Was ist eine Düse: Gerät, Reinigung und Kontrolle

Automobilmotor-Injektoren sind eines der Hauptelemente des Einspritz- und Dieselmotor-Antriebssystems. Während des Betriebs verstopfen die Düsen, fließen, fallen aus. Lesen Sie weiter für weitere Details.

Was ist eine Düse?

Die Düse ist ein integraler Bestandteil des Motorkraftstoffsystems, das den Zylindern zu einem bestimmten Zeitpunkt in einer bestimmten Menge Kraftstoff zuführt. Kraftstoffinjektoren werden in Diesel-, Injektor- sowie Mono-Injektor-Aggregaten verwendet. Bis heute gibt es mehrere Arten von Düsen, die sich grundlegend voneinander unterscheiden. 

Lage und Funktionsweise

Je nach Art des Kraftstoffsystems kann sich die Düse an mehreren Stellen befinden, nämlich:

• Die Zentraleinspritzung ist ein Monoinjektor, was bedeutet, dass im Kraftstoffsystem nur eine Düse verwendet wird, die am Ansaugkrümmer direkt vor der Drosselklappe montiert ist. Es ist ein Zwischenglied zwischen einem Vergaser und einem vollwertigen Injektor;
• verteilte Einspritzung - Injektor. Die Düse wird im Ansaugkrümmer installiert und mit Luft vermischt, die in den Zylinder eintritt. Es zeichnet sich durch einen stabilen Betrieb aus, da der Kraftstoff das Einlassventil wäscht und weniger anfällig für Kohlenstoffverschmutzung ist.
• Direkteinspritzung - Düsen werden direkt im Zylinderkopf montiert. Zuvor wurde das System nur bei Dieselmotoren eingesetzt, und in den 90er Jahren des letzten Jahrhunderts begannen Autoingenieure, die Direkteinspritzung an einem Injektor mit einer Hochdruckkraftstoffpumpe (Hochdruckkraftstoffpumpe) zu testen, was eine Steigerung ermöglichte Leistung und Effizienz im Verhältnis zur verteilten Einspritzung. Heute ist die Direkteinspritzung weit verbreitet, insbesondere bei aufgeladenen Motoren.

Zweck und Art der Düsen

Die Düse ist ein Teil, der Kraftstoff in die Brennkammer einspritzt. Strukturell handelt es sich um ein elektromagnetisches Ventil, das von einem elektronischen Motorsteuergerät gesteuert wird. Die ECU-Kraftstoffkarte enthält die Werte, abhängig vom Grad der Motorlast, der Öffnungszeit, dem Zeitpunkt, zu dem die Düsennadel offen bleibt, und der eingespritzten Kraftstoffmenge. 

Mechanische Düsen

Mechanische Injektoren wurden ausschließlich bei Dieselmotoren eingesetzt, mit ihnen begann die Ära des klassischen Diesel-Verbrennungsmotors. Der Aufbau einer solchen Düse ist ebenso einfach wie das Funktionsprinzip: Bei Erreichen eines bestimmten Drucks öffnet sich die Nadel.

Vom Kraftstofftank zur Hochdruckkraftstoffpumpe kommt "Dieselkraftstoff". In der Kraftstoffpumpe wird Druck aufgepumpt und Dieselkraftstoff entlang der Leitung verteilt, wonach ein Teil des unter Druck stehenden „Diesels“ durch die Düse in die Brennkammer gelangt, nachdem der Druck auf die Sprühnadel abgenommen hat und sich schließt. 

Die konstruktive Lösung der Düse ist banal einfach: ein Körper, in dem eine Nadel mit einem Sprühgerät montiert ist, zwei Federn.

Magnetdüsen

Solche Düsen werden seit über 30 Jahren in Einspritzmotoren eingesetzt. Abhängig von der Modifikation wird der Kraftstoff punktweise eingespritzt oder entlang des Zylinders verteilt. Das Design ist ganz einfach:

• ein Gehäuse mit einem Verbinder zum Anschließen an einen Stromkreis;
• Ventilanregungswicklung;
• Elektromagnetanker;
• Verriegelungsfeder;
• Nadel, mit Sprühgerät und Düse;
• Siegelring;
• Filternetz.

