Das Harley-Davidson Einspritzsystem: Eine detaillierte Betrachtung

Bei dem Thema elektronische Einspritzanlage (EFI) & Vergaser Tuning gibt es viele verschiedene Meinungen und in vielen Internet-Foren wird dieses Thema stark behandelt. Besonders Biker, die noch mit dem Vergaser gross geworden sind, haben manchmal Probleme, sich mit der elektronischen Einspritzung (EFI) anzufreunden.

Grundlagen der elektronischen Einspritzanlage (EFI)

Zunächst muss eine Einspritzanlage dasselbe machen wie ein Vergaser, nämlich bei jeder Luftmenge die passende Menge an Benzin in den Luftstrom einspritzen. Wenn der Motor stationär an einem Platz verbaut wäre und mit einer konstanten Drehzahl laufen würde, wäre das gar kein Problem.

In diesem Artikel werden die Komponenten und die Funktionsweise einer Einspritzanlage in groben Zügen beschrieben.

Funktionsweise der EFI

Grundsätzlich gibt es ziemlich viele Entsprechungen zwischen einem Vergaser und einer Einspritzanlage. Wobei eine ECU deutlich stabiler und präziser ist als ein Vergaser. Heutzutage gibt es tatsächlich keinen Grund mehr, sich für einen Vergaser statt für eine Einspritzanlage zu entscheiden.

Die Einspritzanlage muss folgende Faktoren berücksichtigen:

  1. Luftmenge: Je mehr Luft eingesaugt wird, desto mehr Sprit muss eingespritzt werden. Das erreicht man dadurch, dass die Einspritzdüsen einfach länger AUF gelassen werden.
  2. Leerlauf: Der Leerlauf muss an die Motortemperatur angepasst werden. Bei kaltem Motor wird mehr Benzin eingespritzt als bei einem warmen Motor.
  3. Luftdichte: Je dünner die Luft wird (Fahrt auf einen Berg), desto weniger Benzin muss eingespritzt werden. Sonst läuft der Motor zu fett, da dünne Luft deutlich weniger Sauerstoff enthält als die Luft auf Meeresniveau. Verwandt dazu ist die Lufttemperatur: Warme Luft ist dünner als kalte Luft. Bei einem Vergaser verwendet man dafür eine Membran, die den Druckausgleich steuert (CV Vergaser).
  4. Benzinzustrom: Der konstante Zustrom des Benzins muss gewährleistet werden. Bei der EFI macht das die Benzinpumpe, die das Benzin unter gleichmässigem Druck hält. Diese Druckleitung geht direkt an die Einspritzdüse. Wenn diese elektrisch geöffnet wird, spritzt das unter Druck stehende Benzin in den Ansaugkanal (Manifold).
  5. Zündimpulse: Die EFI erzeugt auch die Impulse für die Zündung.

Komponenten der EFI

Die ECU ist der Bordcomputer. Die wichtigsten Sensoren und Aktoren sind:

  • Motortemperatursensor (ET): Teilt der EFi mit, ob der Motor kalt ist und deshalb mehr Sprit eingespritzt werden muss. Ist der Motor dagegen zu heiss, versucht die ECU über verschiedene Massnahmen (z.B.
  • Lufttemperatursensor (IAT): Er teilt der EFI mit, wie warm die angesaugte Luft ist.
  • Drosselklappensensor (TPS): Er gibt an, wie weit die Drosselklappe geöffnet ist. Je mehr Gas man gibt, desto weiter ist die Drosselklappe geöffnet und desto mehr Luft kommt in den Motor.
  • Drucksensor (MAP): Mit den beiden Werten Luftdruck und Lufttemperatur kann man ziemlich genau die momentan eingesaugte Luftmenge errechnen. Diese errechnete Luftmenge bestimmt direkt, welche konkrete Menge an Benzin bei jedem Takt eingespritzt werden muss.
  • Kurbelwellensensor (CKP): Dieser Sensor tastet die Zähne auf der Kurbelwelle ab. So weiss die ECU immer, wo sich die beiden Kolben gerade befinden. Daraus errechnet die ECU, wann der Zündzeitpunkt ist und wann die Einspritzdüsen an der jeweiligen Zylinderseite an- und abgeschaltet werden können.
  • Lambdasensoren (Oxygen Sensor): Vorne und hinten je einer. Sie teilen der EFI mit, ob sich die Verbrennung tatsächlich so optimal abspielt, wie es der Gesetzgeber wünscht (bei einem ungetunten Motor).
  • Einspritzdüsen (Injector): Vorne und hinten je eine. Sie können durch ein elektrisches Signal geöffnet und geschlossen werden. Da sie durch die Benzinpumpe (Fuel Pump, im Tank) ständig unter Benzindruck stehen, wird bei der Öffnung der Einspritzdüse das Benzin in einem dünnen Strahl in den Ansaugkanal (Manifold) eingespritzt.
  • Leerlaufmotor (IAC): Schiebt einen kleinen Kolben vor-und zurück. Dieser Kolben öffnet oder verschliesst einen kleinen Nebenluftkanal, der unabhängig von der Drosselklappenstellung mehr oder weniger Luft in den Manifold einleitet.
  • Zündspule (Coil): Bekommt ihr Signal direkt von der ECU. Die Umschaltung zwischen Früh- und Spätzündung findet auf der Basis der Sensordaten statt. Und damit sehr viel präziser als bei den Vergaser Bikes.

