GARAGISTA

Richtig Gas geben …

Die Kraftstoffversorgung und die K-Jetronic

Wir haben uns ja mittlerweile daran gewöhnt, dass beim Ferrari 400 alles mehr ist, als bei so manch anderem Auto. Dies ist auch bei der Kraftstoffversorgung natürlich so:

2x Tank

1x Catchtank

2x Vorfilter

4x Benzinleitung (je 2x Vor/Rück)

2x Benzinpumpe

2x Druckspeicher

2x Filter

2x K-Jetronic (6er)

Schauen wir zunächst auf die notwendigen Arbeiten außerhalb der eigentlichen K-Jetronic. Leider sah das Kraftstoffsystem unter dem Wagen recht armselig aus. Es waren unterschiedliche Pumpen verbaut, die Leitungen waren angerostet, ein Druckschlauch war undicht und die einfachen Benzinschläuche vergammelt. Bei einem Druckspeicher war wohl die Membrane defekt und daher wurde einfach die Entlüftungsöffnung zugeklemmt –

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Druckspeicher mit defekter Membrane. Die Entlüftungsöffnung wurde einfach mit Schlauch und Schraube als Stopfen verschlossen.

kaum zu glauben.

Die Vorfilter sind spröde und die Filternetze bereits eingerissen. Lediglich die Tanks sind in Ordnung – glücklicherweise beim Ferrari ja aus Aluminium gefertigt. Im Ergebnis heisst dies aber: Es muss fast alles erneuert werden.

Die Arbeiten sind recht einfach und problemlos durchzuführen. Der Einfüllstutzen wird glasperlgestrahlt, die Tanks werden ausgebaut und gründlich gereinigt, die Benzinschläuche werden ersetzt. Die Vorfilter werden mit Hilfe eines Messingdrahtnetzes wieder instandgesetzt.

 

Für die Benzinleitungen zwischen der Tankanlage und den Benzinpumpen haben wir uns für einen Schlauch mit Schutzummantelung aus Edelstahldrahtgeflecht entschieden – sicher ist sicher.

Die beiden Benzinpumpenpakete wurden demontiert, die Halterungen neu gelb verzinkt, die Schwingungsdämpfer erneuert, die Benzinpumpen ersetzt (6,5 bar), die Massekabel der Benzinpumpen neu angefertigt, zwei neue Druckspeicher und zwei neue Filter eingebaut. Die beiden Druckschläuche mussten angefertigt werden.

 

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Vorbereitet für die Galvanik

 

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Einzelteile eines Benzinpumpenpakets – fertig für die Montage

 

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Hauptbenzinschläche sind beim 400er recht „offen“ verlegt; nun mit Drahtgeflecht jedoch besser vor Beschädigung geschützt

 

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Blick auf die beiden erneuerten Benzinpumpenpakete des Ferrari 400i

 

Da die Benzinleitungen angerostet waren, haben wir die Leitungen auch ausgebaut, gereinigt und gelb verzinkt. Dies hat gut geklappt – trotz der beachtlichen Länge. Damit war die Kraftstoffversorgung bis zur K-Jetronic schon wieder wie neu.

 

Die K-Jetronic des Ferrari 400i

Die K-Jetronic besteht beim Ferrari 400i aus folgenden Hauptbestandteilen:

  • Benzinpumpe
  • Benzindruckregler
  • Mengenteiler
  • Einspritzventile
  • Kaltstartventil
  • Warmlaufregler
  • Luftmengenmesser und Stauscheibe
  • Zusatzluftschieber

Die Einspritzventile haben wir erneuert, hier war noch die „schwarze Serie“ verbaut. Aufgrund der neuen Ventile haben wir vorausgesetzt, dass wir diese nicht prüfen müssen. Die übrigen Bestandteile mussten wir prüfen bzw. einstellen.

