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3B Motor - Kraftstoffsystem

 

Toyota Land Cruiser BJ 42 (1984)

Stand: 16. 04. 2016

 3B Motor

Kraftstoffsystem

 Der 3 B ist kein Drehzahl- oder Leistungswunder sondern ein langlebiges zuverlässiges Arbeitstier. Er mag keine hohen Drehzahlen und (wie eigentlich jeder Motor) sollte man ihn warm fahren bevor man ihn belastet. Untertouriges Fahren wie z.B. mit 60 km/h im 5. Gang sind auch nicht seine Domäne, zumal dies dem Getriebe (5-Gang H55F) auch nicht besonders bekommt.

  • Diesel
  • 4 Zylinder Reihe
  • 3.431 ccm
  • Bohrung x Hub: 102 x 105
  • Verdichtung 20,0:1
  • Vorkammer
  • Leistung 90 PS / 66 kW bei 3.500 U/min
  • Drehmoment 216 Nm bei 2.200 U/min
  • Schnellvorglühanlage (elektrisch über Kühlwassertemperatur geregelt)

Hier ein Video von Bosch zum Dieselmotor (ganz grundsätzlich!)

Einspritzanlage
  • 4 Stempel Reiheneinspritzpumpe (RESP) Denso System Bosch






    Hier ein interessantes     Video zu Bosch-Reihen-Einspritzpumpen; alt aber sehr lehrreich.
    In diesem     Video wird gezeigt, wie man Federn, Pumpenelemente und "Shims" bei einer Reiheneinspritzpumpe tauscht. Keine komplette 100% Anleitung, aber man sieht wie es grundsätzlich funktioniert.
    Sehr interessant für Maschinen mit längeren Standzeiten.
    Da sieht man auch, warum man einen Dieselmotor mit unbekannter Standzeit und unbekanntem Tankinhalt (insbesondere wenn er mit dem heutigen Diesel mit Biodieselanteil länger als 6 Monate gestanden hat) nicht einfach so starten sollte.
     
  • Antrieb über Stirnräder

  • EDIC-System (Electronic Diesel Injection Control, wobei man sich unter "Electronic" nicht zuviel vorstellen darf, es handelt sich im Prinzip um einen elektrischen Verstellmotor mit Gestänge) für die Motorabschaltung bei "Zündung Aus" und zu geringem Öldruck. ESP wird durch ein Gestänge in die "0" Stellung gebracht und der Motor geht so aus.

    (EDIC kann man bei Problemen oder auch generell außer Betrieb nehmen und durch einen Bowdenzug ersetzen.)
    Dann entfällt natürlich
    - die Frühverstellung des Einspritzzeitpunkts für die "Kaltstartanreicherung"
    - die automatische Motorabschaltung bei zu geringem Öldruck
    - das Abstellen des Motors  per "Zünd"schlüssel.
    Der Motor wird per Bowdenzug abgeschaltet.
    Wer so etwas macht, sollte sich also über die Konsequenzen im Klaren sein! )
  • Kaltstartanreicherung gesteuert durch Kühlwassertemperatur.
  • Keine Rücklaufleitung zum Tank (s.u.)
  • Manuelle Entlüftungspumpe mit Grobfilter



  • Drosselklappenregelung: Die Drehzahlregelung erfolgt mittels Seilzug (Bowdenzug) auf die Drosselklappe und über Unterdruckschläuche auf die Einspritzpumpe.
    Die Leistungserhöhung (Drehzahlerhöhung) beim "Gasgeben" erfolgt beim Dieselmotor ausschließlich durch die Erhöhung der Einspritzmenge von Kraftstoff und nicht wie beim Benziner über die Regelung der Luftmenge.
    Drosselklappen beim Diesel dienen beispielsweise um Unterdruck aufzubauen, das ordnungsgemäße Abstellen des Motors ohne Nachschwingungen zu ermöglichen, um Ansauggeräusche zu minimieren.

