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Das Kraftstoffpumpenrelaisund der Brandschutz

Dieser Bericht gilt für ca. 2700 der Clubfahrzeuge ab Bj. 80 (gleitend) bis Bauende 89. Er trifft nicht zu für ca. 1000 Clubfahrzeuge der altehrwürdigen Jahrgänge mit D-Jetronic und die früher KA-Jetronik.

Druck, Druck – nichts als Druck

Motoren mit Saugrohr-Einspritzanlagen, wie die KA, KE oder KE III, leben vom kontinuierlichen Anspritzen der Einlassventile in den Ansaugkanälen. Die unterschiedlich leistungsstarken Kraftstoffpumpen, bei vielen Achtzylindern sogar deren zwei, fördern ständig eine große Menge Kraftstoff unter hohem Druck vom Tank zu den diversen Regulierventilen. Je nach Menge der Ansaugluft teilen die Regulierventile den Start- und Einspritzdüsen die passenden Benzinmengen zu. Dabei stehen auch alle Einrichtungen für Kaltstart, Warmlaufanreicherung, Leerlaufsteuerung etc. unter dem hohen Benzindruck von 5,5 bar.

Sind die noch ganz dicht?

Die Konstrukteure pflegen die Haltbarkeit der Bauteile für ein Autoleben auszulegen, das meist mit 15 Jahren angenommen wird. Inzwischen haben sich die Bauteile schon zwei Autoleben lang bewährt und altern weiter im dritten. Dass Kraftstoffventile gegen einen hohen Druck nicht ewig dicht bleiben, ist eine Binsenweisheit. Geringe innere Leckagen im Einspritzsystem sind im Betrieb unkritisch. Manche Motorelektronik kann sogar mittels Lambdasignal Leckagen ausregeln, sodass kein Mehrverbrauch feststellbar ist. Wer bei unseren Klassikern von dichten Absperrungen ausgeht, beweist ein grenzenloses Vertrauen in die gealterte Technik. Da Sicherheit vorgeht, haben die Konstrukteure das KPR als Sicherheitseinrichtung entwickelt.

Nur wenn der Drehzahlmesser tickt

Mit dem Drehen des Zündschlüssels schließt die Logik das Hauptrelais im KPR meist für eine Sekunde zum Aufbau des Kraftstoffdrucks. Das Geräusch der Rollenzellenpumpe verstummt nach dieser Zeit wieder. Wird der Zündschlüssel auf „Anlassen“ gedreht, steuert der Anlasskontakt (50) die Logik an, solange der Anlasser dreht. Startet der Motor, übernimmt das Signal des Drehzahlmessers TD die Ansteuerung der Logik. Nur TD kann das Hauptrelais dauerhaft geschlossen halten, damit die Pumpe arbeiten kann.

Wird die Leerlaufdrehzahl unterschritten, oder die zulässige Höchstdrehzahl überschritten (letzteres gilt ab 3/80), öffnet das KPR und die Kraftstoffförderung stoppt. Die Pumpe fördert nur wenn der Motor dreht. Einzige Ausnahme: Dieser Augenblick nach Einschalten der Zündung zum Druckaufbau zugunsten einer verkürzten Anlasszeit.

Wichtig: Nur das Drehzahlsignal TD lässt die Pumpe kontinuierlich arbeiten. Steht die Kurbelwelle, kann auch bei inneren Undichtigkeiten kein Kraftstoff in die Ansaugkanäle und Zylinder gelangen. Die Konstrukteure haben für die späten KA, die KE und die KE III Einspritzmotoren diese Brandschutzeinrichtung vorgesehen. Bei den frühen KA Einspritzern sichert ein Schalter an der Stauscheibe den Brandschutz.

Trägt die Not-Brücke zur Notmobilität?

Was tun, wenn das KPR zwar schaltet, aber der Strom wegen einer gebrochenen Lötstelle nicht fließt? Man kann bei manchen SL mit einem speziellen Kabel den Strom von der Schlussleuchte oder von der Unterdruckpumpe zur Kraftstoffpumpe leiten. Man sollte aber sehr genau prüfen, ob die angezapften Leitungen das Überbrücken schadlos überstehen können?

Durch Dick und Dünn?

Ein Fachkundiger wird vor der Überbrückung zuerst den Pumpenstrom abschätzen. Er wird die Belastbarkeit der Schlusslichtkontakte im Lichtschalter, der Steckkontakte und des 0,75 mm² dünnen Leitungen der Schlussleuchten bedenken. Er wird auch prüfen, ob eine Lampenausfallkontrolle (in ca. 1400 Clubfahrzeugen verbaut) beschädigt werden könnte. Schließlich kann der Pumpenstrom 10 bis 30 Mal höher sein als der Schlussleuchtenstrom. Auch der Leitungssatz der Zentralverriegelung bei der Unterdruckpumpe M14/1 ist streckenweise ebenfalls nur 0,75 mm² dünn. Je nach Anzahl der Kraftstoffpumpen, Pumpentyp und Leichtgängigkeit kann die Überlastung der dünnen Kabelchen gerade noch riskiert werden. Damit die überlasteten Sicherungen nicht nach wenigen Kilometern schmelzen, muss meist die Si 13, (Schlussleuchtenbrücke) oder Si 11 (Zentralverriegelungsbrücke) durch eine doppelt so starke ersetzt werden, was danach wieder rückgängig gemacht werden muss! Die Konstrukteure leiten nicht ohne Grund den Pumpenstrom mittels 2,5 mm² Kupfer von der Batterie ohne Absicherung via KPR bis zur Verzweigungsstelle und dann mit je 1,5 mm² zu jeder Pumpe.