Prüf- und Einstellarbeiten an der K-Jetronic des Ferrari 400i

Unsere Checkliste für die Prüfung und Einstellung der K-Jetronic ist wie folgt aufgebaut:

  1. Widerstandsmessung Zusatzluftschieber
  2. Funktion Zusatzluftschieber
  3. Funktionstest Kaltstartventil
  4. Prüfung Leckrate/Dichtigkeit Kaltstartventil
  5. Fördermenge der Benzinpumpe
  6. Steuerdruck Kalt
  7. Steuerdruck Warm ohne Unterdruck
  8. Steuerdruck Warm mit Unterdruck (510-550 mbar)
  9. Systemdruck
  10. Fördermenge „Volllast“
  11. Fördermenge „Leerlauf“
  12. Leerlaufdrehzahl
  13. Lambda-Wert Leerlauf
  14. Lambda-Wert bei _______ U/min.
  15. Krümmertemperatur

 

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Checkliste mit Einstellwerten

Manche Punkte sind einfach und rasch zu messen. Beispielsweise die Widerstandsmessung und Funktionsprüfung des Zusatzluftschiebers oder die Prüfung des Kaltstartventils oder die Bestimmung der Fördermenge der einzelnen Pumpen. Interessant wird aber dann die Prüfung und Einstellung von Steuerdruck, Systemdruck und Einspritzmengen. Dies wollen wir für jeden, der hier eine Anleitung benötigt, gerne im Detail beschreiben.

Prüfung und Einstellung des Systemdrucks

Der Systemdruckregler befindet sich im Mengenteiler. Oft verliert die kleine Druckfeder ihre Spannkraft daher ist oft der Druck unterhalb des Sollwertes von 5,0 bis 5,5 bar. Auch wir konnten nur einen Druck von 4,9 bar messen. Das ist zu wenig.

 

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Messung des Systemdrucks. Hierfür wird der Schlauch zwischen Mengenteiler und Warmlaufregler durch ein Messgerät ersetzt. Mit Hilfe eines kalibrierten Manometers wird der Systemduck am Mengenteiler gemessen. Hierfür muss die Verbindung zur Warmlaufregler unterbrochen sein (hier: geschlossener Hahn des Messgerätes).

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Systemdruckregler können zur Einstellung am Mengenteiler herausgeschraubt werden

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Systemdruckregler der K-Jetronic

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„Einstellscheibe“ für den Systemdruck ist DIN-Ware (5,4mm; U-Scheibe für M5)

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Nachdem die Systemdruckregler durch das Hinzufügen von jeweils einer 1 mm dicken U-Scheibe justiert wurden, steigt der Druck auf den Sollwert von 5,4 bar. So soll es sein.

Die Einstellung erfolgt nicht über eine Schraube, sondern vielmehr muss der Federdruck justiert werden. Hierfür muss der Systemdruckregler ausgebaut werden und der Federdruck wird über das Hinzufügen oder Wegnehmen von Unterlegscheiben erhöht oder reduziert. Die beiden O-Ringe können bei der Neueinstellung natürlich auch gleich erneuert werden.

 

Prüfen des Steuerdrucks der K-Jetronic

Der Steuerdruck wird vom Warmlaufregler beeinflußt. Der Warmlaufregler dient zur Anreicherung des Gemisches in der Warmlaufphase und zur Vollastanreicherung. Eine Bi-Metallfeder im Warmlaufregler wirkt auf eine Membran, welche den Steuerdruck beeinflußt. Das Bimetall wird durch die Motorwärme bzw. Gehäusewärme des Warmlaufreglers oder durch den Heizdraht als Zusatzheizung gekrümmt.

Die Temperatur des Warmlaufreglers (durch Motorwärme oder durch Der Warmlaufregler besteht aus einer Bi-Metallfeder, die durch einen Heizdraht beheizt wird. Die Bi-Metallfeder wirkt auf eine Membran, die den Durchfluss des Steuerdrucks beeinflusst und somit auch dessen Höhe. Sinkt nun der Steuerdruck durch eine weit geöffnete Membran, so kann der Steuerkolben vom Luftmengenmesser weiter angehoben werden, und die Kraftstoffmenge steigt an.

