Luftmengenmesser
Austausch + Einstellung Potentiometer
DIE S-KLASSE     Baureihe 126


Anleitung zum Wechsel des Stauscheibenpotentiometers und anderen Arbeiten an der KE-JETRONIC von BOSCH     (Author: Jochen Fuchs)
 

1. Vorwort

Hallo Sternfahrer, aus eigener Erfahrung weiß ich dass es Markenunabhängig bei einem Großteil aller gebauten Fahrzeuge mit KE-Jetronic  nach einer gewissen km-Leistung oder einem gewissen Alter Probleme mit dem Motorlauf gibt. Bei fast allen Fahrzeugen (egal ob Mercedes W201, W124, W126 oder andere Marke) beginnt dies mit dem allmähligen Verschleiß des Stauscheibenpotentiometers. Wenn dann an der Einspritzanlage auch noch herumgestellt wird (Einstellung des Poti oder CO-Gehalt), manchmal auch durch die Werkstatt, wird alles meistens nur noch schlimmer. Bei manchen Fahrzeugen kommen dann zusätzlich altersbedingte Probleme (Zündverteiler, Zündkabel, Falschluft ziehen, usw.) hinzu. Gerade dann ist es schwierig den Überblick zu behalten, und richtig vorzugehen um das Problem relativ schnell und unkompliziert zu lösen. Hierbei soll diese Anleitung mit aussagekräftigen Problembeschreibungen und den dazu gehörigen Lösungsvorschlägen helfen.

Diese Anleitung baut auf einem Mercedes W126 mit Motor M103.941 (260SE) auf, sollte aber problemlos für alle Mercedes PKW mit KE-Jetronic anwendbar sein. Lediglich die Lage der einzelnen Bauteile und deren Zugänglichkeit wird beim jeweiligen Fahrzeug unterschiedlich sein. Bei den V8 Motoren des W126 (ausgenommnen der 380er mit KA-Jetronic), sowie einigen W124 Motoren (zwischen 1988 und 1992) ist in der Motorsteuerung zusätzlich eine Klopfregelung integriert, auf die ich aber nicht eingehe, da sie nur das Zündsystem beeinflusst.

Inwieweit diese Anleitung auch bei Fahrzeugen anderer Marken mit KE-Jetronic oder gar bei der Weiterentwickelten KE-Motronic (Ausbaustufe der KE-Jetronic; Einspritzung und Zündsystem kombiniert, v.a. bei AUDI verbaut) anwendbar ist müsste allerdings erst noch erprobt werden.

Ich weiße zudem ausdrücklich darauf hin dass diese Anleitung rein aufgrund meiner eigenen Erfahrung mit dem Einspritzsystem KE-Jetronic von BOSCH, sowie durch die Verarbeitung von Tips und Anregungen auch aus der bereits vorhandenen Anleitung von Christian Martens entstanden  ist und auch als solche wahrzunehmen sind; d.h. es wird von meiner Seite aus keinerlei Garantie auf Richtigkeit und 100%iges Gelingen der geschilderten Arbeiten übernommen. Im Zweifelsfall muss jeder selbst wissen was er tut. Daher bin ich auch jederzeit gern an Verbesserungsvorschlägen und anderen Methoden, die zum Ziel führen interessiert und weiß diese zu würdigen.

2. Worüber man sich vorher im Klaren sein sollte

Generell rate ich den Poti-Wechsel nicht jedermann. Man sollte schon über einige „Schraubererfahrung“ , über eine fundierte Systemkenntnis der KE-Jetronic und ein paar Elektronikkentnisse  verfügen, sowie Zugriff auf diverse Werkzeuge und Testgerätschaften (siehe 3.) haben, da unsachgemäßes Verstellen an diesem Bauteil und anderswo an der KE-Jetronic in manchen Betriebszuständen grobe Fehler im Motorlauf verursachen oder den Motor nicht mehr anspringen lassen. Allgemeinwissen zu Benzineinspritzsystemen und zur KE-Jetronic kann man unter Anderem in der „gelben Reihe“ bei BOSCH sehr günstig erwerben (z.B. 1987722021 „KE-Jetronic“)

Wer die Möglichkeiten zum Potiwechsel nicht hat kann bei jedem Bosch-Dienst oder bei Mercedes Benz einen überholten Luftmassenmesser im Austausch beziehen (Teile Nr. BOSCH:  0438121033; Kostenpunkt ca. Euro 420). Abraten kann ich dagegen von einem gebrauchten Luftmassenmesser vom Schrottplatz, da man hier nie genau weiß wie viele km dieser schon seinen Dienst verrichtet hat und an den Potentiometern nach ca. 200.000km bereits Verschleißerscheinungen auftreten, womit es sich dann bei einem Preis von ca. Euro 150 nicht mehr lohnt einen gebrauchten LMM vom Schrottplatz einzubauen.