 

Kraftstofffluss und die Einspritzung

 

 

Vom Tank gelangt der Kraftstoff in den Sedimenter. Der Sedimenter (unterhalb des Fahrzeugs auf Höhe des Fahrersitzes) dient als Wasserabscheider. Dieser soll nur Wasser vom Kraftstoff trennen. Er besitzt  keinen Filter, lediglich einen sogenannten Reedschalter der auf Magnetismus reagiert und bei entsprechendem Magnetfeld schaltet. Dazu ist in dem Gehäuse ein Ringförmiger Schwimmer mit Magnet untergebracht. Erreicht der Wasserstand die nötige Menge um den Schwimmer anzuheben, leuchtet die gelbe Leucht im Armaturenbrett auf. Um das Ding zu entwässern, gibt’s von unten eine 6er Schraube die einfach rausgedreht wird.

 

Oben auf dem Gehäuse sitzt eine weitere Schraube, die man beim Entwässern öffnen kann, damit Wasser und auch Dreck, der sich im Sedimenter angesammelt hat, besser abfließen kann.

Beim "Entwässern" sollte man eine Schale unterstellen, da ev. nicht nur Wasser, sondern auch Diesel mit austritt.

Nun kommt der "entwässerte" Kraftstoff zur Förderpumpe. Vor dieser befindet sich ein grobes Sieb als Vorfilter. Von dort geht es zum eigentlichen Kraftstofffilter.

Hier gibt es zwei Ventile die den Diesel für die ESP auf Druck halten, und hier mündet auch die Rücklaufleitung. Die Rücklaufleitung oder auch Leckölleitung gibt es  bei den J4 Modellen, sie ist nur nicht am Tank sondern wieder am Eingang der Förderpumpe angeschlossen. Man findet sie an der Verbindung der einzelnen ESD's am vierten Zylinder weggehen. Dadurch das in dieser Leitung ein minimaler Überdruck herrscht, wird erst der Kraftstoff aus dem Rücklauf und dann der noch fehlende Diesel aus dem Tank zur Verpuffung geschickt. Die Förderpumpe hat mit dem Druck in der Rücklaufleitung nichts zu tun, diese bringt nur ausreichend Kraftstoff ca. 1l /min mit einem vordefinierten Druck ca. 2bar über den Filter zur ESP. ( Messungen der Mengen und Drücke bei Leerlaufdrehzahl) Zu sagen über die ESP ist, das es sich bei den J4 um Reiheneinspritzpumpen handelt und jeder Zylinder seinen eigenen Zylinder und Kolben innerhalb der Pumpe hat.

In der ESP wird nun der Kraftstoff in die einzelnen Zylinder der Pumpe gebracht, die Kolben darin sind speziell gearbeitet so das man mit dem verdrehen dieser unterschiedliche Fördermengen realisieren kann. Der Verdrehmechanismus ist an eine Zahnstange angeschlossen, die sogenannte Regelstange, die wiederum ist mit einer Membrane verbunden die hinten am ESP Deckel sitzt.

Jetzt kommt der Unterdruck ins Spiel. Im Ansaugrohr sitz die Drosselklappe hinter welcher je nach Stellung ein höherer oder niedrigerer Unterdruck herrscht. Dieser Unterdruck wird nun über einen Schlauch ins Membrangehäuse der ESP geleitet und die Membran steuert nun über die Regelstange die Einspritzmenge und damit die Drehzahl des Motors. Damit der Motor nun eine Abregel- und Leerlaufdrehzahl sowie eine Einspritzzeitpunkt hat gibt es in  so einer Einspritzpumpe noch andere Helferlein. 