Um die Funktionsweise zu prüfen, werden daher die Systemdruckwerte für

  1. Steuerdruck Kalt
  2. Steuerdruck Warm ohne Unterdruck
  3. Steuerdruck Warm mit Unterdruck (510-550 mbar)

gemessen. Wir hatten hier mit den Warmlaufreglern offensichtlich Glück. Als Systemdruck Kalt haben wir Werte von 2,7 bar gemessen. Als Steuerdruck Warm (ohne Unterdruck) haben wir bei beiden Warmlaufreglern dann 3,1 bar gemessen.

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3,6 bar Systemdruck „Warm mit Unterdruck von 510 mbar“

Mit Unterdruck soll dann der Wert mit „Soll: 3,4 – 3,8 bar“ höher sein. Hier haben wir als Ist 3,6 und 3,8 bar gemessen. Damit sind beide Warmlaufregler mit sämtlichen Messwerten im „Soll“. Hätten wir hier eine Abweichung festgestellt, dann hätten wir die Regler von Bosch überholen bzw. austauschen lassen.

 

Prüfen und Einstellen der Einspritzmengen

Die vom Mengenteiler durch die Auslenkung der Stauscheibe freigegeben Kraftstoffmengen messen wir als Volllast (größtmögliche Auslenkung der Stauscheibe) und als Leerlauf (Minimale Auslenkung der Stauscheibe). Zuerst wird die Kraftstoffmenge für die Vollast an den sechs kleinen Druckschrauben des Mengenteilers und im Anschluß über die zentrale Leerlaufschraube die Menge für den Leerlauf eingestellt.

Um die Kraftstoffmengen abgreifen bzw. messen zu können haben wir uns einen Adapter mit Banjoaschlüssen und Schläuchen angefertigt. Gemessen wird die Menge mit handelsüblichen 100 ml (bei 30 Sekunden Messdauer), oder 200 ml (bei 60 Sekunden Messdauer) Meßzylindern.

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Schläuche mit Banjo-Anschlüssen, passend für den Ferrari Mengenteiler

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Messaufbau der Mengenteiler. Neben den Banjo-Anschlüssen sind die kleinen Einstellschrauben am Mengenteiler zu erkennen. Hier können die Kraftstoffmengen justiert werden.

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Schon ganz gut. Kraftstoffmengen nach einer typischen 30 Sekunden Messungen für „Volllast“

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Nach einigen Messungen und Justierungen sind die Kraftstoffmengen für „Volllast“ dann genau eingestellt.

Ferrari gibt für Vollast einen Soll-Wertbereich von 140-153 ml für 60 Sekunden an. Wir haben hier die Mengen für alle 12 Düsen auf die Werte 148-152 ml eingestellt. Wichtig ist hier die quasi inverse Justierung, d.h. das Hineindrehen der Schraube erhöht die Menge und das Herausdrehen der Schraube verringert die Kraftstoffmenge. Im Ergebnis liegen beide Mengenteiler mit allen Düsen sehr homogen.

Um die Leerlaufsituation zu simulieren, wird die Stauscheibe lediglich minimal ausgelenkt. Für den Leerlauf gibt Ferrari einen Sollwertbereich von 6-6,8 ml. Mit der zentralen Leerlaufschraube können nun natürlich nur noch die Mengenteiler gesamthaft justiert werden. Hier schaffen wir fast bei allen Düsen mit 6,1 bis 6,8 ml pro Minute den Sollbereich. Lediglich bei einer Düse haben wir mit 7,2 ml eine leichte Abweichung festgestellt.

Zum Abschluss der Einstellung immer prüfen, ob die Leckrate in der Ruheposition der Stauscheibe auch gleich Null ist. Ansonsten muss die Einstellung überprüft werden, oder der Mengenteiler ist hier defekt. Glücklicherweise haben wir bei unseren Mengenteilern keine Leckrate messen können.