Der große Knall

Wenn innere Leckagen im Einspritzsystem nicht auszuschließen und Treibstoffansammlungen im Ansaugtrakt gefährlich sind, darf zu keinem Zeitpunkt die Pumpe bei stehendem Motor fördern. Der Trick, per Lichtschalter Pumpe und Motor auszuschalten, kann die Restlebensdauer des Lichtschalters sehr verkürzen.

Erlaubt die Ausstattung des 107ers diesen Notbetrieb, sollte das Überbrückungskabel zumindest diese vier Merkmale aufweisen: Erstens 1,5 mm² Kupferquerschnitt je Pumpe. Zweitens Y-Form, damit sich beide Schlusslichtleitungen die Last teilen können. Drittens einen soliden Kabelschalter an gut zugänglicher Stelle, damit ein zeitgleiches Starten und Stoppen von Kraftstoffpumpe und Motor ermöglicht wird. Viertens gehört zu jeder Überbrückung zwingend ein schrilles Warnsignal sobald der Motor steht und die Pumpe dreht! Denn auch während einer kurzen Rast und beim Tanken darf die Pumpe nicht fördern.

Nochmals ganz deutlich: Das Überbrücken generiert drei Arten von Risiken: Erstens Schadensrisiken am Lichtschalter, an Steckern, an schwachen Kabelleitungen und am Kontrollgerät Lampenausfall. Zweitens Isolationsversprödung durch Erhitzung bis hin zu Kabelbrandgefahr. Und drittens Kraftstoffansammlung im Ansaugtrakt und in den Zylindern mit Verpuffungs- und Brandgefahr, sowie bei großer Leckagemenge mit Flüssigkeitsschlag. Natürlich entfällt das Abregeln bei Überdrehzahl völlig. Wohlüberlegt handeln und nur überbrücken, wenn das dieser 107er sicher schadlos überstehen kann!

Was tun, wenn …?

Wie kann man risikoarm vorsorgen, um vom Ende der Welt dennoch termingerecht nach Hause zu kommen, wenn das für die Urlaubsrückfahrt gepackte Auto beim Drehen des Zündschlüssels total streikt? Ein passendes KPR im Kofferraum, das Handschuhfach ausdübeln (lassen) und das streikende ersetzen (lassen), ist wohl die sicherste und schnellste Reparaturmethode. Für das gelistete Ersatzteil muss man „grundlos“ trotz Clubrabatt meist über € 200 ausgeben. Das Handschuhfach ist nur mit 4 Spreizdübeln befestigt, wobei man zuerst die inneren Spreizer heraushebelt und dann die Spreizdübel. Das Handschuhfach kann herausgezogen werden.

Wer sein KPR bereits ersetzt hat, darf entspannt etliche Jahre auf die Ermüdungsbrüche der Lötstellen warten. Hoffentlich hat er sich das defekte aushändigen lassen und nachgelötet. Siehe Anton Ettenhofer in 107 Klassik 2/08, S. 58, (vorbeugendes) Nachlöten der Platine und Tausch des Hauptrelais. Ferner Thomas Langer in 107 Klassik 3/12, S. 76, KPR Prüfstände zur Fehleranalyse und Funktionsprüfung.

Einer für Alle – Alle für Einen

Kann man vielleicht für die Bergefahrt ein KPR mit anderem Aufdruck nehmen? Ja, wenn man zwischen KA- und KE-Typen unterscheidet und die Zylinderzahl stimmt. Denn erstens haben alle die gleiche Sockelgeometrie und zweitens ist die Belegung der für den Notbetrieb erforderlichen Steckstifte gleich. Somit wird die Hauptfunktion von jedem KPR erfüllt. Und drittens stört es nicht, wenn Relaiskontakte vom Motorleitungssatz nicht abgegriffen werden. Aber weniger Stifte können erschwerend wirken. Das gilt besonders für die KA-Typen, wenn sie in KE-Anlagen Notdienst machen sollen.

Interessieren Details?

Wer es genauer wissen will: Je nach Baujahr, Motortyp und Getriebe haben die KPRs 6 bis 10 Steckkontakte und passen in den Stecksockel jedes Motorleitungssatzes. Im einfachsten Fall bei einer KA Einspritzung und Schaltgetriebe sind nur 6 Kontakte belegt. Die sind bei jedem KPR auf gleichen Positionen, wobei 87 die Pumpe versorgt. Bei Automaten, bei KE- und KE III-Jetronic kommen bis zu 4 weitere hinzu: 87k unterbricht das Kickdown, 87V schaltet das Startventil für schnelles Anlassen, 87H heizt schnell die Lambdasonde und TF bringt Temperaturinformationen zur Optimierung. Bei KA entfallen diese zusätzlichen Kontakte, aber in der oberen Reihe können Stifte für die Schubabschaltung vorhanden sein. Beim voll beschalteten KPR mit 10 Kontaktstiften sind 6 davon Eingänge und 4 Ausgänge. Dazwischen werkelt bei den Jüngeren ein programmierter Mikroprozessor und bei den Älteren eine diskrete Logik. Sie steuern 1 bis 3 Kleinrelais als Ausgänge an.

