverteiler und Temperatursensoren kamen nicht immer von Bosch. Lucas und Citroen haben zum Beispiel ihre lokalen Lieferanten bevorzugt.

2.4 Einstellung des Kraftstoffdrucks

Die Benzinpumpe saugt das Benzin aus dem Kraftstoffbehälter durch den Dämpfer (falls vorhanden) und fördert es über den Kraftstofffilter zum Motor in eine Ringleitung, von der die Einspritzventile und das Kaltstartventil mit Benzin versorgt werden. In der Benzinpumpe selbst sitzt ein Überstromventil, das den maximal aufbaubaren Druck begrenzt. Am Ende der Ringleitung sitzt der Benzindruckregler sowie bei vielen Modellen ein Dämpfer, der für das Ausscheiden von Dampfblasen gedacht ist. Der Benzindruckregler ist so eingestellt, dass in der Ringleitung ein Druck von 2,0 +0,1 Bar (also zwischen 2,0 und 2,1 Bar) gehalten wird (modern nennt sich so etwas common rail), das überflüssige Benzin wird zurück zum Tank geleitet. Saab und Volvo haben je nach Baujahr abweichende Solldrücke von 2,1 oder 2,2 Bar. Wichtig ist, dass der Spitzendruck und die Förderleistung der Benzinpumpe passen, sonst wird der Druckregler mit der Zeit durch Druckstöße zerstört. Eine Veränderung des Benzindrucks hat gravierende Auswirkungen auf die Einspritzmenge in allen Zuständen des Motors, der Druck muss immer im Sollbereich sein! Die Benzinpumpe wird übrigens bei Nichtlaufen oder Absterben des Motors nach nur 2 Sekunden abgeschaltet, um Verschleiß und Brandgefahr beim Unfall zu vermeiden. K-Jetronic Pumpen sollten nur zusammen mit einem Druckbegrenzer eingesetzt werden, damit die Membran des Druckreglers nicht anfängt, zu leiden. Schäden durch zu hohen Druckstöße aus der Benzinpumpe stellen sich erst im Laufe der Zeit ein und eine falsche Pumpe wird erst einmal sauber laufen.

Die Benzinpumpe wird vom Steuergerät über ein Relais geschaltet. Sinkt die Motordrehzahl unter 200/min bis 300/min, wird die Benzinpumpe abgeschaltet. Nach Zündung EIN läuft sie 2 Sekunden, um Druck in der Ringleitung aufzubauen und schaltet dann ab. Beim Starten wird die Benzinpumpe auf jeden Fall wieder aktiviert. Stirbt der Motor zum Beispiel bei einm Unfall ab, so wird die Benzinpumpe zur Verhütung von Brandgefahr durch austretendes Benzin abgeschaltet.

2.5 Woher bekommt das Steuergerät die Informationen?

Das Steuergerät ist eine erstaunlich stabile analoge und vollkommen diskrete Elektronik. Es bezieht seine Informationen zur Bestimmung der Einspritzzeiten aus den Sensoren und öffnet dann die Einspritzventile entsprechend. Hauptstellgröße ist der Unterdruck im Saugrohr, der über einen Saugrohrdruckfühler gemessen wird. Zur Korrektur der Luftmasse wird auch die Temperatur der angesaugten Luft erfasst (auch hiervon gibt es Ausnahmen z.B. bei frühen Opel). Daneben wird über die Impulsauslöser (Gebiss genannt) im Zündverteiler nicht nur der Einspritzzeitpunkt, sondern auch die Drehzahl des Motors erfasst. Zur Beschleunigung erfasst der Drosselklappenschalter das Niederdrücken des Gaspedals. Eine Volllastsituation (Gaspedal ganz durchgetreten) wird über einen Absolutdruckschalter (ganz früh), einen Volllastübergang im Saugrohrdruckfühler oder über einen Volllastkontakt im Drosselklappenschalter (spät) erkannt und dabei das Gemisch angefettet. Ganz frühe Modelle hatten zur Volllasterkennung einen Absolutdruckschalter, der aber in großen Höhen nicht ansprechen konnte. Die D-Jetronic ist relativ unempfindlich gegen ein wenig Falschluft, denn sie erkennt selbstständig den Unterdruck im Ansaugrohr, anders als z.B. die K-Jetronic. Massive Falschluft ist aber auch hier tödlich.