Wird die Abregel- und Leerlaufdrehzahl noch einfach über Einstellschrauben bewerkstelligt, ist der Einspritzzeitpunk über einen sogenannten Spritzversteller geregelt. Dieses Teil sitzt vorne am Motor unter den Alu Abdeckungen, wo auch das Antriebsrad für die Nockenwelle sitzt. Stirnradgesteuert nennt man diese Art von Steuerzeitantrieben auch. Also dieser Spritzversteller, man kann ihn auch als Fliehkraftregler bezeichnen, verdreht je nach Drehzahl des Motors die Nockenwelle der Einspritzpumpe. Die Nockenwelle legt durch den Nocken der auf den Kolben der ESP wirkt den Einspritzbeginn fest, da sich im Moment der Nocke der höchste Druck aufbaut und damit die Einspritzdüse öffnet. Die Einspritzdüse besteht wiederum aus einem Zylinder und einem Kolben, der mit einer Feder vorgespannt ist und Idealerweise die Düsenöffnung bei 125bar freigibt. Der Diesel wird nun feinzerstäubt in den Brennraum eingespritzt und wird dort entzündet.

Zum Thema Entlüften: meistens reicht es den Filter zu entlüften, dazu die Handpumpe an der Förderpumpe durch drehen lösen, die Entlüfterschraube am Filter lösen und Pumpen bis keine Luft mehr kommt.   An der ESP wird der Raum entlüftet, von wo aus die Zylinder für die einzelnen Pumpen gefüllt werden um sicherzugehen das sich hier keine Luft sammelt. Geht auch ohne aber schadet auch nicht wenn man's macht.

 

Einspritzdüsen

 

 

 

Zur Kontrolle und Überholung müssen die ESD ausgebaut werden.

Dazu werden benötigt

 a) Werkzeug

·       12er Maulschlüssel oder Knarre

·       19er Maulschlüssel

·       27er gekröpfter Ringschlüssel (ggfs. mit Verlängerung)

·       Düsenprüfgerät

·       Dieselkraftstoff oder besser Petroleum AIII (gereinigt)

·       Stabiler Schraubstock

·       Saubere fusselfreie Lappen

·       Gefäß in dem die Teile in Petroleum gereinigt und montiert werden

·       Hartholz zum Reinigen der Düsenhalter


b) Material

     (* bedeutet: wird nicht zwingend benötigt, Preise jeweils nur ca. und pro Stück))

 

·       4 neue Düseneinsätze Toyota Nr. 23620-68010         20 – 40 €

·       4 Flammschutzscheiben Toyota Nr. 11170-56010        2 €

·       4 Dichtringe Toyota Nr. 11176-56010                          2 €

·       4* Dichtungen Toyota Nr. 23654-46010 (falls diese beim Demontieren des Düsenhalters beschädigt werden)                                                 2,50 €

·       4* Federn Toyota Nr. 23618-56010 (falls die Federn beschädigt oder verschlissen sind)

·       4* Einstellplättchen (washer, shims) entsprechender Stärke (hier 1.6) Toyota Nr. 23644-46010 (die benötigte Stärke richtet sich nach dem gewünschten Düsenöffnungsdruck)      2 €

 

Welche der *-Teile benötigt werden, weiß man meist erst, wenn man die Teile demontiert hat.

Bei den Einstellplättchen können die vorhandenen passen. Es ist genauso möglich, dass sich die falschen im Düsenhalter befinden und die Teile getauscht werden müssen. Leider sind die Teile nicht besonders preisgünstig. Flammschutzscheiben hab ich bislang nur Original von Toyota bekommen. Die Einstellplättchen gibt’s auch von Bosch. Sind zwar mit Innenloch, das spielt aber keine Rolle. Bestellung bei Bosch wird oft schwierig, da man die Teile nicht nach Fahrzeug, sondern nach den Maßen bestellen muss. Ob sich der Aufwand für 4 € Ersparnis lohnt?

 

Probleme mit dem Kraftstoffsystem und mögliche Ursachen (BJ 42)

 

Symptom

 

Mögliche Ursache

 

Abhilfe

 

 

Weißer Rauch aus dem Auspuff und nur zögernde oder gar keine Leistung mehr

Kraftstofffilter verstopft

 Kraftstofffilter tauschen (vor dem Einschrauben befüllen!)