3. benötigte Werkzeuge und Testgerätschaften

3.1 Werkzeuge:

  • Torx T15 Schraubendreher oder T15 Bit mit kraftschlüssig aufschiebbarem Torx E10 Ringschlüssel (s. Foto 2/3)
  • Satz Ringgabel- und Gabelschlüssel und 3/8’’ Ratschensatz
  • kleiner Elektroniker-Schlitz-Schraubendreher
  • Inbussatz evtl. passender Inbusschraubendreher (s. Foto)
  • 2m Benzinschlauch und Auffanggefäß 10l
  • Reifenventil aus Gummi (s. Foto 2)
  • variable, handliche  Schlauchklemme 
  • kontaktsichere Abgreifklemmen (HIRSCHMANN) oder  Messadapter selberbauen (s. Foto 1)

3.2 Testgeräte:

  • genaues Digitalmultimeter
  • genaues Analogmultimeter
  • moderner Abgastester (alternativ: CO-Tester und Drehzahlmessgerät)
  • Oszilloskop (optional)
  • Kraftstoffdruckmessgerät (optional)
Zu den  benötigten Testgerätschaften ist zu sagen dass sie von Fall zu Fall stark variieren können, je nach dem welche Probleme am jeweiligen Fahrzeug auftreten. 

4. Diagnose stellen: Liegt das Problem überhaupt am Stauscheibenpoti?

Anhand des Potiausgangs-, Drehzahl- und (bei KAT) Lambdasignals als Hauptgrößen , und einigen Korrekturgrößen (Stellung des Drosselklappenschalters und des Leerlaufschalters, Spannungsabfall  an Kühlmittel- und Lufttemperatursenor, Abgleichstecker KE) werden vom KE-Steuergerät die Steuersignale für Leerlaufsteller, elektrohydraulischen Drucksteller und Kaltstartventil generiert. Um eine erfolgreiches Einstellen und später eine funktionierende Regelung sicherzustellen, sollten Zündsystem und Mechanik der KE intakt sein. 

4.1 Grundlegender Prüfumfang: 

  • Wenn nötig eventuell Verschleißteile wie Luftfilter, Zündkerzen tauschen
  • Wenn Probleme durch die Zündanlage nicht ausgeschlossen werden können  Zündverteiler, Zündkabel, Zündzeitpunkt prüfen (Stellung des Abgleichsteckers berücksichtigen; Abgleichstecker generell nur auf Normal oder Super, entsprechend der getankten Benzinsorte!  ). Am schnellsten festzustellen sind Zündungsprobleme mit einem Mehrkanaligem Hochspannungsoszilloskop und Induktivgeber anhand der Sekundärbilder der Zündspule für die einzelnen Zylinder.
  • Spannungsversorgung und Masseanschlüsse des KE-Steuergeräts überprüfen.
  • Kraftstoffdrücke messen 
  • Gaszug bzw. Regulierungsgestänge überprüfen
4.2 Symptom-Ursache-Lösung:

4.2.1 Symptome des Problems genauer analysieren: 

Abgleichstecker des KE-Steuergeräts auf Stellung 1 ! 
In welchen Betriebszuständen des Motors tritt das Problem auf? :

 a)  Funktioniert die Kaltstartanreicherung/Warmlaufanreicherung ?
      (Nach einwandfreiem Kaltstart leicht erhöhte Leerlaufdrehzahl zum Warmlauf des Motors?)

b)  Hängt der betriebswarme Motor gut am Gas? (spontane Gasbewegungen gegen Vollgas werden unmittelbar ohne „Verschlucken“ angenommen?)

c)  Ist in allen thermischen Betriebszuständen ein runder Motorleerlauf gewährleistet? (laufender Motor  [beobachtet am Zyl.-Kopf] sollte sich in 
     der Gummilagerung nicht sichtbar bewegen)

d)  Funktioniert die elektronische Leerlaufdrehzahlregelung? (Leerlaufdrehzahl wird auch unter leichter Belastung eingeregelt und 
     aufrechterhalten? z. B. Fahrstufe D eingelegt

e)  Leerlaufdrehzahl sollte außerdem relativ konstant gehalten werden und nicht mehr als 50 U/min (bei mir sind es 30U/min am Analogdrehzahltester)
     schwanken, wobei der Drehzahlsollbereich eingehalten werden muss)

f)   Läuft der Motor auch in Lastübergangszuständen (z.B.  bei Schalten auf N-, bzw. Auskuppeln im Schiebebetrieb oder beim Bremsen) absolut 
      ruckelfrei ohne abzusterben?

g)  Verdecktes Symptom: CO-Gehalt lässt sich nicht oder nur schwer Einstellen, Leerlaufdrehzahl erhöht sich beim Einstellen. 

