Prüfen der Einspritzspule mit einem Multimeter und SIT-12

07.06.2022

Viele Menschen finden es sehr seltsam, dass Messungen mit verschiedenen Instrumenten Ergebnisse liefern können, die um mehrere zehn Prozent abweichen. Liegt das an der mangelnden Genauigkeit der Instrumente? Das kann auch der Fall sein, aber das grundlegende Problem ist die Messmethode. Im folgenden Text werden wir uns mit der Überprüfung moderner Injektoren von der elektrischen Seite her befassen. Viele verfügbare Injektoren lassen sich trotz unterschiedlicher Bezeichnungen und Nummern in mehrere Gruppen mit ähnlichen Parametern einteilen. Diese Feststellung gilt nicht nur für die elektrischen Parameter, sondern auch für die Steuerparameter solcher Injektoren (z.B. Boostspannung, Haltestrom). Auf der Grundlage dieser Informationen ist es möglich, mehrere Bereiche von Parametern zu bestimmen, die in piezoelektrischen und elektromagnetischen Injektoren auftreten. Bevor jedoch die Wertebereiche vorgestellt werden können, müssen ein paar Informationen über die Messungen dargestellt und systematisiert werden. ACHTUNG: Beachten Sie bei der Überprüfung der Einspritzdüsen alle Sicherheitsvorschriften im Zusammenhang mit Kraftstoffsystemen im Auto (die Diesel oder Benzin unter hohem Druck enthalten). Seien Sie außerdem vorsichtig mit den hohen Spannungen der Steuer- oder Testsignale, die an die Einspritzdüsen angelegt werden.

ELEKTROMAGNETISCHE INJEKTOREN

Diese Art von Einspritzdüse wird durch einen Elektromagneten betätigt. Durch die Regulierung des Stroms, der durch die Einspritzspule fließt, aktiviert das Steuergerät den Mechanismus der Einspritzdüse. Dies führt zur Einspritzung von Kraftstoff, der im Zylinder verbrannt wird. Bei Benzineinspritzdüsen in Motoren mit indirekter Einspritzung öffnet die Magnetspule direkt das Ventil und der Kraftstoff gelangt in den Ansaugkrümmer. Bei Common-Rail-Einspritzsystemen ist der Betrieb der Einspritzdüsen komplizierter. Auch die elektronische Schaltung im Steuergerät ist anders. In diesem Fall wird das Signal, das vom Steuergerät an die Einspritzdüsen geleitet wird, in der Regel auf zwei Spannungsebenen erzeugt: ein höherer sogenannter ‚Boost‘, um die Öffnungszeit zu verkürzen, und ein niedrigerer, um die Öffnung beizubehalten.

Die Überprüfung der Injektoren kann im Betrieb mit Hilfe eines Oszilloskops durchgeführt werden, indem Sie die Strom- und Spannungswellenformen während des Betriebs beobachten.

