Wtrysk mechaniczny K‑Jetronic i KE‑Jetronic [cz.1] - jak to działa?

Wtrysk mechaniczny K-Jetronic lub KE-Jetronic występuje w wielu samochodach, które obecnie coraz częściej zyskują popularność ze względu na charakter youngtimera. Niestety, wiedza techniczna o takim nieużywanym już dziś rozwiązaniu nie jest powszechna. Dlatego trudno znaleźć mechanika, który podejmie się ewentualnych napraw i który dysponuje wiedzą techniczną potrzebną do pracy nad takim rozwiązaniem. Co zatem powinien wiedzieć kupujący? Na czym polega wtrysk mechaniczny i jakie ma zalety i wady?

Warto przed zakupem leciwego pojazdu dokładnie sprawdzić jego jednostkę napędową od strony zastosowanych w niej rozwiązań technicznych. W latach 80. i wczesnych 90. popularne były zarówno gaźnikowe, jak i wtryskowe. Większość producentów, stosując te drugie, używała produktów elektronicznych, jednak pierwsze próby wprowadzania dla masowego odbiorcy silnika z wtryskiem były powiązane właśnie z opisywanym wtryskiem mechanicznym.

Najważniejszym i najbardziej popularnym rozwiązaniem był słynny K-Jetronic i KE-Jetronic. Bosch, będący ich producentem, sprzedawał ten projekt wielu producentom, którzy wyposażali w latach 70., 80. i 90. w takie swoje pojazdy. Z racji tego, że było to wtedy technicznie dość nowatorskie, to wyposażane w nie często były pojazdy marek premium. Do najpopularniejszych aut, w których możemy znaleźć takie rozwiązanie należą Audi 80 i 100 czy Mercedesy W123, W124, W116, W126. To rozwiązanie obecne jest także w Mercedesie 190 W201, którego przywracamy obecnie do pełnej sprawności. Taki wtrysk mechaniczny spotkamy także w innych autach np. w Volvo. Mowa tutaj oczywiście jedynie o silnikach ZI, czyli popularnych benzyniakach.

Czym różni się K-Jetronic od KE-Jetronica? Ten drugi jest rozwinięciem pierwszego, polegającym na udoskonaleniu składu mieszanki poprzez elektroniczne sterowanie ciśnieniem oddziałującym na klapkę paliwa. Jest to sterowanie precyzyjniejsze, stąd też bardziej optymalny skład mieszanki i poprawienie parametrów silnika. Jednak większość pozostałych elementów układu pozostała bez zmian.

Często spotyka się określenie, że wtrysk mechaniczny jest rozwiązaniem pośrednim między gaźnikiem a wtryskiem elektronicznym. Jest w tym sporo racji, ponieważ w odróżnieniu od gaźnika tutaj są wtryskiwacze, które pracują w sposób ciągły. Różnicą w stosunku do tradycyjnego wtrysku jest to, że brakuje sterowania elektronicznego składem mieszanki. Stąd literka k – konstans w nazwie oznaczająca stałe otwarcie wtryskiwaczy. Mieszanka jest utrzymywana we właściwym składzie poprzez układ mechaniczny oparty na podstawowych prawach fizycznych.

Całość jest bardzo prosta w działaniu i pokazuje, jak doskonale można poradzić sobie bez całej skomplikowanej elektroniki, wykorzystując jedynie kunszt czystej mechanicznej inżynierii. Zresztą sam projekt dobrze oddaje ducha tamtych czasów. Co więcej, rozwiązanie jest bardzo skuteczne i jeśli ktoś o nie dba, to prawie pancerne.

Jego opis warto zacząć już od baku paliwowego. Tutaj jest on całkowicie szczelny, dzięki czemu prężne pary paliwa wspomagają proces podawania paliwa. O tym efekcie możemy się przekonać przy okazji tankowania. Odkręcając korek paliwa, można zaobserwować odszczelnienie z charakterystycznym dźwiękiem. Ze zbiornika paliwo poprzez filtr paliwa wędruje do pompy paliwa, która jako jedyna jest sterowana jest elektronicznie. Filtr paliwa jest tutaj ważnym elementem, który po zanieczyszczeniu może poważnie wpływać na pracę silnika. Na pompie przyłożone jest napięcie 12 V, które w przypadku minimalnego obciążenia może być zmniejszone do 6 V. Napięcie to jest podstawą przy procesie regulacji wtrysku mechanicznego.