4.2.2 Ursachen und Lösungsansätze

Wenn einzelne Symptome negativ sind, empfehlen sich die folgenden Vorgehensweisen mit den entsprechend gekennzeichneten Kleinbuchstaben
Sind mehrere Symptome negativ, die Lösungsansätze einzeln analog anwenden.

a): Kühlmitteltemperaturgeber, Kaltstartventil, Leerlaufsteller, und deren Verkabelung zum Steuergerät überprüfen.
     Extreme Falscheinstellung des Potis führt zu ähnlichen Symptomen. Potisignal überprüfen. 

b): Elektrohydraulischen Drucksteller, Drosselklappenschalter,  Leerlaufschalter, sowie deren Verkabelung zum Steuergerät überprüfen
     zuletzt Potiverkabelung zum Steuergerät, Potisignal überprüfen

c): Ansaugtrakt des Motors auf Dichtheit überprüfen.CO- Einstellung überprüfen bzw. nachjustieren.
     Potistecker abziehen: verbessert sich der Leerlauf bei abgezogenem Stecker deutet dies
     auf allmähligen Verschleiß des Stauscheibenpotentiometers hin. Potisignal überprüfen.

d) / e) : Schwankt die Leerlaufdrehzahl ständig um mehr als 50 U/min, Potistecker abziehen. Verbessert sich der Leerlauf bei abgezogenem Stecker
     z. B. Motor „sägt“ nicht mehr) deutet dies auf starken Verschleiß oder Falscheinstellung des Stauscheibenpotentiometers hin. Potisignal überprüfen. 
     Ist die Leerlaufdrehzahl konstant erhöht (Notlauf mit und ohne abgezogenem Potistecker), d.h. es erfolgt keine Einregelung der Leerlaufdrehzahl bei leichter 
     Belastung (z.B. Fahrstufe D oder viele elektrische Verbraucher), Leerlaufregler, Drosselklappenschalter, Leerlaufschalter, 
     deren Verkabelung zum Steuergerät, Verkabelung des Potis zum Steuergerät, und Potisignal überprüfen.

f): Leerlaufregler, und dessen Verkabelung zum Steuergerät überprüfen. Abgasmessung durchführen, Auspuffanlage auf grobe Dichtheit kontrollieren. Ist der 
    Sauerstoffgehalt im Abgas stark erhöht deutet dies auf eine „unvollständige Verbrennung“ des Motors hin. Weiteres Vorgehen siehe „g)“

g): Ansaugtrakt des Motors auf Dichtheit überprüfen. (besonders Gummiteile neigen dazu nach einem gewissen Alter brüchig zu werden, was zum
     Falschluftziehen führt) Leerlaufregler, dessen Verkabelung, Potiverkabelung und Potisignal überprüfen. evtl. ist das Gemisch auch stark abgemagert.
     CO-Gehalt kontrollieren und einstellen

5. Potentiometerwechsel

5.1 Pinbelegung und Lage des Stauscheibenpotentiometers 
 

5.2 Potisignal überprüfen:

Potiausgangssignal zwischen Pin 1 u. 2 mit Voltmeter bei Motorleerlaufsolldrehzahl messen und mit dem Spannungssollbereich in Abhängigkeit der gemessenen Referenzspannung zwischen Pin 1 und 3 auf dem Diagramm vergleichen. Liegt das Signal nicht im Sollbereich, ist das Potentiometer mindestens falsch eingestellt.

Leerlaufsignal zwischen Pin 1 u. 2 mit Oszilloskop auf Ausschläge untersuchen und mit Solldiagramm vergleichen.
Rauschprüfung zwischen Pin 1 u. 2 mit Oszilloskop bei eingeschalteter Zündung durchführen, indem die Stauscheibe in kurzen Zeitabständen von Hand mehrmals gleichmäßig voll ausgelenkt wird und losgelassen wird.

Ein Potentiometer ist schadhaft wenn bei der Prüfung mit dem Oszilloskop im Leerlauf oder bei der Rauschprüfung sog. Rauscherscheinungen (Ausschläge) auftreten. Ein Potentiometer ist ebenfalls als defekt einzustufen wenn sich das eingestellte Potileerlaufsignal durch Drehen am Trimmpotentiometer nach links oder rechts nicht verändern lässt. 

Ein falsch eingestelltes altes Potentiometer ist nur dann neu einzustellen wenn dieses bei der Rauschprüfung, sowie bei der Leerlaufsignalprüfung  keinerlei Auffälligkeiten  (Rauschen) zeigt und das Trimmpotentiometer einwandfrei funktioniert. 