MULTIMETER-MESSUNGEN

Ein Multimeter wird, wie der Name schon sagt, zum Messen einer Reihe von elektrischen Größen verwendet. Je nach Hersteller und Preis gibt es neben den Standardmessungen von Spannung, Strom und Widerstand (Resistivität) auch Optionen zur Messung von Kapazität und Induktivität. Bei den meisten Geräten versuchen die Hersteller, einen gewissen Kompromiss zwischen Preis und Fähigkeiten und Messbereichen einzugehen. Daraus ergibt sich die Vielseitigkeit eines bestimmten Instruments, das jedoch keine präzisen Messungen an den Extremen der Messbereiche ermöglicht. Ein Beispiel für eine solche Messung ist die Bestimmung des Widerstands. Die meisten Multimeter führen im Ohmmeter-Modus eine Messung durch, indem sie einen bekannten Strom an das zu messende Bauteil anlegen und die Spannung ablesen, die an dem Bauteil auftritt. Auf diese Weise lässt sich mit Hilfe des bekannten Ohmschen Gesetzes R=U/I der Widerstand berechnen. Die Stromversorgung und die Messung erfolgen über dieselben Leitungen, was dazu führt, dass der Widerstand der Leitungen in das Gesamtergebnis eingeht. Billige Messgeräte erlauben die Messung im niedrigsten Bereich (oft 200, 400 oder 600Ω) mit einer Auflösung von 0,1Ω. Die besseren Geräte gehen bis auf 0,01Ω herunter. Nur Laborgeräte oder speziell dafür vorgesehene Geräte (Milliohmmeter) erlauben es, Veränderungen im Bereich von 0,001 oder 0,0001Ω oder weniger zu erkennen. Dies ist nicht nur auf den Preis zurückzuführen, sondern auch auf die Kompliziertheit der Messung selbst. Bei einem Messgerät, das den Widerstand mit einer Auflösung von 0,01Ω oder besser messen soll, muss der Effekt des Widerstands der Sonden selbst bereits berücksichtigt werden. Bei billigeren Messgeräten liegt dieser Widerstand bei 0,2 – 0,3Ω. Bei den besseren Geräten liegt er im Bereich von weniger als 0,1Ω. Außerdem variiert, wie bereits erwähnt, der Widerstand der Kupferdrähte mit der Temperatur. Daher verfügen die Messgeräte oft über eine Funktion, die es erlaubt, den Anfangswiderstand der Sonden als „0“-Punkt zu nehmen und so genauere Messungen zu ermöglichen. Um diese Probleme zu umgehen und die Messauflösung weiter zu erhöhen, können Sie eine andere Technik verwenden, die sogenannte Vier-Terminal-Messung, auch Kelvin-Messung genannt. Dabei wird der zu messende Strom über zwei Drähte zugeführt und der Spannungsabfall über der zu testenden Komponente mit einem zweiten Paar Drähte gemessen. Eine solche Messung liefert wiederholbare Ergebnisse trotz Änderungen der Temperatur, der Kabellänge usw. Eine solche Messmethode wird gerade im SIT-12 verwendet, das ein Ergebnis ermöglicht, das einen so kleinen Widerstand wie 0,001Ω (d.h. 1mΩ) unterscheidet.

ÜBERPRÜFUNG DER SPULE DES SIT-12 INJEKTORS

Ein solches Beispiel für eine Messung, bei der die Art und Weise, wie der Wert gemessen wird, das Ergebnis stark beeinflusst, ist die Induktivität. Viele Methoden zum Testen dieses Parameters erfordern ein Signal mit einer bestimmten Frequenz, das an das gemessene Element angelegt wird. Beim SIT-12 sind zwei Frequenzen automatisch für den Bereich ausgewählt:

  1. bis zu 60µH ist es 100kHz
  2. von 60 bis 800µH ist es 50kHz

Das bedeutet, dass die mit dem SIT-12 gemessenen Ergebnisse mit den Ergebnissen anderer Geräte, die bei diesen Frequenzen messen, übereinstimmen sollten.

Wir werden die Einspritzspule mit dem SIT-12 Testgerät überprüfen.

Aus den Bereichen der gemessenen Induktivitäten können einige Schlussfolgerungen gezogen werden. Die niedrige Induktivität deutet auf eine Injektorspule mit einer geringen Anzahl von Windungen hin. Und das wiederum gibt bereits Aufschluss darüber, dass die Spule klein sein wird. Die niedrige Induktivität wiederum weist auf die hohen Ströme hin, die benötigt werden, insbesondere in der Öffnungsphase, in der es auf Geschwindigkeit ankommt. Daraus ergibt sich auch der niedrige Widerstand der Spule selbst. Ein Beispiel für einen solchen Injektor ist zum Beispiel das beliebte DELPHI-Produktionsmodell EMBR00002D. Das SIT-12 Messgerät hat die folgenden Parameter:

Seriennummer

Widerstand [Ω]

Induktivität [µH]

Isolierung (bei 250V)

FP32

0,196

3,3

>300MΩ

AP16

0,203

3,2

>300MΩ

M756

0,200

3,5

>300MΩ

K732

0,203

3,5

>300MΩ

Zweiter ähnlicher Typ EMBR00203D:

Seriennummer Widerstand [Ω] Induktivität [µH] Isolierung (bei 250V)