2.6 Kaltlauf

Über die Motortemperatur kann das Steuergerät das Gemisch anfetten und bei manchen Steuergeräten auch das Kaltstartventil ansteuern. Meistens wird das Kaltstartventil aber von einer separaten Elektrik mit einem Thermozeitschalter (oben im Bild ist der Kühlmitteltemperaturanzeige-Sensor statt des Thermozeitschalters abgebildet, ich hatte gerade keinen zur Hand) angesteuert, der bis zu 20 Sekunden lang beim Starten des kalten Motors zusätzliches Benzin einspritzt, um so das Kondensieren des Benzins an den kalten Ansaugkanälen auszugleichen. Zusätzlich wird im Kaltlauf die Drehzahl über einen Zusatzluftschieber erhöht. Dieser erhöht die Leerlaufdrehzahl beim kalten Motor auf bis zu 1200 / min, damit der Motor runder läuft. Es ist also wie zusätzliches Gasgeben und beeinflusst das Gemisch nicht. Das Steuergerät erkennt die erhöhte Drehzahl und stellt das Gemisch entsprechend ein. Zusätzlich fettet das Steuergerät das Gemisch im Kaltlauf je nach Motortemperatur an. Das können bis zu 3-fach längere Einspritzimpulse sein.

2.7 Leerlauf-CO

Das Leerlauf-CO kann bei den meisten Steuergeräten (ganz frühe hatten das noch nicht, selbst MB hatte das beim ganz frühen 250CE Steuergerät 0 280 001 002 noch nicht) über ein Poti am Steuergerät eingestellt werden. Das ist keine Regelung! Es funktioniert nur, wenn der Leerlaufkontakt im Drosselklappenschalter geschlossen ist. Man kann hier Werte von etwa 1% bis 6% einstellen. Mit der schnellen Verstellung am Steuergerät aus kann man jeden TÜV bei der Abgasuntersuchung verblüffen.

2.8 Schubabschaltung

Viele Steuergeräte haben auch eine Schubabschaltung. Ganz frühe VW und späte Opel Steuergeräte haben diese nicht. Wenn der Motor bei geschlossenem Leerlaufkontakt zu hoch dreht, werden die Einspritzventile abgeschaltet, bis er wieder unter einer Schwelle von ca. 800/min dreht. Der genaue Wert ist sowohl motorspezifisch als auch von der Motortemperatur abhängig. Im Kaltlauf ist der Wert höher. Diese Schubabschaltung verursacht bei zu hohem Leerlauf (z.B. durch defekten Zusatzluftschieber) das bekannte Sägen des Motors: Der Motor dreht erst hoch, dann greift die Schubabschaltung ein und schaltet die Einspritzventile ab. Die Drehzahl bricht so zusammen und kommt unter die untere Schwelle. Dort gibt das Steuergerät die Einspritzventile wieder frei und schwups fängt das Hochdrehen von vorne an. Manche Hersteller wie z.B. Opel hatten Probleme mit dem Übergang von Schubabschaltung zum Wiedereinspritzen oder fürchteten, dass die Zylinderwände ohne Benzin nicht gekühlt würden und haben die Schubabschaltung deshalb bewusst weggelassen.

2.9 Motorkabelbaum

Der Motorkabebaum verbindet die Sensoren und die Einspritzventile mit dem Steuergerät. Er darf aus EMV-Gründen nicht in der Nähe von Zündkabeln verlegt werden. Er ist immer spezifisch für die Kombination aus jeweiligem Motor und Fahrzeugmodell, da selbst bei gleichem Motor je nach Fahrzeug die Position von Steuergerät und Saugrohrdruckfühler im Motorraum unterschiedlich ist. Er wird nach 40 Jahren gerne brüchig und erzeugt dann intermittierende Probleme durch schlechte Masseverbindungen oder Kriechströme. Diese Probleme sind häufiger als defekte Steuergeräte oder Saugrohrdruckfühler.

2.10 Diagnose

Es gibt zwar bei manchen D-Jetronic Fahrzeugen (z.B. MB ab 74) einen Diagnosestecker. Der gibt aber den heutigen "Mechanikern" keine Hilfe. Die D-Jetronic hat weder eine Selbstdiagnose noch erkennt sie fehlende, defekte oder falsch angeschlossene Komponenten. Alles, was die Sensoren liefern, wird analog verarbeitet und daraus der entsprechende Einspritzimpuls erzeugt. Das kann auch ein unendlicher Widerstand eines fehlenden Motortemperatur-Sensors oder die falschen Werte eines Volkswagen-Saugrohrdruckfühlers im Renault sein. Diagnose geht also immer nur mit Köpfchen, deshalb ja auch die Denker-Jetronic.

Euer Dr-DJet (Volker)

Bosch D Jetronic für BMW, Citroen, Jaguar, Lancia, Mercedes-Benz, Opel, Porsche, Renault, Saab, Volkswagen (VW), Volvo