Ausgangssignal des Potis im Leerlauf zwischen Pin 1 und 2
 

Rauschprüfung des Potis bei eingeschalteter Zündung zwischen Pin 1 und 2
 

5.3 Potentiometer wechseln und einstellen

5.3.1 Soll und Referenzspannung
 

Das Potentiometerausgangssignal U2 wird in Abhängigkeit einer vom Steuergerät generierten Referenzspannung U1 (4,35 - 5.35 V) eingestellt. (In der Regel sind es genau 5V zwischen Pin 1 u. 3 bei eingeschalteter Zündung und abgezogenem Potistecker) 
Auf dem Diagramm ist für die jede Referenzspannung ein Sollbereich festgelegt. 
Zur Messung , sowie später zum Einstellen des Poti sollte ein absolut genaues, am besten kalibriertes Multimeter verwendet werden, da z.B. Messfehler um 0,1 V beim Potiausgangssignal durchaus eine Rolle spielen und absolut unerwünscht sind. 
Referenzspannung zwischen Pin 1 und 3 messen und Sollwert der Ausgangsspannung im unteren Drittel des Diagrammsollbereichs festlegen. (siehe rot gestrichelte Linie)

5.3.2 Poti ab- und anbauen

Potentiometer zugänglich machen (bei den Motoren 103: Druckregler und Plastikkabelkanal der Motorelektronik müssen demontiert werden) 
Plombierung des alten Potentiometers mit einem spitzen Gegenstand (am besten: sehr kleiner Schlitz-Schraubendreher)  von oben heraushebeln.
Geeignetes Torx- (bei älteren Potis, ca. Bj. 1985 auch Schlitz-)Werkzeug zur Montage auswählen. Mit einem Schraubendreher erreicht man (beim M103) nicht alle Schrauben. (es empfiehlt sich eine 3/8’’ Ratsche mit T15 Nuss; mit einem T15 Bit und einem passenden Torx Ringschlüssel lässt sich das Poti sogar montieren, ohne den Kabelkanal der Motorelektronik demontieren zu müssen) Schrauben des Potentiometers vorsichtig herausdrehen und Potentiometer abnehmen. Zustand der beiden Schleifer (s. Foto 2)  überprüfen: Die Schleifer müssen gegenüber der Reibbahn des Potentiometers spannen (1-2mm), außerdem sollte an den Schleifern selber kein Verschleiß erkennbar sein.Zustand der Befestigungsgewinde im Luftmassenmesser kontrollieren: Es muss ein vorsichtiges und einwandfreies Anziehen der Schrauben gewährleistet sein. Achtung, es handelt sich hierbei um sehr kleine (M3!!) Alu-Gewinde. Sofern diese (evtl. durch früheres Herumstellen am Poti) beschädigt sind, d.h. es lösen sich einzelne Gewindegänge gibt es noch die Möglichkeit diese auf M4 aufzuschneiden und M4 Schrauben zu verwenden (dies ist in den Lochbohrungen des Potentiometers bereits vorgesehen; bei mir war dies wie man auf den Fotos an den M4 Schlitzmessingschrauben sieht erforderlich) Dazu muss der Luftmengenmesser mit Mengenteiler allerdings komplett ausgebaut werden Gehäusedichtring des Potentiometers wenn nötig (z.B. O-Ring ist rissig oder platt gedrückt) durch neuen handelsüblichen O-Ring (2x60mm) ersetzen. Das Potentiometer muss seitlich und von oben auf jeden Fall gegen das Eindringen von Fremdstoffen geschützt sein.  (z.B. Benzin oder Wasser bei der Motorenwäsche) An der Unterseite ist die Kerbung für den O-Ring ausgespart. Der eingelegte O-Ring dichtet hier nicht ab.

Wenn all dies gewährleitstet ist kann das neue Potentiometer nun angeschraubt werden. Die Schrauben werden zunächst nur leicht angezogen, so dass das Potigehäuse in den Langlöchern (von vorne gesehen auf der rechten Seite) mit leichtem Kraftaufwand vertikal nach oben und unten verschoben werden kann.Hauptrücklaufanschluss des Mengenteilers nach oben ansetzen und Druckregler nach oben angesetzt mit Rücklauf zum Tank anschließen. Rücklaufanschluss des Steuerkolbens am Druckregler (kleinerer Anschluss) mit einem rückseitig aufgesteckten Gummireifenventil verschließen. Kraftstoffschlauch auf die kleine  Rücklaufleitung vom Steuerkolben aufstecken und  Schlauch so verlegen dass die Steuerkolben-Leckmenge bei laufendem Motor in ein Behältnis außerhalb des Motorraums eingeleitet wird. 
(Leckmenge bei laufendem Motor beträgt bei mir ca. 0,15 l/min)