ALTS

0,195

3,5

>300MΩ

W4TS

0,203

3,6

>300MΩ

34WY

0,213

3,6

>300MΩ

Es sei daran erinnert, dass Kupfer einen positiven Temperaturkoeffizienten von 0,0039 hat. Das bedeutet zum Beispiel, dass eine Änderung der Spulentemperatur um 70 ºC (d.h. ein typischer Wert zwischen 20 ºC (der üblichen Umgebungstemperatur) und 90 ºC, der Betriebstemperatur des Motors) den Widerstand um 27 % erhöht. Für die oben genannte Einspritzdüse bedeutet das einen Anstieg auf etwa 0,255Ω. Eine solche Änderung von 0,2Ω bei Umgebungstemperatur zeigt, wie wichtig es ist, Messungen unter ähnlichen Bedingungen vorzunehmen. Sehr oft werden Referenzwerte genau für Temperaturen von 20 – 25 ºC angegeben.

Die nächste Gruppe beliebter Injektoren ist der Typ mit der Bezeichnung ‚CRI 1‘, und das Beispiel dafür ist das BOSCH-Modell 445110141:

Widerstand [Ω] Induktivität [µH] Isolierung (bei 250V)

0,337

69

>300MΩ

0,334

70

>300MΩ

0,339

70

>300MΩ

0,342

78

>300MΩ

Ein anderer Typ ist ‚CRI 2-18‘ und das BOSCH-Modell 445110369:

Widerstand [Ω] Induktivität [µH] Isolierung (bei 250V)

0,393

141

>300MΩ

0,391

141

>300MΩ

0,391

142

>300MΩ

0,394

141

>300MΩ

Ein weiterer Typ mit geringerem Widerstand der Einspritzspule ist der „CRI 2-16 M2“ und das BOSCH-Modell 445110418:

Widerstand [Ω] Induktivität [µH] Isolierung (bei 250V)

0,234

116

>300MΩ

0,235

111

>300MΩ

0,239

111

>300MΩ

Der Injektor mit einer Spule mit höherem Widerstand ist DENSO und das Modell 095000-613:

Widerstand [Ω] Induktivität [µH] Isolierung (bei 250V)

0,477

124

>300MΩ

0,484

124

>300MΩ

0,496

127

>300MΩ

0,511

129

>300MΩ

Die oben genannten Beispiele betrafen gebrauchte, aber funktionsfähige elektromagnetische Injektoren. Aus diesen Daten können allgemeine Schlussfolgerungen gezogen werden:

  1. Der Widerstand von Common-Rail-Injektoren liegt meist im Bereich von 0,2 bis 0,5 Ω (es gibt DENSO-Injektoren, die einen hohen Spulenwiderstand in der Größenordnung von 1 Ω bis 6 Ω haben). Benzin-Injektoren haben einen höheren Widerstand.
  2. Die Induktivität für niederohmige Spulen (0,2Ω) beträgt ein einziges µH (3-4).
  3. Eine bei einer Prüfspannung von 250V gemessene Isolierung liegt außerhalb des Messbereichs des SIT-12 (bei einem 500V-Bereich wird dies in den meisten Fällen auch der Fall sein).
  4. Die Messungen der Sets zeigen eine sehr hohe Ähnlichkeit der Ergebnisse untereinander.

Im Prinzip ermöglicht das Testen aller Einspritzdüsen eines bestimmten Motors eine bessere Erkennung der Unzulänglichkeiten einer bestimmten Einspritzdüse auf der Grundlage eines Vergleichs der einzelnen Parameter im Verhältnis zu den anderen. Ein separates Thema ist die Temperatur der zu testenden Einspritzdüse. Es ist bekannt, dass diese Komponenten in einem breiten Temperaturbereich arbeiten – vom Kaltstart bis zur schnellen Autobahnfahrt an einem heißen Tag. Das bedeutet, dass bestimmte Ineffizienzen sichtbar werden, wenn der Motor warm ist und läuft. Dies macht sich besonders bei der Isolationsmessung bemerkbar. Die Wicklungskomponenten verändern ihre Position aufgrund von Temperaturänderungen. Tausende solcher Zyklen können zu Isolationsabrieb und Laufproblemen führen (insbesondere die mit dem Fehlercode P0200 verbundenen Symptome). Es ist daher eine gute Praxis, die Einspritzdüsen nach dem Erhitzen zu testen und die Parameter zu vergleichen. Natürlich ist es umständlich, die Temperatur der ausgebauten Einspritzdüse (während der Erwärmung) zu kontrollieren, aber es ist möglich, wie bereits erwähnt, eine Änderung des Widerstands zu verwenden. Ein Anstieg um den Faktor 1,27 lässt darauf schließen, dass die Temperatur der Wicklung um etwa 70ºC gestiegen ist. Um die Schäden an elektromagnetischen Injektoren zusammenzufassen, können zwei Gruppen von Symptomen unterschieden werden:

  1. Unterbrechung des Spulenstromkreises – Widerstand außerhalb des Bereichs;
  2. Kurzschluss innerhalb der Spule – Verringerung von Widerstand und Induktivität;
  3. Probleme mit der Isolierung zwischen dem Injektorgehäuse und einem der Kabel.

Piezo-Injektoren

Das Auslöseelement eines Piezo-Injektors ist ein Piezo-Stapel (manchmal fälschlicherweise als ‚Piezo-Spule‘ bezeichnet). Das Anlegen einer Spannung führt zu einer Veränderung der Form des Plättchens und seine vielen Schichten ermöglichen größere Größenveränderungen. Der Hub eines solchen Aktuators ist klein, kann aber sehr schnell erfolgen, so dass der Kraftstoff genau durch den Injektor dosiert werden kann. Piezo-Injektoren tauchten zuerst in Common-Rail-Systemen auf und werden jetzt auch für Benzininjektoren in der Direkteinspritztechnik verwendet.

Der Piezo-Injektor lässt sich nicht mit Hausmitteln überprüfen. Der Stack im Injektor muss mit einem speziellen Testgerät überprüft werden.

Wie erkennt man eine defekte Einspritzdüse mit einem Messgerät?

Der piezoelektrische Stapel weist die Eigenschaften eines Kondensators auf, aber nicht die eines typischen Kondensators, wie er in der Elektronik oder in elektrischen Geräten verwendet wird. Außerdem weist er einen gewissen Widerstand auf, der bei Messungen als parallel zur Kapazität liegend angesehen wird. Diese Tatsache bedeutet, dass eine Kapazitätsmessung diesen zusätzlichen Widerstand mehr oder weniger kompensieren kann, je nach Methode. Eine der besten Methoden ist die Messung der Ladezeit eines Kondensators mit einer Konstantstromquelle. Eine solche Messung ermöglicht eine gute Eliminierung des Einflusses des zusätzlichen Widerstands sowie eine schnelle Messung. Eine solche bessere Methode wird im SIT-12 verwendet. Es ist zu bedenken, dass billigere Multimeter die Messungen auf einer anderen Basis durchführen können. In diesem Fall kann ein Kondensator mit guten Parametern (d.h. nahe am Ideal, ohne zusätzlichen Widerstand und mit guter Isolierung) korrekt gemessen werden. Bei einem piezoelektrischen Stapel ist dies jedoch nicht unbedingt der Fall. Die Messungen können stark verfälscht werden. Außerdem kann bei einer komplexen Komponente wie einem Stack jedes Multimeter ein anderes Ergebnis liefern. Das ist ein normales Phänomen, denn schließlich ist die Kapazitätsmessung bei diesen Geräten auf hochwertige Kondensatoren und nicht auf komplexe Komponenten kalibriert. Nehmen wir als Beispiel die Messung der Kapazität eines Polyesterkondensators vom Typ MKS4 von WIMA mit einer Nennkapazität von 3,3µF, einer Toleranz von +/-10% und einer Betriebsspannung von 250VDC mit einem parallel geschalteten Widerstand (der den Innenwiderstand des Stacks simuliert).

Mitgelieferter Parallelwiderstand

Messung durch SIT-12

Messung mit Brymen BM867s durchgeführt

Nein (nur Kondensator)

3.268 µF

3,293 µF

440,4 kΩ

3,269 µF

3.307 µF

221,2 kΩ

3,271 µF

3,333 µF

109,7 kΩ

3,273 µF

3,430 µF

Wie aus den Messungen hervorgeht, kann die Auswirkung des zusätzlichen Widerstands auf das Ergebnis der Kapazitätsmessung sogar bei einem Multimeter der etwas besseren Klasse 4% betragen (3,29 µF gegenüber 3,43 µF).