Funktionsprinzip: Die Motor-ECU sendet Spannung an die Feldspule und bildet ein elektromagnetisches Feld, das auf die Nadel wirkt. In diesem Moment wird die Federkraft geschwächt, der Anker wird zurückgezogen, die Nadel steigt an, um die Düse freizugeben. Das Steuerventil öffnet sich und Kraftstoff tritt unter einem bestimmten Druck in den Motor ein. Der Computer stellt die Öffnungszeit, die Zeit, zu der das Ventil geöffnet bleibt, und den Moment ein, in dem die Nadel einrastet. Dieser Vorgang wiederholt alle Arbeiten des Verbrennungsmotors, mindestens 200 Zyklen treten in einer Minute auf.

Elektrohydraulische Düsen

Die Verwendung solcher Düsen erfolgt in Dieselmotoren mit einem klassischen System (TNVD) und Common Rail. Die elektrohydraulische Düse besteht aus folgenden Komponenten:

• Düse mit einer Verriegelungsnadel;
• Feder mit Kolben;
• Steuerkammer mit Ansauggas;
• Drossel ablassen;
• Feldwicklung mit Stecker;
• Kraftstoffversorgungsarmatur;
• Abflusskanal (Rücklauf).

Funktionsschema: Der Düsenzyklus beginnt mit einem geschlossenen Ventil. In der Steuerkammer befindet sich ein Kolben, der vom Kraftstoffdruck beeinflusst wird, während die Verriegelungsnadel fest auf dem Sattel sitzt. Der Computer versorgt die Feldwicklung mit Spannung und die Düse wird mit Kraftstoff versorgt. 

Piezoelektrische Düsen

Es wird ausschließlich bei Dieselmotoren eingesetzt. Heute ist das Design am fortschrittlichsten, da die Piezodüse die genaueste Dosierung, den genauesten Sprühwinkel, die schnellste Reaktion sowie das mehrfache Sprühen in einem Zyklus bietet. Die Düse besteht aus den gleichen Teilen wie die Elektrohydraulik, hat aber zusätzlich zusätzlich folgende Elemente:

• piezoelektrisches Element;
• zwei Kolben (Schaltventil mit Feder und Drücker);
• Ventil;
• Drosselklappe.

Das Funktionsprinzip wird durch Ändern der Länge des piezoelektrischen Elements beim Anlegen einer Spannung an dieses ausgeführt. Wenn ein Impuls angelegt wird, wirkt das piezoelektrische Element, das die Länge ändert, auf den Kolbenkolben, das Schaltventil wird eingeschaltet und der Kraftstoff wird dem Abfluss zugeführt. Die Menge des eingespritzten Dieselkraftstoffs wird durch die Dauer der Spannungsversorgung vom Computer bestimmt.

Probleme und Fehlfunktionen von Motoreinspritzdüsen        

Damit der Motor stabil arbeitet und mit der Zeit nicht mehr Benzin mit sich verschlechternder Dynamik aufnimmt, muss der Zerstäuber regelmäßig gereinigt werden. Viele Experten empfehlen, ein solches vorbeugendes Verfahren nach 20-30 Kilometern durchzuführen. Allerdings wird diese Regelung stark von der Anzahl der Betriebsstunden und der Qualität des verwendeten Kraftstoffs beeinflusst.

In einem Auto, das oft in städtischen Gebieten eingesetzt wird, auf Toffee fährt und überall tankt, müssen die Düsen häufiger gereinigt werden - nach etwa 15 Kilometern.