EFI-Tuning: Möglichkeiten und Optionen

Seit 2007 haben Harleys ausschließlich Einspritzung. Aus war der Spaß, am Vergaser Düsen zu wechseln und an Einstellschrauben zu drehen. Aus und vorbei? Wenn man von physischen Schrauben spricht, schon … Aber: moderne Einspritzanlagen werden von einem elektronischen Motormanagement gesteuert und wie bei jedem anderen Computer oder Microcontroller kann man natürlich in die Programme und Routinen eingreifen. Also quasi an virtuellen Stellschrauben drehen. Ohne Vorwissen kommt man aber bei der Einspritzung auch nicht weiter, das hat sie mit den Vergasern auf jeden Fall gemeinsam.

Es gibt viele Möglichkeiten, das Gemisch bei einer Einspritzanlage einer Harley-Davidson zu beeinflussen. Die meist genommene ist ein Modul, welches zwischen den Sensoren und dem Computer (ECM, ECU) des Motorrades zwischengesteckt wird. Dieses Modul kann die tatsächlichen Daten mit äußerlichen Anwendung verfälschen und die veränderten Daten zum Computer des Motorrades senden. Dieses führt meistens zum Erfolg.

Nachteil bei dieser Methode ist das bei der Fehlersuche nie echte Daten zur Verfügung stehen und es kommt auch vor, das dieses Modul selbst Fehlercodes produziert.

Troll Motorcycle Parts & Service ist ein autorisiertes Techno-Research Direct-Link Tuning Center und S&S VFI Tuning Center.

Wir haben verschiedene Möglichkeiten ausprobiert und haben uns letztendlich für das Directlink der Firma Technoresarch entschieden. Bei dieser Methode verändern wir die Kennfelder direkt im Computer (ECU/ECM) des Fahrzeuges so werden keine Daten verfälscht und es stehen immer die echten Daten zur Verfügung.

Vorteile von Directlink

  • keine Fehlermeldung durch Fremdkörper
  • jeder Harley-Davidson Händler kann Diagnose durchführen
  • das "close loop" Lambdasonden- System bleibt intakt
  • an HDI - Modellen können das Lufteintrittsventil " intake air valve" und das aktive Soundsystem beliebig ein/aus geschaltet werden.

Auswirkungen von Änderungen an Luftfilter und Auspuff

Die meisten Fahrzeuge, ob Vergaser oder Einspritzanlage werden schon sehr mager als Neufahrzeuge ausgeliefert. Durch jede Änderung am Luftfilter oder/und Auspuff magert das Fahrzeug erheblich ab, das führt zu einem zu heißen Lauf des Motors was die Lebensdauer des Motors erheblich minimiert.

Ein perfekt auf Auspuff und Luftfilter eingestellter Motor, egal ob Vergaser oder elektronische Einspritzanlage, bringt:

  • mehr Leistung
  • eine bessere und breitere Drehmomentkurve
  • einen weicher / runder laufenden Motor
  • bessere Gasannahme
  • einen kühleren Motor
  • ein besseres Verhältnis zwischen Leistung und Benzinverbrauch
  • eine längere Lebensdauer des Motors

Änderungen am Vergaser durch tauschen von Düsen oder Nadeln, sowie das Einstellen von elektronischen Einspritzanlagen haben keine Strassenzulassung!

Leistungsprüfstand und AFR-Daten

Wir verfügen über einen Leistungsprüfstand mit Wirbelstrombremse (Eddy Current Brake) und können jegliche Drehzahlbereiche auf dem Prüfstand simulieren und mit unseren beiden Breitband- Lambdasonden (vorne und hinten) werden die AFR-Daten bei der Einstellung überprüft. Wir können die Kennfelder vorne und hinten gleichzeitig Überprüfen und einstellen, das reduziert die Anzahl der Läufe auf dem Prüfstand. Durch unsere verschiedenen Software-Programme können wir mit dieser Methode auch Vergaser-Modelle optimieren.

Muss ich nach der Montage von Zubehör Luftfiltern die Einspritzanlage nachjustieren?