Messungen mit dem SIT-12

Die zweite Art von Injektoren sind diejenigen, die ein Piezo-Element verwenden, um sie zu öffnen. In diesem Fall betrifft der elektrische Test den Widerstand, die Kapazität und die Isolierung. Beispielhafte Messergebnisse sind für den BOSCH Typ „CRI 3-18“ und das Modell 445116059:

Stapelwiderstand [kΩ] Kapazität [µF] Isolierung (bei 250V)

97

3,078

11MΩ

185,8

2,061

288MΩ

184,3

2,247

>300MΩ

190,5

2,413

>300MΩ

Diese Daten beziehen sich auf zwei fehlerhafte und zwei gute Injektoren. Wie Sie aus dem Widerstandstest ersehen können, hat die erste Einspritzdüse einen deutlich unterschätzten Wert. Auch die Kapazität hat sich erhöht. Die Isolierung hat sich sehr stark verschlechtert und der erhaltene Wert ist sehr niedrig – 11MΩ. Die zweite Einspritzdüse hat einen guten Widerstand, aber die Kapazität beginnt von der der dritten und vierten Einspritzdüse abzuweichen. Es wird auch ein messbarer Isolationswert von 288MΩ angezeigt. Dies deutet auf Startprobleme mit dieser Einspritzdüse hin.

Beispiel für zwei funktionierende BOSCH-Injektoren vom Typ „CRI 3-16“ und Modell 445115064:

Stapelwiderstand [kΩ] Kapazität [µF] Isolierung (bei 250V)

185

2,127

>300MΩ

184

2,439

>300MΩ

Satz BOSCH Injektoren Typ „CRI 3-18“ und Modell 445116019:

Stapelwiderstand [kΩ] Kapazität [µF]

Widerstand des Stapels, gemessen mit einem EPS-Gerät (unter Hochspannung) [kΩ]

188,6

2,21

180,8

187,1

2,28

180,5

164,3

1,91

152,7

174,3

2,38

185,8

Die obigen Daten zeigen, dass, obwohl der Hochspannungsstapelwiderstand nicht mit dem SIT-12 gemessen wird, ein Fehler ausgemacht werden kann. Die fehlerhaften Injektoren haben eine Kapazität von 2,2-2,4µF, der fehlerhafte Injektor hat 1,91µF. Außerdem hat der gemessene Widerstand des SIT-12 für die fehlerhafte Einspritzdüse einen geringeren Widerstand (164kΩ ) als die anderen (174 – 186kΩ). Diese Ergebnisse zeigen einmal mehr, dass es bei einem Satz von Injektoren möglich ist, ein fehlerhaftes Gerät herauszufinden, ohne die korrekten Bereiche zu kennen.

Fasst man die Ergebnisse der Piezo-Injektor-Messungen zusammen, lassen sich grundlegende Informationen erkennen:

  1. Die Isolierung ist aufgrund der Hochspannungssteuerung der Piezostacks über den Motorcontroller ein sehr wichtiger Parameter. Im Bereich von 250V gemessene Werte unter 300MΩ bedeuten, je nach Ergebnis, entweder eine Beschädigung oder eine Verschlechterung der Leistung und das Risiko eines plötzlichen Ausfalls. HINWEIS: Alle Isolationsmessungen sind empfindlich gegenüber Feuchtigkeit. Messen Sie daher keine Einspritzdüsen, die noch nicht die Umgebungstemperatur erreicht haben. Wasserdampf, der auf dem Gehäuse kondensiert, kann in Verbindung mit Schmutz das Ergebnis des Isolationstests deutlich unterschätzen. Dieser Effekt macht sich besonders bei Messungen bei 500 V bemerkbar, wenn selbst ein leichtes Abwischen des Körpers und die anschließende Durchführung des Tests einen Abfall der Isolierung auf Hunderte von MΩ zeigt. Nach der Verdunstung verschwindet dieser Effekt natürlich.
  2. Der Stack-Widerstand sollte bei der überwiegenden Mehrheit der Typen im Bereich von 170 – 210 kΩ liegen. DENSO Injektoren zeichnen sich durch einen Wert in der Größenordnung von 1.000 kΩ (1MΩ) aus.
  3. Die Kapazität reicht von 2 – 2,5µF für Injektoren von BOSCH. Für Siemens/VDO beträgt sie 3,3 – 3,5µF.
  4. Wenn das Piezoelement beschädigt ist, verschlechtert sich die Isolierung zwischen dem Stack und dem Gehäuse des Injektors. Sekundär kommt es zu einer Abnahme des Widerstands und einer Veränderung der Kapazität (Zunahme oder Abnahme – je nach Ausführung und Typ).