5.3.3 Potentiometer einstellen 

Bevor mit der Einstellung begonnen wird sollte sichergestellt sein dass alle elektrischen Komponenten, inkl. Kabelstrang, sowie (zwingend !!) die mechanischen Komponenten der KE-Jetronic intakt sind. Ansonsten ist es möglich dass trotz fehlerfreier Einstellung kein einwandfreier Motorlauf gewährleistet ist. 
Außerdem sollte die CO-Einstellung vorher überprüft bzw. grob nachjustiert werden, damit zum Einstellen ein runder Motorlauf gewährleistet ist
Generell ist die Potieinstellung erst nach Behebung aller anderen Fehler am Motor durchzuführen. Stecker des elektrohydraulischen Druckstellers und des Leerlaufstellers abziehen. Motor sollte im Leerlauf (Notlauf!) absolut ruhig laufen Spannungsmessgerät mit Messadapter zwischen Potentiometer und Steuergerät anschließen.
Drehzahltester anschließen, Motor starten und warmlaufen lassen (Kaltstart hier vermeiden, da Warmlaufanreicherung außer Kraft; Wenn nötig Motor vor Demontage des Potis bereits mal warmlaufen lassen.) Wenn der Motor absolut betriebswarm ist Schlauchdrossel am Bypassschlauch nach dem Leerlaufsteller anbringen und Motor auf untere Grenze des Drehzahlsollbereichs (Drehzahlsollbereich des jeweiligen Motors  s. WIS System)  herunterdrosseln. Motordrehzahl muss an diesem Punkt absolut konstant bleiben. Potisignal durch Verschieben (nach unten: Signal wird kleiner, nach oben: Signal wird größer) ungefähr auf den ermittelten Sollwert einstellen. Trimmpotentiometer soweit nach links drehen, bis das Signal nicht mehr kleiner wird. Potentiometer jetzt genau auf Leerlaufsollwert durch Verschieben einstellen. Das Signal muss, sofern alles beachtet wurde absolut konstant bleiben. Schrauben des Potentiometergehäuses gleichmäßig in mehreren Schritten anziehen, Potentiometergehäuse dabei festhalten und darauf achten dass sich der Spannungssollwert nicht mehr ändert. Schrauben müssen alle fest werden (Achtung nicht überziehen!!) Potisignal nochmals kontrollieren.

Motor abstellen, Stecker des Leerlaufreglers und des elektrohydraulischen Druckstellers wieder aufstecken. Spannungsmessgerät wieder anstecken.Motor starten. KE-Regelung sollte jetzt, wenn alles beachtet wurde einwandfrei arbeiten. Leerlaufdrehzahl kontrollieren, muss im Drehzahlsoll liegen, leichtes Schwanken (max. 50U/min) darf toleriert werden. Potisignal nochmals kontrollieren, ist aufgrund der elektronisch eingeregelten (zur Einstelldrehzahl höheren) Leerlaufdrehzahl geringfügig (ca. 0,1V) höher. Mit dem Trimmpotentiometer kann im Sollbereich noch angehoben werden (keinesfalls erforderlich!!). Motor abstellen und Druckregler wieder richtig anbauen.
Demontierte Teile anbauen, Luftfilter aufsetzen.Motorregelung anhand der unter 4.1 genannten Prüfsymptome überprüfen. Plombierung des Potentiometers erst anbringen wenn die Regelung einwandfrei arbeitet. Am besten einigen Tage im Praxistest auf der Straße, beim Kalt-/Warmstart, usw. überprüfen. Trimmpotentiometer sollte dann auch mit einem Kügelchen plastischer schwarzer TEROSON Dichtschnur (evtl. auch Silikondichtstoff o.ä., was sich auch wieder entfernen lässt) verschlossen werden.
Sämtliche Veränderungen zwecks der Potieinstellung wieder rückgängig machen.

6. Einzelne elektronische Komponenten der KE überprüfen

6.1 Fotos und Lage der einzelnen Bauteile
 

6.2 Widerstandswerte einzelner Bauteile

Kaltstartventil: 4 - 15 Ohm 

Drehzahlsensor: 800 - 1200 Ohm

Leerlaufregler: 4 - 10 Ohm 

elektrohydraulischer Drucksteller: 20 - 25 Ohm

Lambda-Sonde Heizwicklung: 3 - 15 Ohm (+20°C)

Wassertemperaturfühler (NTC): 1,3 - 3,6 kOhm (+30 ... +15°C) / 250 - 390 Ohm (ca. +80°C)

Ansauglufttemperaturfühler (NTC): 1,3 - 3,6 kOhm (+30 ... +15°C)

Durchgangs- oder Widerstandsmessungen des Kabelstrangs erfolgen grundsätzlich mit abgesteckten Verbraucher bzw. Steuergeräten. Bei Kabelprüfungen der Motorelektronik sollte deren Widerstand normalerweise unter 0,2 Ohm liegen. (Bei mir war der Widerstand mit dem Multimeter nicht mehr messbar!!) Ein wesentlich höherer oder schwankender Widerstand deutet auf  Übergangswiderstände an Steckverbindungen oder Beschädigungen am Kabelstrang hin. 

