Nach dem vielleicht etwas technisch-theoretischen 5. Teil, in dem es um die maßgeblichen Meßgrößen des Steuersystems ging, folgt in diesem Teil die Erklärung des Kaltstarts un des Warmlaufs.Nach dem vielleicht etwas technisch-theoretischen 5. Teil, in dem es um die maßgeblichen Meßgrößen des Steuersystems ging, folgt in diesem Teil die Erklärung des Kaltstarts un des Warmlaufs.
Beim Kaltstart wird während des Startvorgangs zeitlich begrenzt eine zusätzliche Menge an Kraftstoff eingespritzt, denn im kalten Betriebszustand entwickeln sich Kondensationsverluste des Kraftstoffanteils. Um nun diese Verluste auszugleichen und somit das Anspringen des kalten Motors sicherzustellen, wird beim Starten zusätzlich Sprit eingespritzt. Abhängig von der Motortemperatur wird das Einspritzen des zusätzlichen Kraftstoffs zeitlich begrenzt. Man spricht hierbei von der sog. Kaltstartanreicherung, die man auch bei Vergasern kennt (Choke). Hierbei wird das Gemisch "fetter" angereichert (Luftzahl bzw. Lambda-Wert kleiner als 1, siehe dazu auch Teil 1). Diese Anreicherung kann auf zweierlei Methoden erfolgen: Erstens durch die Startsteuerung mittels Steuergerät und Einspritzventilen (Verlängerung der Einspritzdauer) oder zweitens durch einen Thermozeitschalter und ein Kaltstartventil.
Durch Verlängerung der Einspritzdauer wird mehr Kraftstoff eingespritzt. Dazu werden im Steuergerät die Werte des Motortemperaturfühlers herangezogen. Den Aufbau und die Wirkungsweise dieses Sensors werde ich weiter unten im Zusammenhang mit dem Warmlauf beschreiben. Zum Zeitpunkt des eigentlichen Startens tritt aber aktiv das Kaltstartventil in Aktion und ist für das Anspringen des Motors das Bauteil der ersten Stunde bzw. der ersten Sekunde, denn die Verlängerung der Einspritzdauer setzt erst nach dem Anspringen ein und gehört damit eigentlich schon zum Warmlauf.
Das Kaltstartventil wird - wie die "normalen" Einspritzventile - elektromagnetisch betätigt. Der Kraftstoff wird in der Ventildüse in Rotation versetzt. Durch diese sog. Drall-Düse wird der Kraftstoff besonders fein zerstäubt und reichert die Luft im Sammelrohr hinter der Drosselklappe an. Somit gelangt bereits ein Kraftstoff-Luft-Gemisch an die Einlaßventile bevor die eigentlichen Einspritzventile Kraftstoff zuführen.
Die Spritzzeit des Kaltstartventils wird durch einen Thermozeitschalter (links) begrenzt, der die Motortemperatur (respektive die Wassertemperatur neben den Zylindern) überwacht. Er besteht aus einem elektrisch beheizten Bimetallstreifen (3) , der abhängig von seiner Temperatur einen Kontakt (1) öffnet oder schließt. Die Einschaltdauer des Kaltstartventils ist also abhängig von der Erwärmung des Thermozeitschalters durch die Motorwärme (Kühlmittelwärme), der Umgebungstemperatur und durch die im Thermozeitschalter befindliche "kleine Heizung". Diese Bimetall-Heizung (bestehend aus einer Heizwicklung (2)) hat den Zweck, die maximale Einschaltdauer des Kaltstartventils zu begrenzen, damit die Luft nicht zu stark angereichert wird und der Motor nach kurzer Zeit ersäuft. Beim Kaltstart ist also hauptsächlich für die Bemessung der Einschaltdauer des Kaltstartventils die "kleine Heizung" im Thermozeitschalter maßgeblich (schon nach einigen Sekunden wird das Kaltstartventil dadurch abgeschaltet). Bei betriebswarmem Motor wird der Thermozeitschalter durch die Motorwärme so weit geöffnet, daß ebenfalls das Kaltstartventil nicht betrieben wird. Beim Starten eines bereits warmen Motors wird daher kein zusätzlicher Kraftstoff durch das Kaltstartventil beigemengt.
Aber auch während der Warmlaufphase (die wie oben erkennbar bereits wenige Sekunden nach dem Anspringen des Motors beginnt) wird dem Motor mehr Kraftstoff zugeteilt. Hierbei spricht man dann von der Warmlaufanreicherung. Diese ist erforderlich, weil an den noch kalten Zylinderwänden weiterhin Kraftstoff kondensiert und sich dadurch die Drehzahl nach Wegfall des zusätzlichen Kraftstoffs durch das Kaltstartventil stark verringern würde.
Die Warmlaufphase unterteilt sich in zwei Stufen, wobei die erste Stufe als Nachstartanhebung bezeichnet wird und etwa 30 Sekunden dauert. Während dieser Zeit wird je nach Temperatur etwa 1/3 bis 2/3 mehr Kraftstoff eingespritzt. Nach der ersten Stufe benötigt der Motor jedoch nur noch eine geringere Anreicherung, die wiederum über die Motortemperatur geregelt wird. Die Ermittlung der Motortemperatur erfolgt über einen Temperaturfühler, der die Kühl-mitteltemperatur neben den Zylindern mißt. Der Fühler besteht aus einem sog. NTC-Widerstand, der sich in einem hohlen Bolzen befindet, der in den Kühlmittelkreislauf hereinragt. Steigt nun die Wassertemperatur, verringert sich der Widerstand und das Steuergerät verringert die Anreicherung entsprechend.
Im nächsten Teil geht es dann weiter mit der Leerlaufsteuerung, der Lastanpassung des Gemischs und der Vollast. (ud)
© by Ulrich Dickmann, 2003