Der kraftstoff wird aus dem kraftstoffvorratsbehälter (tank) von der elektrischen kraftstoffpumpe angesaugt und über den vor dem tank angebrachten kraftstofffilter zum kraftstoffverteiler gefördert. Ein druckregler im kraftstoffsystem sorgt je nach motor für einen konstanten druck von 4,0 bar.

Über elektrisch angesteuerte einspritzventile wird der kraftstoff stoßweise in das ansaugrohr direkt vor die einlassventile des motors gespritzt. Das motor-steuergerät steuert die einspritzventile sequentiell, also in zündreihenfolge, an und regelt die einspritzzeit und dadurch die einspritzmenge. Hinweise zum direkteinspritzer (fsi) stehen am ende des kapitels.

Die verbrennungsluft wird vom motor über den luftfilter angesaugt und gelangt durch das drosselklappenteil sowie das ansaugrohr bis zu den einlassventilen. Geregelt wird die luftmenge durch die drosselklappe, die über einen schrittmotor vom motor-steuergerät betätigt wird.

Das motor-steuergerät befindet sich im motorraum links hinten an der spritzwand. Es handelt sich dabei um einen kleinen, sehr schnell arbeitender computer, der den optimalen zündzeitpunkt, den einspritzzeitpunkt und die einspritzmenge bestimmt.

Informationen von weiteren sensoren (fühlern und gebern) und befehle an aktoren (stellglieder) sorgen in jeder fahrsituation für einen optimalen motorbetrieb. Fallen wichtige sensoren aus, schaltet das steuergerät auf ein notlaufprogramm um, damit motorschäden vermieden werden und weitergefahren werden kann. In diesem fall ruckelt der motor und neigt beim gas geben zum absterben.

Sensoren und aktoren der einspritzanlage

• Die tankentlüftung besteht aus dem aktivkohlebehälter und einem magnetventil (regenerierventil). Im aktivkohlebehälter werden kraftstoffdämpfe gespeichert, die sich durch erwärmung des kraftstoffs im tank bilden. Bei laufendem motor werden die kraftstoffdämpfe aus dem aktivkohlebehälter abgesaugt und dem motor zur verbrennung zugeführt.
• Die geber für saugrohrdruck und ansauglufttemperatur befinden sich im selben gehäuse, welches am ansaugrohr angeschraubt ist. Beide geber übermitteln dem motor-steuergerät den aktuellen lastzustand des motors.

  Aufgrund dieser informationen erfolgt die berechnung der kraftstoff-einspritzmenge. Beim 1.4-/1,6-L-fsi-motor sitzt der geber für ansauglufttemperatur im ansaugluftkanal der oberen motorabdeckung.

• Die lambdasonde (sauerstoffsensor) dient zur regelung des katalysators. Sie misst den sauerstoffgehalt im abgasstrom und schickt entsprechende spannungssignale an das motor-steuergerät. In der regel sind 2 lambdasonden eingebaut. Über die signale der 2. LambdasondeLambdasonde, die nach dem katalysator eingeschraubt ist, wird die funktionsfähigkeit des katalysators geprüft.
• Der klopfsensor ist seitlich in den motorblock eingeschraubt.

  Er verhindert, dass schädliche, klopfende verbrennungen auftreten können. Dadurch kann der zündzeitpunkt an der klopfgrenze gehalten werden, wodurch die energie des kraftstoffes besser ausgenutzt und somit der kraftstoffverbrauch reduziert wird.

Elektrisches gaspedal

Anstelle eines herkömmlichen gaszuges befindet sich am gaspedal ein pedalwertgeber, der dem motor-steuergerät die aktuelle gaspedalstellung übermittelt. Aufgrund dieser signale regelt das steuergerät über einen elektrischen stellmotor die stellung der drosselklappe.

Im gehäuse des pedalwertgebers sitzen 2 schleifpotentiometer, die auf einer gemeinsamen welle befestigt sind. Mit jeder änderung der gaspedalstellung ändern sich auch die widerstände der schleifpotentiometer und die spannungen, die an das motor-steuergerät gesendet werden.

1. Gaspedal
2. Schleiferbahn
3. Geber 1 + 2

Bei ausfall eines gebers leuchtet die fehlerlampe für elektrische gasbetätigung und es wird ein fehler im fehlerspeicher des motor-steuergerätes abgelegt. Fallen beide geber aus, läuft der motor mit erhöhter leerlaufdrehzahl und reagiert nicht mehr auf das gaspedal.