6.3 Stellerstrom des elektrohydraulischen Druckstellers messen

Um den Motorlauf an verschiedene Übergangszustände anzupassen muss das Steuergerät Gemischkorrekturen vornehmen. Über einen Magnetanker (ohne Stromfluss im stabilen Gleichgewicht), der elektromagnetisch positiv oder negativ ausgelenkt werden kann wird eine Zuflussbohrung zur Unterkammer des Mengenteilers geöffnet oder geschlossen, was eine Druckerhöhung bzw. einen Druckabfall in der Unterkammer zur Folge hat. Aufgrund der indirekten Proportionalität des Unterkammerdruckes zum Einspritzdruck kann das Steuergerät somit auf den Einspritzdruck und damit auf die Einspritzmenge eingreifen, was dann Gemischkorrekturen für Nachstart-, Warmlauf-, Beschleunigungs- und Volllastanreicherung, sowie Schubabschaltung ermöglicht. Außerdem dient der elektrohydraulische Drucksteller im ständigen ?-Gemischregelzyklus als Regelgröße, was den ständig schwankenden Stromfluss erklärt. Der Stellerstrom  wird daher am besten mit dem Analogmultimeter an Pin 1 oder 2 mit geeignetem Messadapter gemessen.Wichtig ist es auf die Polung zu achten, da sich sonst die Flussrichtung des Stroms durch das Messgerät, also das Vorzeichen des Stroms ändert. Ich habe das Messgerät zwischen  Pin 1 geklemmt. (Plus an ehD, Minus an Kabelstrang). Bei dieser Polung ergibt sich bei positivem Stellerstrom eine Gemischanreicherung.  Der Stellerstrom im Leerlauf muss sichtbar schwanken, wenn die Lambda-Regelung intakt ist. 

  • gemessene Ströme beim M103941:
          stehender Motor bei eingeschalteter Zündung: 20 mA, positiv
          Leerlauf: Strom  pendelt zwischen +1 und +2  mA
  • bei KAT Fahrzeugen: 
          eingeschaltete Zündung: 20  mA konstant
          betriebswarmer Motor im Leerlauf: Strom pendelt (am besten im positiven Bereich) 
          zwischen 0 und 3  mA 
  • bei RÜF Fahrzeugen:
          eingeschaltete Zündung: 10  mA konstant
          betriebswarmer Motor im Leerlauf: Konstantstrom zwischen +1 und +2  mA

Eine Tabelle mit Sollwerten zum jeweiligen Motor für die verschiedenen Übergangszustände findet sich im WIS System von Mercedes Benz.

6.4  Kaltstartventil überprüfen

Das Kaltstartmagnetventil wird während des Kaltstartvorgangs geöffnet und bleibt danach zur Nachstartanhebung je nach Außen- und Motortemperatur nur noch wenige Sekunden geöffnet. Entscheidend ist, sofern die Spulenwicklung und die Verkabelung zum Kraftstoffpumpenrelais in Ordnung sind, dass das Ventil im geschlossenen Zustand dicht ist und sich an der Düse keine Tropfen bilden. Auch bei geöffnetem Ventil sollte ein sauberer breitzerstäubter Strahl entstehen und es dürfen sich keine Tropfen bilden.

6.5 Leerlaufdrehsteller überprüfen

Der Leerlaufsteller öffnet einen Luftquerschnitt an der Drosselklappe vorbei (Bypassquerschnitt; ein Notquerschnitt bleibt auch ohne Stromfluss durch den Magnetanker vorhanden) und hält die  Leerlaufdrehzahl des Motors in allen Betriebs- und Übergangszuständen aufrecht bzw. erhöht sie entsprechend. (vgl. Leerlaufdrehzahlregelung)
Entscheidend ist hier, sofern die Spulenwicklung und die Verkabelung zum Steuergerät in Ordnung sind, dass die Bypassschläuche und deren Anschlüsse an Gummigehäuse des Luftmassenmessers und Ansaugspinne in einwandfreiem Zustand sind um Falschluftziehen zu vermeiden.

Rechtecksignal des Leerlaufstellers zwischen Pin 1 und Fahrzeugmasse
(Achtung: Oszilloskopeinstellung war hier falsch! Das Signal ist selbstverständlich kein Wechselspannungssignal!!!)
 