Unabhängig von der Art der Düse ist die schmerzhafteste Stelle die Bildung von Plaque auf der Innenseite des Teils. Dies passiert häufig, wenn minderwertiger Kraftstoff verwendet wird. Aufgrund dieser Plakette verteilt der Einspritzdüsenzerstäuber den Kraftstoff nicht mehr gleichmäßig im Zylinder. Manchmal kommt es vor, dass der Kraftstoff einfach spritzt. Aus diesem Grund vermischt es sich nicht gut mit Luft.

Infolgedessen verbrennt eine große Menge Kraftstoff nicht, sondern wird in das Abgassystem geschleudert. Da das Luft-Kraftstoff-Gemisch bei der Verbrennung nicht genügend Energie freisetzt, verliert der Motor an Dynamik. Aus diesem Grund muss der Fahrer stärker auf das Gaspedal treten, was zu einem überhöhten Kraftstoffverbrauch führt und die Dynamik des Transports weiter abnimmt.

Hier sind einige Anzeichen, die auf Injektorprobleme hinweisen könnten:

1. Schwerer Start des Motors;
2. Der Kraftstoffverbrauch hat zugenommen;
3. Verlust der Dynamik;
4. Die Abgasanlage stößt schwarzen Rauch aus und riecht nach unverbranntem Kraftstoff;
5. Schwebender oder instabiler Leerlauf (in einigen Fällen geht der Motor bei XX vollständig aus).

Ursachen verstopfter Düsen

Die Hauptursachen für verstopfte Einspritzdüsen sind:

• Schlechte Kraftstoffqualität (hoher Schwefelgehalt);
• Zerstörung der Innenwände des Teils durch Korrosion;
• Natürlicher Verschleiß des Teils;
• Vorzeitiger Austausch des Kraftstofffilters (aufgrund eines verstopften Filterelements kann im System ein Vakuum entstehen, das das Element bricht und der Kraftstoff verschmutzt zu fließen beginnt);
• Verstöße bei der Installation der Düse;
• Überhitzen;
• Feuchtigkeit ist in die Düse eingedrungen (dies kann bei Dieselmotoren passieren, wenn der Autobesitzer kein Kondensat aus dem Kraftstofffiltersumpf entfernt).

Besondere Aufmerksamkeit verdient das Problem des minderwertigen Kraftstoffs. Entgegen der landläufigen Meinung, dass kleine Sandkörner die Einspritzdüse im Benzin verstopfen können, passiert dies äußerst selten. Der Grund dafür ist, dass der gesamte Schmutz, auch die kleinsten Fraktionen, im Kraftstoffsystem sorgfältig gefiltert werden, während der Kraftstoff der Düse zugeführt wird.

Grundsätzlich ist die Düse mit Sedimenten aus der schweren Benzinfraktion verstopft. Meistens bildet es sich in der Düse, nachdem der Fahrer den Motor abgestellt hat. Während der Motor läuft, wird der Zylinderblock durch das Kühlsystem gekühlt, und die Düse selbst wird durch das Ansaugen von kühlem Kraftstoff gekühlt.

Wenn der Motor aufhört zu arbeiten, hört bei den meisten Automodellen das Kühlmittel auf zu zirkulieren (die Pumpe ist durch den Zahnriemen fest mit der Kurbelwelle verbunden). Aus diesem Grund bleibt in den Zylindern einige Zeit eine hohe Temperatur, die jedoch gleichzeitig die Zündschwelle von Benzin nicht erreicht.

Bei laufendem Motor werden alle Benzinfraktionen vollständig verbrannt. Aber wenn es aufhört zu arbeiten, lösen sich kleine Fraktionen aufgrund der hohen Temperatur auf. Aber schwere Benzin- oder Dieselfraktionen können sich wegen zu geringer Temperatur nicht auflösen und bleiben an den Wänden der Düse hängen.

Obwohl diese Platte nicht dick ist, reicht sie aus, um den Querschnitt des Ventils in der Düse zu ändern. Es kann sein, dass es mit der Zeit nicht richtig schließt, und wenn es sich löst, können einige Partikel in den Zerstäuber gelangen und das Sprühmuster verändern.