Drosselklappen-steuereinheit

Die drosselklappe sitzt in einer zentralen steuereinheit, in der verschiedene funktionen integriert sind. Vornehmliche aufgabe der steuereinheit ist es, unter allen betriebsbedingungen und motorbelastungen durch zusatzgeräte, wie beispielsweise servolenkung oder klimakompressor, die leerlaufdrehzahl des motors zu stabilisieren.

1. Drosselklappengehäuse
2. Drosselklappenantrieb (stellglied der drosselklappe)
3. Gehäusedeckel mit integrierter elektronik
4. Drosselklappe
5. Drosselklappenpotentiometer (winkelgeber 1+2 für drosselklappenantrieb)
6. Zahnrad mit feder-rückstellsystem

Das stellglied drosselklappe besteht aus einem elektrischen stellmotor und einem zahnradsystem mit rückstellfeder.

Es reguliert die stellung der drosselklappe. Dadurch wird eine gleich bleibende leerlaufdrehzahl erreicht, unabhängig davon, ob gerade zusatzverbraucher, wie beispielsweise die servolenkung oder der klimakompressor, eingeschaltet sind.

Das drosselklappenpotentiometer befindet sich an der drosselklappenwelle und übermittelt dem steuergerät die momentane winkelstellung der drosselklappe. Ein zweites potentiometer übermittelt einen referenzwert an das steuergerät und sorgt für ein ersatzsignal beim ausfall des drosselklappenpotentiometers.

Speziell fsi-motor (benzin-direkteinspritzer)

Beim fsi-motor (fsi = fuel stratified injection = geschichtete kraftstoffeinspritzung) wird der kraftstoff nicht in das ansaugrohr, sondern direkt in den zylinder eingespritzt.

Während konventionelle ottomotoren auf ein homogenes kraftstoff-/luft-gemisch angewiesen sind, können motoren mit benzin-direkteinspritzung im teillastbereich durch gezielte ladungsschichtung mit hohem luftüberschuss betrieben werden. Dadurch verringert sich im teillastbereich (bis etwa 70 km/h) der benzinverbrauch. Das fuel-stratified-injection- verfahren, kurz fsi genannt, realisiert also zwei wesentliche betriebsarten: den schichtladungsbetrieb im teillastbereich und den homogen-betrieb im volllastbereich. Um die fsitechnik realisieren zu können, ist ein aufwändiges elektronisches motormanagement erforderlich. Außerdem ist der aufwand bei der motormechanik gegenüber dem konventionellen ottomotor wesentlich höher.

So ist beispielsweise der ansaugkanal zweiflutig. Im schichtladungsbetrieb schließt die saugrohrklappe den unteren ansaugkanal, damit die angesaugte luftmasse über den oberen ansaugkanal beschleunigt wird und walzenförmig in den zylinder einströmen kann. Zusätzlich wird die strömung durch eine mulde im kolben verstärkt. Kurz vor dem zündzeitpunkt wird im verdichtungstakt unter hohem druck (40 - 120 bar) der kraftstoff direkt in den brennraum eingespritzt.

Das kraftstoffsystem besteht aus einem niederdruck- und einem hochdruckteil. Im niederdrucksystem wird der kraftstoff von einer elektrischen kraftstoffpumpe mit circa 4 bar (max.

6 Bar bei heiß- und kaltstart) über den kraftstofffilter zur hochdruckpumpe gefördert. Im hochdrucksystem strömt der kraftstoff mit 40 -120 bar aus der hochdruckpumpe in das kraftstoffverteilerrohr (common-rail) und wird dort auf die vier hochdruck-magnet-einspritzventile verteilt.

Da im schichtladebetrieb bei der verbrennung durch den luftüberschuss die stickoxide (nox) kräftig ansteigen, ist neben dem 3-wege-katalysator ein zusätzlicher nox-speicherkatalysator erforderlich. Der nox-katalysator entspricht vom aufbau her dem drei-wege-katalysator. Die oberfläche ist jedoch zusätzlich mit bariumoxid versehen, so dass stickoxide bei temperaturen zwischen 250 und 500 c durch nitratbildung zwischen gespeichert werden können. Die speicherkapazität ist jedoch begrenzt, so dass kurz vor der sättigungsgrenze vom schichtladebetrieb auf homogenbetrieb umgeschaltet wird, um den katalysator frei zu brennen.