Mitte der 1980er Jahre begann die lange Herrschaft des Vergasers mit dem Aufkommen einer neuen Kraftstoffmethode zu enden. Das System der elektronischen Kraftstoffeinspritzung (EFI), das wesentlich effizienter und wirtschaftlicher als sein Vorgänger ist, fand im Fahrzeugbau breite Anwendung und setzt sich bis heute durch.

Es handelte sich um ein integriertes elektronisches System, das alle Stufen der Kraftstoffeinspritzung in den Motor maß, anpasste und präzise steuerte. Der gesamte Prozess wurde durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) optimiert, die Daten von mehreren Sensoren empfing und komplexe mathematische Berechnungen durchführte, um unter anderem unabhängig von externen Faktoren das bestmögliche Luft-/Kraftstoffgemisch aufrechtzuerhalten.

Der Grund für die rasche Popularisierung der elektronischen Einspritzung hatte mehrere Gründe:

Darüber hinaus war der alte Vergaser der Hauptkonkurrent des elektronischen Systems, was die großflächige Einführung der elektronischen Einspritzung erheblich erleichterte.

Bevor wir uns mit dem komplexen und faszinierenden elektronischen Einspritzsystem befassen, müssen wir verstehen, wie das Vergasersystem und die elektronische Einspritzung funktionieren und welche Hauptunterschiede es gibt.

Vergaser sorgen für eine dynamische Kraftstoffsteuerung, wobei eine Druckdifferenz den Kraftstofffluss zusammen mit der Drehung der Luftstrom-Steuerventile steuert. Das Verhältnis zwischen Luftstrom und Kraftstoffstrom wird im Wesentlichen mechanisch eingestellt.

Im Laufe der Jahre wurden verschiedene Methoden eingesetzt, um unterschiedliche Betriebsbedingungen in Vergasersystemen auszugleichen. Keine dieser Methoden war so effizient wie die elektronische Injektion.

Beim elektronischen Einspritzsystem entfällt der Vergaser. Die Regulierung des Luftstroms erfolgt weiterhin über eine Drosselklappe oder ein Ventil, die verbrauchte Kraftstoffmenge wird jedoch elektronisch vom System gesteuert. Das dem Motor zugeführte Verhältnis von Kraftstoff und Luft kann unabhängig voneinander reguliert werden.

Der EFI liefert das erforderliche Kraftstoff-Luft-Gemisch auf der Grundlage der von verschiedenen Sensoren bereitgestellten Informationen, einschließlich des Lufttemperatursensors, des Motortemperatursensors, des Krümmerdrucksensors, des Sauerstoffsensors, des Drehzahlsensors und des Sensors. Drosselklappenstellung.

Ein elektronisches Steuergerät (ECU) führt die notwendigen Berechnungen durch, um sowohl die Kraftstoffversorgung als auch das Zündsystem zu optimieren. EFI ermöglicht die kontinuierliche Anpassung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses an die Betriebsbedingungen (Höhe und Temperatur) und die Motoranforderungen (Drosselklappenöffnung, Kaltstart, Heißstart usw.).

Motoren mit elektronischer Einspritzung bieten im Allgemeinen eine höhere Leistung und ein höheres Drehmoment als eine Vergaserversion derselben. Bei Vergasern ist es schwierig, Leistung/Drehmoment über die verschiedenen Drehzahlbereiche hinweg zu optimieren, wohingegen EFI-Systeme in der Lage sind, sich über alle Betriebszyklen hinweg anzupassen.

Darüber hinaus kann die elektronische Einspritzung gleichzeitig andere Faktoren ausgleichen, um eine optimale Leistung aufrechtzuerhalten. Normalerweise erzeugen Einspritzmotoren etwa 5% bis 10% mehr Energie als ihre Vergaserversion.

Wenn das Herzstück eines Autos sein Motor ist, können wir sagen, dass sein Gehirn das Motorsteuergerät (ECU) ist. Das Steuergerät optimiert die Motorleistung, indem es Entscheidungen auf der Grundlage von Daten trifft, die von den Sensoren des elektronischen Einspritzsystems gesammelt werden. Diese Zentraleinheit ist für die Ausführung von vier grundlegenden Funktionen für den Betrieb des Fahrzeugs verantwortlich:

Bevor wir im Detail darauf eingehen, wie das Steuergerät seine Aufgaben erfüllt, wollen wir uns den Weg ansehen, den ein Tropfen Benzin nimmt, der in Ihr Auto gegeben wird. Im Tank wird Kraftstoff von einer Elektropumpe angesaugt. Dieses Gerät leitet Benzin durch starre Kraftstoffleitungen zum Verteilerrohr.