 

Luft-Kraftstoffgemisch (Air-Fuel-Ratio; AFR) messen und einstellen

Nachdem die Einstellung der K-Jetronic und damit die Kraftstoffmengen in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Motors so gut eingestellt werden konnten, sollte doch alles prima sein. Doch wurden wir beim Ferrari Motor noch von dem Thema „Falschluft“ überrascht.

Aufgrund der Unterdrucksituation im Kurbelwellengehäuse gibt es neben dem eigentlichen Ansaugtrakt eine ganze Reihe von weiteren Falschluftquellen. Dass die Schlauchverbindungen ordentlich und dicht angebracht werden müssen, ist sicherlich ohnehin klar. Etwas schwieriger ist es schon, auf die richtige Montage der großen Luftführungen zwischen Drosselklappe und Stauscheibe zu achten. Meist bei jedem 400i wurden diese großen Gummikappen in der Vergangenheit während der Inspektionen schon falsch montiert und sind am Dichtflansch geknickt oder irgendwie sonst verpresst. Oft hilft hier nur die Suche nach einer Ersatzkappe.

Die weitere Stelle, die wir zunächst übersehen hatten, waren die großen O-Ringe zwischen Zylinderkopft und Frontkasten/Nockenwellenradabdeckung. Gemäß Montageanleitung werden die O-Ringe im oberen Bereich aufgeschnitten. Wenn hier nicht sorgsam mit Flüssigdichtung die Schnittstelle bei der Montage der Abdeckung später wieder abgedichtet wird, wird der Motor hier an diesen vier Stellen Falschluft ziehen. Grundsätzlich ist es daher beim 400i-Motor ratsam, den Ansaugbereich mit ca. 0,5 bis 1 bar Pressluft und einem Lecksuchspray auf ungewöhnliche Undichtigkeiten zu untersuchen, um mögliche Falschluftquellen finden und beseitigen zu können.

Nach so viel Einstellarbeit bei der K-Jetronic wollten wir natürlich auch das tatsächliche Resultat unserer Arbeit sehen und das Verhältnis von Luft- und Kraftstoffmenge (Air-fuel-ratio; AFR) messen. Das AFR gibt der Wert Lambda an. Bei dem chemisch optimalen Verhältnis von Luft- und Kraftstoffmenge ist Lambda gleich 1. Bei Lambda größer 1 spricht man von einem mageren Gemisch (Luftüberschuss) und bei Lambda kleiner 1 von einem fetten Gemisch (Kraftstoffüberschuss). Als Messinstrument haben wir, aus dem Kfz-Zubehör, eine Anzeige mit Bosch-Breitbandsonde LSU 4.9 verwandt.

Der Ferrari Krümmer ist mit 12 Messöffnungen ausgestattet (wenn man jeden einzelnen Zylinder messen möchte), oder man misst am Krümmerauslass die Zylindergruppen 1-3, 4-6, 7-9 und 10-12. Auf unserem Prüfstand haben wir die Gruppen gemessen und jeweils Lambda-Werte von 0,95 bis 1,00 ermittelt. So soll es sein.

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AFR gleich 1,00. Gemessen mit einer Bosch Breitbandsonde LSU 4.9 und Controller/Digitalanzeige.

Hier noch ein Tipp: Beim ersten Versuch hatten wir zunächst den maximalen Wert des Messinstruments mit 2,55 gemessen. Dies kann natürlich nicht sein, da ein Gemisch mit so hohem Luftüberschuss gar nicht mehr zündfähig gewesen wäre. Aber wo war der Fehler? Ganz einfach: Die Krümmer waren auf unserm Motorteststand zunächst nur vorläufig montiert und daher wurde an den Krümmerflanschen Umgebungsluft angesaugt, die dann das Messergebnis völlig verfälscht hat. Nach der Montage der Dichtungen waren die Messwerte dann in Ordnung.