6.6 Lambda-Sonde überprüfen

Durch eine chemische Reaktion an der Oberfläche wird von der l-Sonde mehr oder weniger Spannung ausgegeben, die zum Sauerstoffgehalt des Abgases indirekt proportional ist. Das funktioniert grob gesagt folgendermaßen: Durch die hohe Verbrennungstemperatur des Ottomotors oxidieren mehrere „reduzierende Gase“ direkt mit dem Restsauerstoffgehalt im Abgas. Je nachdem ob das Gemisch fetter oder magerer, d.h. weniger oder mehr Restsauerstoff im Abgas nach der Verbrennung vorhanden ist laufen diese Reaktionen nur unvollständig (bis kein Rest-O2 mehr vorhanden ist) oder vollständig  ab (bis keine Reduktionsgase mehr vorhanden sind)  Diese Reaktion findet außerdem auf der beheizten Oberfläche der l-Sonde statt, wobei  die Reduktionsgase dann mit der Metalloxid-Halbleiterschicht der Sondenoberfläche oxidieren. 
Die Reaktion an der l-Sonde steht mit der direkt nach der Verbrennung im Volumengleichgewicht, wobei die unter Verbrennungstemperaturen entstehenden Oxide gegenüber denen an der l-Sonde zuerst entstehen. (aufgrund der temperaturungünstigeren und entfernteren Lage der l-Sonde) Abhängig vom Restsauerstoffgehalt sind an der l-Sonde nur noch wenig oder etwas mehr Reduktionsgase vorhanden, d.h. es entstehen nur wenig oder viel Oxide. Je mehr Oxide sich an der l-Sonde durch Reduktion der Metalloxid-Oberfläche entstehen, desto leitender wird die akzeptordotierte Metalloxid-Halbleiterschicht, wodurch mehr Spannung ausgegeben wird.
Damit ist die l-Spannung indirekt proportional zum Restsauerstoffgehalt im Abgas. Da der Sauerstoffgehalt im Abgas von der Gemischzusammensetzung abhängt,  kann das Steuergerät die Gemischzusammensetzung errechnen, wobei die l-Sonde damit als Istgröße im Gemischregelzyklus dient.Entscheidend ist hier, sofern die Verkabelung zum Steuergerät in Ordnung und die Sonde ein Signal ausgibt, dass die Heizwicklung intakt ist. Zudem altern l-Sonden nach einer gewissen Lauflleistung auch. (was sich im Motorlauf nur selten bemerkbar macht) Generell gilt: „Je mehr km die Sonde eingebaut ist desto stärker nimmt die Regelgenauigkeit ab“.Bei gealterten Sonden tritt folgendes auf:

  • Die Spannungsamplitude nimmt ab, d. h. die Min-/Maxspannungswerte werden nicht mehr erreicht. Eine sichere Mager-/Fetterkennung ist nicht mehr möglich
  •  Die Periodendauer vergrößert sich deutlich, d. h. die Sonde reagiert zu Träge auf Gemischveränderungen. Die Frequenz der Sonde ist für optimale Regelung zu     langsam
Häufig sinkt der Kraftstoffverbrauch nach dem Einbau einer neuen Sonde allerdings merklich. Da meine l-Sonde erst vor ca. 4000 km  ausgewechselt wurde kann das Oszilloskopbild zu Refernzzwecken verwendet werden.
Signal der l-Sonde bei betriebswarmem Motor im Leerlauf 
(Die Steckverbindungen befinden sich im Fußraum rechts!)
 

6.7  Schaltplan KE-Jetronic
 

Regelgrößen                                                                      Relaisschaltungen

R1   = elektrohydraulischer Drucksteller                          RS 1 =  „KVS Kickdown“ 
R2   = Stauscheibenpotentiometer                                                (Kraftstoffpumpenrelais)
R3   = Lambdasonde                                                     RS 2 = Überspannungsschutzrelais 
R4   = Wassertemperaturfühler 
R5   = Ansauglufttemperaturfühler                                 SG = Stecker KE-Steuergerät
R6   = Abgleichstecker KE Steuergerät
R7   = Drosselklappenschalter                                        P = Kraftstoffpumpe
R8   = Mikroschalter Schubabschaltung
R9   = Kaltstartventil
R10 = Leerlaufsteller

externe Signale und Anschlüsse

X1 = Anschluss Starter Klemme 50
X2 = zum Getriebeschalter
X3 = Geschwindigkeitssignal
X4 = Anschluss Diagnosebuchse Pin 3
X5 = zur Klimaanlage
X6 = zum Kickdownschalter
X7 = zum Zündsteuergerät Klemme 2
X8 = zum Zündsteuergerät Klemme 1

7. CO-Einstellung prüfen und korrigieren

Generell muss der CO-Gehalt normalerweise nie verstellt werden, wenn er einmal richtig eingestellt wurde. 
Einzustellen ist dieser auch nur mit viel Gefühl und auch nur am Abgastester. Wenn man ohne Abgastester an der Einstellschraube herumdreht kann es durchaus passieren, wenn  beispielsweise in die falsche Richtung gedreht wird, dass der Motor beim Stellen plötzlich abstirbt und nicht mehr anspringt. 
Als erstes ist die Auspuffanlage auf Dichtheit hin zu überprüfen. Werden grobe Undichtigkeiten festgestellt sollten diese vorübergehend mit einer speziellen Auspuffdichtpaste abgedichtet werden um das Einziehen von Sauerstoff ins Abgas zu vermeiden.
Zum Einstellen kann der Luftfilterkasten abgenommen werden, kann aber auch aufgesetzt bleiben.
Eingestellt und überprüft wird grundsätzlich nur bei absolut betriebwarmem Motor nach einer Fahrt von mehr als 10km.