Ein Unterdruckregler am Ende des Verteilerrohrs sorgt dafür, dass der Kraftstoffdruck im Rohr im Verhältnis zum Eingangsdruck konstant bleibt und leitet den Überschuss zurück zum Tank. Unmittelbar mit allen Verteilern verbunden sind die Einspritzventile, die geschlossen bleiben, bis das Steuergerät entscheidet, Kraftstoff zu den Zylindern zu leiten.

Typischerweise verfügen Einspritzventile über zwei Anschlüsse. Einer ist über ein Aktivierungsrelais mit der Batterie verbunden und der andere ist mit dem Steuergerät verbunden. Wenn das Steuergerät beschließt, Kraftstoff in die Brennkammer zu leiten, sendet es einen elektrischen Impuls an den Einspritzer, der den Stromkreis schließt und den Stromfluss zum Magnetventil ermöglicht.

Der Magnet an der Oberseite des Kolbens wird durch das Magnetfeld angezogen, das durch den Strom im Magnetventil erzeugt wird, wodurch sich das Ventil öffnet. Sobald im Verteiler hoher Druck herrscht, wird durch Öffnen des Ventils Kraftstoff mit hoher Geschwindigkeit durch die Sprühspitze des Einspritzventils geleitet. Die Zeit, in der das Ventil geöffnet ist, und damit die zum Zylinder geleitete Kraftstoffmenge, hängt von der Breite des vom Steuergerät gesendeten Impulses ab.

Wenn Sie das Gaspedal betätigen, sendet der Drosselklappensensor ein Signal an das Steuergerät. Der Saugrohrdrucksensor ermittelt, wie viel Luft in das Ansaugrohr gelangt und gibt diese Information ebenfalls an das Steuergerät weiter. Anhand dieser Informationen entscheidet das Steuergerät, wie viel Kraftstoff in die Zylinder eingespritzt werden muss, um das stöchiometrische Gemisch aufrechtzuerhalten.

Mithilfe der Überprüfung der Drosselklappenposition misst der Computer kontinuierlich die in das System eingelassene Luftmenge, um den an die Einspritzventile gesendeten elektrischen Impuls anzupassen und sicherzustellen, dass die richtige Kraftstoffmenge zugeführt wird.

Darüber hinaus ermittelt das Steuergerät mithilfe des Sauerstoffsensors, wie viel Sauerstoff im Abgas vorhanden ist. Der Sauerstoffgehalt in den Abgasen gibt einen Hinweis darauf, wie gut das Gemisch verbrennt. Zwischen den Sensoren für Drosselklappenstellung, Krümmerdruck und Sauerstoffmesser passt der Computer den Impuls, den er an die Einspritzventile überträgt, genau an.

Um einwandfrei zu funktionieren, muss der für die Zündkerzen bestimmte elektrische Strom an sehr genauen Punkten im Betriebszyklus des Motors zugeführt werden. Der durch die Zündkerze erzeugte Funke wird in Abhängigkeit von der Position des Kolbens optimiert. Dadurch kann der Motor den expandierenden Gasen, die bei der Verbrennung entstehen, ein Maximum an Arbeit entziehen.

Basierend auf den Daten des Zylinderpositionssensors, auch Rotationssensor genannt, und der anderen oben genannten Sensoren bestimmt das Steuergerät, wann die Spule und damit die Zündkerzen ausgelöst werden müssen. Das Steuergerät empfängt kontinuierlich Informationen vom Drehzahlsensor und nutzt diese zur Optimierung der Zündung.

Es handelt sich um ein sehr komplexes System, bei dem viele Komponenten zusammenarbeiten. Aus diesem Grund haben wir ein kleines vereinfachtes Diagramm mit allen Systemmitgliedern und ihren jeweiligen Positionen im Betriebszyklus mitgebracht.

Trotz ihrer Komplexität und Genialität sind elektronische Kraftstoffeinspritzsysteme von Natur aus zuverlässiger als solche mit Vergaser. Dies liegt an seiner Fähigkeit, während des gesamten Betriebszyklus optimale Luft-Kraftstoff-Verhältnisse aufrechtzuerhalten. Unerwartetes Abwürgen des Motors, übermäßig abgenutzte Zündkerzen und andere Probleme, die mit unverhältnismäßigen Mischungen einhergehen, werden beseitigt.

Vergaser sind tendenziell wartungsintensiver und erfordern ständige Anpassungen. Motoren, die mit einem elektronischen Kraftstoffeinspritzsystem ausgestattet sind, bleiben stets perfekt abgestimmt. Dies verbessert nicht nur die Zuverlässigkeit, sondern reduziert auch den Umfang der routinemäßigen Wartung, die für eine zufriedenstellende Leistung erforderlich ist.