Schwere Fraktionen von Benzin werden oft gebildet, wenn bestimmte Additive verwendet werden, zum Beispiel solche, die seine Oktanzahl erhöhen. Dies kann auch passieren, wenn die Regeln für den Transport oder die Lagerung von Kraftstoff in großen Tanks verletzt werden.

Natürlich tritt das Verstopfen der Kraftstoffeinspritzdüsen langsam auf, was es für den Fahrer schwierig macht, eine leichte Zunahme der Völlerei des Motors oder eine Abnahme der Fahrzeugdynamik zu bemerken. Viel häufiger äußert sich das Problem mit Einspritzdüsen stark bei instabilen Motordrehzahlen oder schwierigen Starts des Geräts. Aber diese Zeichen sind auch charakteristisch für andere Fehlfunktionen im Auto.

Aber bevor Sie mit der Reinigung der Einspritzdüsen beginnen, muss der Autobesitzer sicherstellen, dass die schlechte Leistung des Motors nicht mit anderen Systemen zusammenhängt, wie z. B. Fehlfunktionen in der Zündung oder im Kraftstoffsystem. Die Düsen sollten erst nach Überprüfung der anderen Systeme beachtet werden, deren Ausfälle ähnliche Symptome wie eine verstopfte Einspritzdüse aufweisen.

So reinigen Sie Düsen

Während des Betriebs verstopfen die Kraftstoffdüsen. Dies ist auf Kraftstoff von schlechter Qualität sowie auf den vorzeitigen Austausch des Kraftstofffilters durch feine und grobe Reinigung zurückzuführen. Infolgedessen nimmt die Leistung der Düse ab, was mit einem Temperaturanstieg in der Brennkammer verbunden ist, was bedeutet, dass sich der Kolben bald abnutzt. 

Es ist am einfachsten, die Düsen der verteilten Einspritzung zu spülen, da sie für eine qualitativ hochwertige Reinigung am Ständer leichter zu zerlegen sind, während der Durchsatz und der Sprühwinkel ausgeglichen werden können. 

Reinigung mit einem Reinigungsmittel vom Typ Wynns auf einem Ständer. Die Düsen werden auf dem Ständer installiert, eine Flüssigkeit von mindestens 0.5 Litern wird in den Tank gegossen, die Düse jeder Düse wird in durch ml geteilte Kolben getaucht, wodurch Sie die Leistung der Düsen steuern können. Die Reinigung dauert durchschnittlich 30-45 Minuten. Danach wechseln die O-Ringe an den Düsen und sie werden an ihrer Stelle installiert. Die Häufigkeit der Reinigung hängt von der Qualität des Kraftstoffs und der Austauschreichweite des Kraftstofffilters ab, durchschnittlich alle 50 km. 

Flüssigkeitsreinigung ohne Demontage. Ein Flüssigkeitssystem ist an den Kraftstoffverteiler angeschlossen. Der Schlauch, über den die Reinigungsflüssigkeit zugeführt wird, ist mit dem Kraftstoffverteiler verbunden. Das Gemisch wird unter einem Druck von 3-6 Atmosphären zugeführt, der Motor läuft ca. 30 Minuten darauf. Das Verfahren ist auch effektiv, es gibt jedoch keine Möglichkeit, den Sprühwinkel und die Leistung einzustellen. 

Reinigung mit einem Kraftstoffzusatz. Das Verfahren wird oft kritisiert, da die Wirksamkeit der Beimischung des Waschmittels zum Kraftstoff fraglich ist. Tatsächlich funktioniert das, wenn die Düsen noch nicht verstopft sind, als vorbeugende Maßnahme – ein hervorragendes Hilfsmittel. Zusammen mit den Düsen wird die Kraftstoffpumpe gereinigt, kleine Partikel werden durch die Kraftstoffleitung gedrückt. 