  • Messbeispiel: (11/03  302.266 km)
          Abgasmessung am M103941 KAT (260SE)
          bei absolut betriebswarmem Motor und gut konditioniertem Katalysator
          bei Leerlaufdrehzahl 720 U/min +-15U/min

          CO:    0,000  % Vol
          CO2:  13,91    % Vol 
          HC:     47      ppm Vol (parts per million)
          O2:    0,00      % Vol
          Lambda:   0,997

Wie aus dem Messbeispiel ersichtlich ist der Leerlauf CO-Gehalt im Abgas nach dem Katalysator, sofern dieser intakt ist nicht mehr messbar. ( Grenzwert im Leerlauf: 0,1 % Vol). Auch der Sauerstoffgehalt sollte bei intakter Lambda-Regelung, dichter Auspuffanlage und dichtem Ansaugtrakt sehr gering sein, da sich ein Großteil des Abgasrestsauerstoffgehalts  im Katalysator sammelt und erst das Stattfinden mehrer Rückreaktionen der Abgase ermöglicht.
Der vom Tester errechnete Lambda-Wert von 0,997 ist nahezu 1 und zeigt dass das Gemisch stöchiometrisch ist, d.h. minimaler Kraftstoffverbrauch bei idealem Motorlauf.

7.1 CO überprüfen und einstellen

Multimeter zwischen Pin1 des elektrohydraulischen Druckstellers und Kabelstrang anschließen. (Plus an ehD, Minus an Kabelstrang)
Kraftstoffverdunstungsanlage außer Kraft setzen.Motor an Abgastester anschließen und starten. Der CO-Gehalt nach dem Katalysator ist, sofern dieser betriebswarm ist kaum wahrzunehmen (s. voriges Beispiel). Bei Fahrzeugen ohne Katalysator sollte er  zwischen 0,5 und 1,5 [% Vol] liegen. Am Aussagekräftigsten über die Gemischzusammensetzung ist hier das von einem modernen Tester errechnete „Lambda-Verhältnis“ (=Abweichung des Gemisches vom stöchiometrischen  Verhältnis). Dieses sollte im Leerlauf um 1,00.. ( betragen. Ist dies nicht der Fall, muss nachjustiert werden. CO-Einstellschraube mit passendem Inbus gegen Federkraft nach unten drücken bis sie spürbar einrastet. Drehung nach rechts bedeutet fetteres Gemisch, nach links magereres Gemisch. Ist ein Lambda-Wert von 1,00 (+-0,01) konstant erreicht wird mit der Feineinstellung begonnen. Je nach dem ob der mit dem Multimeter gemessene Stellerstrom positiv oder negativ ist muss nachjustiert werden. Positive Stromwerte bedeuten  Gemischanreicherung,  negative Stromwerte Gemischabmagerung. An der Einstellschraube ganz vorsichtig in die jeweilige Richtung korrigieren bis sich ein Stellerstrom einstellt, der immer im positiven Bereich  < 3mA pendelt  (Der Stellerstrom im Leerlauf muss schwanken, wenn die Lambda-Regelung intakt ist!). Ist dies der Fall, werden die Abgasgrenzwerte erfüllt und der Motorlauf für gut befunden  ist die CO-Einstellung damit abgeschlossen. Alle Veränderungen zwecks der CO-Einstellung am Fahrzeug wieder rückgängig machen. 

8. Was euch in Zukunft noch erwartet (oder vielleicht auch nicht -:)

Ein weiteres Problem mit dem viele Mercedesfahrer bislang leben müssen ist das Startproblem im „halbwarmen“ Zustand (Fzg. Betriebswarm gefahren und einige Stunden abgestellt; Beim ersten Starten macht der Motor den Anschein als wolle er anspringen und  sofort stirbt wieder ab,  nach erneutem längeren Startvorgang läuft der Motor dann tadellos) Zwar weiß ich und viele andere bereits wo man hier ansetzen muss, jedoch scheint das ähnlich umfangreich wie die Potigeschichte zu sein. Wenn es mir gelingen sollte entscheidende Fortschritte zu machen werde ich wohl auch hier Material zur Verfügung stellen. Ein weiterer Punkt wäre das Auswerten von Tastverhältnismessungen zur Aussagekräftigen Fehlerdiagnose, wobei ich hier erst noch einiges an Erfahrungen sammeln muss. Zudem könnte ich mir vorstellen dass irgendwann zusätzlich noch ein paar Erfahrungen und Tips zu einigen mechanischen Komponenten der KE-Jetronic erscheinen werden. Aber das liegt alles noch in entfernter Zukunft!In dieser Hinsicht wünsche ich frohes Gelingen und weiterhin viel Spaß mit den Fahrzeugen der Marke Mercedes-Benz.

Sternengruß,
Jochen Fuchs
 

Besten Dank noch an Christian Martens, den Autor der ersten Anleitung im „W124 Archiv“, auf deren Basis diese entstand!
und Harry Wochelen für die tatkräftige Unterstützung bei der Veröffentlichung!