Der elektronische Vergaser optimierte die Gemischbildung in Ottomotoren und sorgte für weniger Kraftstoffverbrauch sowie geringere Emissionen.
Vergaser waren zu Beginn rein mechanisch, aber mit der zunehmenden Bedeutung der Effizienz und Emissionsminderung in der Automobilindustrie der 1970er-Jahre wurde es notwendig, die Vergasertechnik weiterzuentwickeln. Der Durchbruch kam mit dem elektronischen Vergaser, der die Vorteile der Elektronik nutzte, um die Kraftstoffzufuhr präziser zu steuern. Ein bekanntes Beispiel für diese Entwicklung ist der Pierburg 2 B-E, der zum Beispiel im BMW 518 verwendet wurde und heute als eine der frühen Formen der elektronischen Vergasersteuerung gilt.
Warum wurde der elektronische Vergaser entwickelt?
Die Ziele der Automobilindustrie waren klar: Motoren sollten möglichst effizient arbeiten, wenig Kraftstoff verbrauchen, eine hohe Leistung bieten und gleichzeitig geringe Schadstoffemissionen aufweisen. Das war mit der traditionellen mechanischen Vergasertechnik nicht optimal umsetzbar. Besonders bei wechselnden Betriebsbedingungen wie Kaltstart oder Teillastbetrieb. Deshalb wurde der elektronische Vergaser entwickelt, um eine bessere Kontrolle über das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu ermöglichen. Dabei ist dieses Bauteil ein wichtiger Vorläufer moderner Einspritzsysteme, die heute auch bei Ottomotoren weit verbreitet sind.
Funktionsweise des elektronischen Vergasers
Ein elektronisch gesteuerter Vergaser funktioniert nicht nur mechanisch, sondern auch elektrisch, indem er Signale von verschiedenen Sensoren erfasst und diese zur Anpassung des Luft-Kraftstoff-Gemischs nutzt. Der Pierburg 2 B-E ist ein Beispiel für einen solchen Vergaser. Er verfügt über zwei Stufen und zwei Schwimmerkammern, die jeweils mit Kraftstoff versorgt werden. Die Drosselklappen (Vordrossel- und Hauptdrosselklappe) regulieren den Luftstrom, der mit dem Kraftstoff gemischt wird. Ein elektronisches Steuergerät, das die Datenverschiedener Sensoren verarbeitet, steuert diese Klappen. Ein solches Steuergerät überwacht und regelt die Funktion des Vergasers basierend auf den folgenden Signalen:
- Drehzahl des Motors
- Drosselklappenstellung
- Temperatur des Saugrohrs
- Leerlaufschalter (gibt an, ob der Motor im Leerlauf oder unter Last arbeitet)
Die Bauteile im Vergaser bestehen aus Drosselklappen-Potenziometern, die die Winkel der Drosselklappen messen, Temperaturfühlern, die die Saugrohrtemperatur überwachen, und Drosselklappenanstellern, die die Klappen entsprechend den Berechnungen des Steuergeräts ansteuern.
Wichtige Bauteile und deren Funktion
- Drosselklappen-Potenziometer: Es misst die Stellung der Drosselklappen. Der Wert wird an das Steuergerät übermittelt, damit dieses die erforderliche Menge an Kraftstoff und Luft berechnen kann.
- Vordrosselsteller und Drosselklappenansteller: Sie sind dafür verantwortlich, die Drosselklappen zu bewegen, um das Mischungsverhältnis zwischen Luft und Kraftstoff zu regeln.
- Temperaturfühler: Diese Sensoren messen die Temperatur der Ansaugluft, da das Mischungsverhältnis bei kaltem Motor eine größere Kraftstoffanreicherung erfordert.
- Elektronisches Steuergerät: Es ist das Herzstück des elektronischen Vergasers. Es verarbeitet die Daten aus den verschiedenen Sensoren und steuert auf Basis dieser Informationen die Drosselklappen und die Kraftstoffmenge.
Wie der elektronische Vergaser den Kraftstoffverbrauch optimiert
Durch die präzise Steuerung des Luft-Kraftstoff-Gemischs bietet der elektronische Vergaser eine Reihe von Vorteilen, die den Kraftstoffverbrauch und die Motorleistung optimieren:
- Schubabschaltung: Bei Schubphasen (z. B. bergab fahren ohne zu beschleunigen) wird die Kraftstoffzufuhr gestoppt, um Kraftstoff zu sparen. Der Motor benötigt in dieser Phase keine Leistung, daher wird der Kraftstoffverbrauch auf null gesetzt.
- Leerlaufdrehzahlregelung: Die elektronische Steuerung kann die Leerlaufdrehzahl präzise regeln. Bei bestimmten Betriebsbedingungen (z. B. im Kaltstart) kann die Drehzahl gesenkt werden, um Kraftstoff zu sparen.
- Kaltstart- und Warmlaufeinrichtungen: Beim Start des Motors wird das Gemisch automatisch angereichert, um den Motor schnell auf Betriebstemperatur zu bringen. Auch beim Warmlaufen sorgt die Elektronik dafür, dass das Gemisch nicht zu mager ist, was den Motor schont und die Emissionen reduziert.
- Zündzeitpunktsteuerung: Das Steuergerät regelt den Zündzeitpunkt abhängig von der Motordrehzahl und der Saugrohrtemperatur, um die Leistung und Effizienz des Motors zu maximieren.
Praktische Vorteile des elektronischen Vergasers
Der elektronische Vergaser hat eine Reihe von praktischen Vorteilen, die ihn besonders in modernen Fahrzeugen mit älteren Motoren immer noch nützlich machen:
- Kraftstoffersparnis
Besonders im Kurzstreckenverkehr, bei dem der Motor oft im Leerlauf oder im Teillastbereich läuft, kann der elektronische Vergaser den Kraftstoffverbrauch optimieren, indem er die Mischung präzise regelt.
- Optimierung der Motorleistung
Durch die genauere Steuerung des Gemischs und die präzise Anpassung an die aktuellen Betriebsbedingungen wird die Motorleistung in allen Fahrzuständen (Leerlauf, Teillast, Volllast) optimiert.
- Reduzierung der Emissionen
Eine präzisere Gemischbildung führt nicht nur zu weniger Kraftstoffverbrauch, sondern auch zu weniger Abgasemissionen, was für die Umwelt von Vorteil ist.
- Besseres Fahrverhalten
Die Anpassung des Vergasers an die Fahrbedingungen sorgt für ein ruckfreies Fahrverhalten, besonders bei Übergängen zwischen verschiedenen Lastzuständen.
Wie das Steuergerät arbeitet
Das elektronische Steuergerät erhält fünf wichtige Eingabewerte:
- Motordrehzahl
- Drosselklappenstellung
- Saugrohrtemperatur
- Leerlaufschalter
- Drosselklappenstellung (rückgemeldet vom Potenziometer)
Diese Daten werden digitalisiert und im Steuergerät verarbeitet. Das Steuergerät berechnet die notwendigen Anpassungen und sendet Steuersignale an die Drosselklappenanstellung, um das optimale Luft-Kraftstoff-Gemisch zu gewährleisten. © auto motor und sport