Ultraschallreinigung. Die Methode funktioniert nur beim Entfernen von Düsen. Der Spezialständer ist mit einem Ultraschallgerät ausgestattet, dessen Wirksamkeit nachgewiesen wurde. Nach der Reinigung werden Teerablagerungen entfernt, die keine Waschflüssigkeit abwaschen kann. Die Hauptsache ist, nicht zu vergessen, das Filternetz zu wechseln, wenn Ihre Düsen Diesel oder Einspritzung mit Direkteinspritzung sind. 

Denken Sie daran, dass es nach dem Reinigen der Düsen ratsam ist, den Kraftstofffilter sowie den an der Benzinpumpe installierten Grobfilter auszutauschen. 

Ultraschall-Düsenreinigung

Diese Methode ist die komplexeste und wird in den am meisten vernachlässigten Fällen verwendet. Bei der Durchführung dieses Verfahrens werden alle Düsen vom Motor entfernt und auf einem speziellen Ständer installiert. Es prüft das Sprühbild vor der Reinigung und vergleicht das Ergebnis nach der Reinigung.

Ein solcher Ständer ahmt die Funktionsweise des Einspritzsystems eines Autos nach, aber anstelle von Benzin oder Dieselkraftstoff wird ein spezielles Reinigungsmittel durch die Düse geleitet. An dieser Stelle bildet die Spülflüssigkeit durch Ventilschwingungen in der Düse kleine Bläschen (Kavitation). Sie zerstören die im Teilkanal gebildete Plaque. Am selben Stand wird die Leistungsfähigkeit der Injektoren überprüft und festgestellt, ob eine Weiterverwendung sinnvoll ist oder ob ein Austausch der Kraftstoffinjektoren erforderlich ist.

Die Ultraschallreinigung ist zwar eine der effektivsten Methoden, aber auch die teuerste. Ein weiterer Nachteil der Ultraschallreinigung ist, dass ein Fachmann dieses Verfahren kompetent durchführt. Andernfalls wirft der Autobesitzer einfach Geld weg.

Vor- und Nachteile von Injektoren

Alle modernen Motoren sind mit einem Kraftstoffeinspritzsystem ausgestattet, da es im Vergleich zu einem Vergaser mehrere wesentliche Vorteile hat:

1. Dank besserer Zerstäubung verbrennt das Luft-Kraftstoff-Gemisch vollständig. Dies erfordert eine geringere Kraftstoffmenge und es wird mehr Energie freigesetzt als wenn der BTS durch einen Vergaser gebildet wird.
2. Bei geringerem Kraftstoffverbrauch (wenn wir identische Motoren mit Vergaser und Einspritzdüse vergleichen) ist die Leistung des Triebwerks deutlich höher.
3. Bei ordnungsgemäßem Betrieb der Einspritzdüsen startet der Motor bei allen Wetterbedingungen problemlos.
4. Es besteht keine Notwendigkeit, die Einspritzdüsen häufig zu warten.

Aber jede moderne Technologie hat mehrere schwerwiegende Nachteile:

1. Das Vorhandensein einer großen Anzahl von Teilen im Mechanismus vergrößert potenzielle Bruchzonen.
2. Kraftstoffeinspritzdüsen reagieren empfindlich auf schlechte Kraftstoffqualität.
3. Bei Ausfall oder Reinigungsbedarf ist der Austausch oder die Spülung des Injektors in vielen Fällen teuer.

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Fragen und Antworten:

Was sind Motorinjektoren? Es ist ein strukturelles Element des Fahrzeugkraftstoffsystems, das eine dosierte Kraftstoffzufuhr zum Ansaugkrümmer oder direkt zum Zylinder bereitstellt.

Welche Düsentypen gibt es? Einspritzdüsen können je nach Motortyp und elektronischem System mechanisch, elektromagnetisch, piezoelektrisch oder hydraulisch sein.

Wo sind die Düsen im Auto? Es hängt von der Art des Kraftstoffsystems ab. In einem verteilten Kraftstoffsystem sind sie im Ansaugkrümmer eingebaut. Bei der Direkteinspritzung werden sie in den Zylinderkopf eingebaut.