Motor ruckelt beim Beschleunigen, ähnliche Symptome wie beim verstopften Filter, jedoch ohne weiße Abgase, tritt manchmal nur gelegentlich nach Standzeiten (über Nacht) auf und der Motor läuft sonst normal

Sedimenter enthält viel Schmutz

(unten sind Bilder vom Sedimenter und was man darin vorfinden kann)

Sieb an der Förderpumpe in der Einlaßschraube reinigen

Dieselfilter tauschen

folgende Leitungen mit Druckluft durchblasen

- Förderpumpe zum Anschluß im Motorraum

- Motorraum zum Sedimenter

- Sedimenter zum Tank

- Sedimenter ausbauen, Füllstandsgeber entfernen, Schrauben herausdrehen, Sedimenter gründlich reinigen

- Sedimenter einbauen

(Wenn der Sedimenter durchgerostet ist -> ersetzen oder abdichten, der Sedimenter ist als Erstzeil nicht mehr verfügbar. Mann kann diesen aber durch einen Standardwasserabscheider ersetzen. Ich würde einen mit Schauglas nehmen und den im Motorraum einbauen.)

Ich würde bei der Gelegenheit gleich den Tank entleeren und durchspülen.

Blauer Rauch aus dem Auspuff im Schubbetrieb

Membran an der ESP defekt

 Membran austauschen



 

Nimmt schlecht Gas an, keine Leistung

Luft im System (Tank fast leer gefahren?)

 (Nachtanken)
Entlüftungsschraube am Kraftstofffilterflansch öffnen (hier am besten ein passendes Schlauchstück anbringen und den autretenden Kraftstoff in einem Gefäß auffangen, sonst spritzt einem die Brühe ins Gesicht, wenn man gerade pumpt und nicht aufpasst)
Handpumpe an der ESP lösen (durch Drehen)
Pumpen bis Kraftstoff an der Entlüftungsschraube austritt (Schraube schließen)
Motor im Stand laufen lassen, entlüftet sich meist nach 2-5 Minuten selbst
ansonsten Entlüftungsschraube an der ESP öffnen und nochmals Pumpen bis dort Kraftstoff austritt
und Verschraubung an der ESD des 4. Zylinders lösen
Motor starten und warten bis dort Kraftstoff austritt und keine Bläschen mehr gebildet werden
Motor muss jetzt rund laufen und nach kurzer Zeit einwandfrei Gas annehmen

 

 

 

Kontrollleuchte „Filter“ im Armaturenbrett leuchtet

 Wasser im Sedimenter

 Ablassschraube am Sedimenter (am Rahmen unter Fahrertür) öffnen und Wasser ablassen), ggfs. auch Schraube oben am Sedimenter lösen, damit Luft nachströmen kann (Schale unterstellen)

 

 

 

In Höhen über ca. 1.500m:

Keine ausreichende Leistung, Ruckeln

Höhenkompensation funktioniert nicht richtig

 Höhenkompensation an der ESP verstellen

 

 

 

Motor startet nicht

Bekommt nicht genug Kraftstoff oder Vorglühung funktioniert nicht (ev. Problem beim Pölen)
  • Starthilfespray oberhalb der Drosselklappe einsprühen
  • Notfalls geht auch Petroleum, Äther, o.ä.
  • Wichtig: Das Spray muss vernebelt in die Zylinder gelangen, nicht als Flüssigkeit, sonst sind ggf. kapitale Schäden zu erwarten 

Dies sind reine Maßnahmen für den Notfall – nicht für den täglichen Gebrauch!

 

Hier sieht man den Sedimenter am Rahmen ungefähr unter dem Fahrersitz

Links daneben der Unterdruckbehälter für den Bremskraftverstärker.

Hier noch ein weiteres Bild

Die Bilder wurden nach dem Wiedereinbau aufgenommen.

Sedimenter und Halterung wurden vor der Montage gründlich mit Fluifilm NAS eingepinselt. Das sollte man gelegentlich wiederholen.

Und hier sieht man, was ich beim Reinigen des Sedimenters im Inneren gefunden habe

Das ist der Inhalt nach dem Abgießen der Flüssigkeit.

Das sind immerhin noch fast 0,2 l ...