Autor: Produktingenieur Bartłomiej Nowojowski

Recommended

03.09.2024
Elektromagnetische Störungen in Elektrofahrzeugen
Elektronische Systeme im Auto sind eine Quelle für elektromagnetische Störungen. Viele davon lasse...
13.08.2024
Messung des Starters mit einem Oszilloskop – effektive Startdiagnose
Messung des Starters mit einem Oszilloskop – effektive Startdiagnose In ihrer täglichen Werks...
30.07.2024
Unabhängige Diagnose für Landmaschinen
Unabhängige Diagnose für Landmaschinen Die Diagnose von Landmaschinen ist unerlässlich, um ihre E...
11.07.2024
Oszilloskopische Prüfung der Lichtmaschine – Diagnose der Spannungswelligkeit
Oszilloskopische Prüfung der Lichtmaschine – Diagnose der Spannungswelligkeit Die Diagnose de...
27.06.2024
Kalibrierung von Turbolader-Stellgliedern – DTE-Update-Leitfaden
Kalibrierung von Turbolader-Stellgliedern – DTE-Update-Leitfaden In den letzten Jahren haben w...
12.06.2024
Elektromagnetische Störungen in der Automobilindustrie – Teil 2
Elektromagnetische Störungen in der Automobilindustrie – Teil 2 Der Lärm um uns herum Heutzu...
28.05.2024
Elektromagnetische Störungen im Automobilbereich – Teil 1
Elektromagnetische Störungen im Automobilbereich – Teil 1 Wenn Sie etwas nicht sehen können,...
16.05.2024
Wie Sie einen guten Automechaniker finden
Wie Sie einen guten Automechaniker finden Einen guten Mechaniker zu finden, ist der Schlüssel, um I...

Dlaczego my?

Ponad 25 lat doświadczenia
Ponad 25 letnie doświadczenie w branży automotive daje nam pozycję Eksperta, który wyznacza trendy w innowacyjnej diagnostyce samochodowej. Naszą największa dumą są setki zadowolonych klientów oraz liczne nagrody branżowe.
Innowacje w każdym warsztacie
Wspieramy warsztaty samochodowe w rozwoju poprzez edukację i szkolenia, dzięki którym przełamujemy bariery w podejmowaniu pracy z nowoczesnym sprzętem do diagnostyki samochodowej
Zawsze blisko klienta
Nasze wartości inspirują nas do tworzenia urządzeń, które kreują nową rzeczywistość warsztatową, dając mechanikom poczucie bezpieczeństwa, możliwość rozwoju zawodowego, samodzielność i podnoszenie zysków.

O firmie

DeltaTech Electronics to polski producent i ekspert w branży automotive, który na bazie ponad 25 lat doświadczenia wyznacza trendy w innowacyjnej diagnostyce samochodowej.
To, co nadaje rytm naszej pracy, to wsłuchiwanie się w potrzeby klientów oraz śledzenie aktualnych problemów, z którymi mierzą się warsztaty samochodowe. Owocem tego jest oferta skrojona idealnie „na miarę” ich oczekiwań.

Cały cykl życia produktów od momentu projektowania rozwiązań, poprzez produkcję, kontrolę jakości i opiekę posprzedażową odbywa się w Firmie. Jakość tego procesu dokumentują liczne nagrody branżowe.
Naszą dumą jest szybkie wsparcie techniczne, polska jakość oraz setki zadowolonych klientów. Firma współpracuje z kluczowymi dystrybutorami w branży motoryzacyjnej.

Czytaj więcej

Skip to content