Pompa paliwa jest pompą komorową, rotacyjną. Dostaje się do niej paliwo, które jest sprężane przez obracające się komory. To wystarcza do jego przepchnięcia pod wysokim ciśnieniem. Typowe parametry pracy takiej pompy to ciśnienie około 8 barów i wydajność 4-5 l/min.

Pompa ma zawór bezpieczeństwa otwierający się przy ciśnieniu 8 barów. Zabezpiecza on pozostałe podzespoły przed uszkodzeniem spowodowanym zbyt wysokim ciśnieniem. Na wyjściu pompy znajduje się zawór powrotny, który po wyłączeniu zasilania zapobiega cofaniu się paliwa przez pompę do zbiornika, a tym samym zanikowi ciśnienia paliwa w układzie zasilania

Paliwo jest podawane pod ciśnieniem do urządzenia rozdzielającego paliwo do poszczególnych wtryskiwaczy, popularnie zwanego rozdzielaczem. W rozdzielaczu umieszczona jest klapka sterująca, której wychylenie rozdziela paliwo. Aby skład mieszanki był prawidłowy, wychylenie klapki uzależnione jest od ilości wciąganego przez silnik powietrza.

Zatem ilość paliwa zależy jedynie od dwóch parametrów, co stanowi istotną różnicę w stosunku do współczesnych rozwiązań wtrysku paliwa, w których uzależniony jest on jeszcze m.in. od danych dotyczących ruchu pojazdu oraz wielu innych czynników. Tam dane są przetwarzane kilka tysięcy razy na sekundę, tutaj podlegają bezpośrednio prawom fizycznym.

Informacja, ile jest powietrza, czerpana jest wprost z wychylenia przepustnicy, czyli z poziomu naciśnięcia pedału gazu. Podciśnienie po zaciągnięciu powietrza podnosi klapkę i paliwo leje się do cylindrów. Ilość benzyny zależy także od temperatury silnika. Jeśli jest niska – tuż po rozruchu, to działa tzw. ssanie, które jest regulowane osobnym pokrętłem. Dawka paliwa jest wtedy zwiększana. Wolne obroty można regulować, wkręcając lub wykręcając zaworek puszczający powietrze kanałem obok przepustnicy.

Jak w praktyce sprawuje się taki układ paliwowy? Ja zauważyłem, że zużycie paliwa jest w znacznym stopniu zależne od stylu jazdy. Bardziej niż w samochodach współczesnych. Gdy mocno naciśnie się pedał gazu, to do silnika trafia sporo paliwa. Ale w codziennym użytkowaniu nie jest to nadmiernie paliwożerne. Mój silnik 2,0 po mieście, zimą, na krótkich dystansach i w korkach zużywa około 10 l/100 km.

Na pewno przy mechanicznym wtrysku mieszanka nie jest w pełni optymalna, ale w codziennej jeździe zupełnie tego nie widać. Silniki z takim układem wtryskowym mają dość dobre parametry użytkowe. Przykładowo, jednostka Mercedesa już w 1982 roku osiągała 122 KM i 175 Nm momentu obrotowego z pojemności 2,0. To jak na tamten czas świetny wynik.

Przy takim wtrysku paliwa silniki mają charakterystyczny dźwięk, co prawdziwym pasjonatom daje dodatkową przyjemność z jazdy. Najlepiej widać to w przypadku słynnych pięciocylindrówek produkcji Audi. Jeśli ktoś nie jechał, to uwierzcie, że naprawdę warto wsiąść do takiego Audi 80 B2 coupe z mocną pięciocylindrówką.

Do zalet K-Jetronika możemy zaliczyć także niewielką wrażliwość na jakość paliwa, do wad - kłopoty z ewentualnymi modyfikacjami (trudno zwiększyć pojemność silnika czy dołożyć turbinę). W niektórych konstrukcjach występują też problemy z kulturą pracy na wolnych obrotach przy zimnym silniku, ale taki to już urok czystej mechaniki.

Czas pokazuje, że były to konstrukcje sprawdzone, które przy regulacji raz na jakiś czas potrafiły przejeździć bezawaryjnie wieleset tysięcy kilometrów. Mechanicy zajmujący się starymi silnikami Mercedesa twierdzą, że taki układ paliwowy jest praktycznie nie do zdarcia, pod warunkiem że ktoś nie zamontował instalacji LPG.

O ewentualnych nieprawidłowościach i połączeniu wtrysku mechanicznego z instalacją LPG napiszę w kolejnej części.