Bei allen Zubehör Luftfiltern ist damit zu rechnen, dass sich die Luftmenge gegenüber einem Serienfilter erhöht. Mehr Luft bedeutet aber nicht automatisch mehr Kraftstoff. Custom Luftfilter erfordern deshalb möglicherweise die Anpassung des Mappings, um mageres Gemisch zuverlässig zu verhindern. Die Folge von zu magerem Gemisch sind Leistungsverlust oder sogar mechanische Schäden durch Überhitzung. Die beste Leistung generiert der Harley-Verbrenner nämlich bei etwa 10% Kraftstoff-Überschuss, also fettem Gemisch. Der unverbrannte Kraftstoff kühlt dann auch den Brennraum. Im closed-loop-Betrieb, also mit betriebswarmen Lambda-Sonden, passt die Einspritzanlage die Gemischzusammensetzung in gewissen Grenzen selbst an. Die notwendigen Justierungen betreffen also vor allem den Betrieb im kalten Zustand oder wenn die Lambda-Sonden (warum auch immer) nicht aktiv sind.

Wie kann ich beim Motormanagement eingreifen?

Für die Elektronik von Harley-Davidson Motorrädern mit Einspritzung bieten wir Lösungen zur Optimierung der Motorsteuerung: Dynojet Power Vision oder FP4 von Vance & Hines, je nachdem, ob eine smartphone-basierte Lösung gewünscht wird oder ein Windows-PC vorhanden ist.

Geht damit Chip-Tuning? Komme ich damit an die Software?

Ganz offen gesagt, ja. Es gibt ein paar Bereiche, die nicht zugänglich bleiben, aber an die meisten Funktionen kommt man damit ran. Ob man das will und wie weit, muss jeder selber entscheiden.

Die Geräte werden üblicherweise über ein Kabel an der Diagnosebuchse angeschlossen und sprechen das Steuergerät direkt an. Fehlercodes werden angezeigt und können zurückgesetzt werden. So hat der Schrauber im Falle eines Falles einen Hinweis zur Hand, ob und welches Teil der Elektronik nicht funktioniert. Ganz ohne Händler.

Viele Harley-Davidsons mit Einspritzung leiden unter Ruckeln im Teillastbereich oder verzögerter Gasannahme. Mit einer Korrektur des Mappings lässt sich da abhelfen. Ganz nach persönlichem Gusto und in der eigenen Garage. Es gibt große Bibliotheken von Maps, die für Power Vision und Fuelpak bereitgehalten werden und die man auf das eigene Fahrzeug aufspielt. Optional darf natürlich jeder selbst ran.

Zusätzliche Tuning-Optionen

Thunder Max ECM

Der ThunderMax EFI ist der Renner unter den ECM, einmal eingebaut und programmiert regelt das System alles andere selbstständig und stellt sich auf die jeweilige Tuningstufe des Bikes ein. Das ThunderMax erlaubt auch individuelle Einstellungen wie Standgas. Kurz und knapp, die optimale Lösung fürs Bike. (nicht für Vergaser Modelle)

Tuning Kit für Harley Davidson B.T. Twin Cam Modelle ab 1999-2006, Stage I

Der optimale Kit für alle, denen der originale Motor zu wenig Druck macht. Dieser Kit funktioniert perfekt mit originalem Vergaser und Zündung. Bei EFI-Modellen muss zusätzlich ein ThunderMax, Race tuner, Powercommander o.ä. verbaut werden. Dabei bleibt die Lebensdauer unverändert zur Serie.

Tuning Harley Davidson FLSTCI, BJ:2006

Stage 1, ThunderMax, offener Auspuff, offener Luftfilter. Ergebnis: 92,5 PS am Motor

Tuning Kit für Harley Davidson B.T. Evo Modelle bis 1999, Stage I

Der Tuning Kit kann mit originalem Vergaser und Zündanlage gefahren werden. Wir empfehlen Mikuni HSR 42 Vergaser. Eine offene Auspuffanlage wäre empfehlenswert. Wir empfehlen AMC Schalldämpfer. Lebensdauer wie original.

Hubraumerhöhung von 883 auf 1200ccm BJ: 1986-2003

Tuningsatz von 883 auf 1200ccm für Harley Davidson Sportster Modelle von 1986-2003, Verdichtung: c.a.9.5:1

Wichtiger Hinweis zum Tuning

Um es gleich vorweg zu nehmen, die meisten Tuningmaßnahmen egal von welchem Hersteller oder Anbieter sie angeboten werden sind ohne TÜV Gutachten. Sie sind also nur für den Rennsport oder Custombikes geeignet nicht für den öffentlichen Straßenverkehr.

Achtung: Nur für den Rennsport nicht im öffentlichen Straßenverkehr zugelassen !!!

Technische Tipps

Harley Davidson Nockenwellenlager

Betrifft Nockenwellenkettenspanner (Steuerketten) Twin Cam Harley Davidson Twin Cam Motoren mit mechanischen Kettenspannern sollte alle 40.000 Km kontroliert werden.

Nockenwellenlager Baujahre 92-99

Seit Januar 1992 wurde seitens Harley-Davidson ein geändertes Nockenwellenlager verbaut. Bei diesem Lagertyp kann es mit zunehmender Laufleistung zu Lagerschäden kommen. Wir empfehlen Ihnen deshalb, das erwähnte Lager austauschen zu lassen.

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