Spritsparvorgaben, Abgasvorschriften, Ausstattungsvarianten, nieder verdichtete Exportmodelle etc. erforderten ständige Weiterentwicklungen der Motoren mit geänderten Höchstdrehzahlen. Darum gibt es so viele ET Nummern. Manche späteren Ausführungen decken frühere mit ab. Aber der 6er Part, der die Batteriespannung direkt auf die Pumpe schaltet, ist bei allen an den gleichen Steckerpositionen.

Was passiert, wenn …

Was passiert, wenn ein Pannenhelfer aus seinem Kofferraum ein Reserve-KPR für seinen Achtzylinder zaubert und meiner ein Sechszylinder ist? Wir haben es probiert, es hat geklappt. Die geringe Leerlaufimpulsrate TD wurde aber vom Mikroprozessor im 8er-KPR als „Absterben des Motors“ interpretiert. Hält man die Leerlaufdrehzahl mit nervösem Gasfuß über 700 /min, läuft die Pumpe weiter. Bei Schaltgetrieben ist Geschicklichkeit gefragt und bei Automaten und Kickdown muss man den Bleifuß rechtzeitig wieder anheben. Aber den Drehzahlmesser beachten, da die Begrenzung nicht schützt.

Was passiert im umgekehrten Fall: Eines mit dem Aufdruck 6 Zyl. im Achtzylinder? Hier wäre der Leerlauf kein Problem, aber die Höchstdrehzahl ist nicht erreichbar. Bei kurzer Achsübersetzung würde bei etwa 150 km/h abgeregelt. Beim 420er wären es ca. 170 km/h und beim 560 SL sowie beim 500 SL ab Bj 81 könnte man wegen der lang übersetzten Hinterachse fast 200 km/h erreichen. Auch wenn „Kickd.“ aufgedruckt ist, schaltet der Automat früher hoch und erreicht nicht die höchst zulässige Drehzahl.

Die liebe Verwandtschaft

Nun kann ich auch für diese provisorische Mobilitätshilfe nicht garantieren. Ich habe zwar 2 Monate für den Beitrag recherchiert, nachgedacht, geprüft und gerechnet, aber bei der Vielfalt der Typen, der Baujahre und der re-importierten Exportspezialitäten sind Unverträglichkeiten vor allen bei weit auseinander liegenden Baujahren und Exporttypen nicht auszuschließen. Startschwierigkeiten bei Kälte und schlechte Gasannahme bei kaltem Motor sind zu erwarten, vor allem wenn das Relais auf ein älteres Baujahr zugeschnitten ist. Bei einigen wenigen KA Einspritzern ist sogar die Schubabschaltung per Tachosignal Sache des KPR, das die Pumpe dafür lahmlegt. Aber wer braucht die Schubabschaltung bei einer Bergefahrt?

Man sollte neben der richtigen Zylinderzahl die nahe verwandten Typen bevorzugen. Beispiel: Der im Club mit 1000 Stück am stärksten vertretene 300 SL mit dem M103 wurde 9/85 für die Höchstdrehzahl 6350 /min zugelassen und bei SA Getriebeautomat zum KPR A 003 545 2705 verdonnert. Nach dem Bewährungsjahr der nagelneuen Drehorgel wurden 6550 /min und A 003 545 5205 bzw. A 003 545 0005 gültig, nachträglich auf 6450 /min geändert mit „ersetzt durch A 003 545 2405“. Beim Schaltgetriebe wird 87k nicht gebraucht, folglich gibt es etliche weitere ET-Nummern. Welches dieser vielen „ersetzt durch“ den Sicherheitsdienst bei der Bergefahrt im 300 SL oder im 280 SL verrichtet, ist belanglos. Letzterer darf 6650 /min drehen. Da funktioniert wohl alles, auch der problemlose Kaltstart bei Frost. Bei einem KPR aus einem 6 Jahre älteren 280 SL mit weniger Sockelstiften kann im jüngeren Sechszylinder schlechteres Starten und Warmlaufen auftreten. - Probieren geht über Studieren!

Kaum zu glauben, auch das gibt es!

Zum Schluss eine hoch erfreuliche, etwas verwirrende Nachricht. Mindestens zweimal langsam lesen! Für den 500 SE im W126 (S-Klasse) und im W463 (M-Klasse) wird A 003 545 2505 für ca. € 25 verkauft. Im 500 SL steckt der gleiche Motor. Für den 420 SL steht mit „ersetzt durch“ das preisgünstige in der Liste. Für den 500 SE im W126, den 420 SL, den 500 SL und den 560 SL wird auch das teuere A 003 545 0105 gelistet. Weiß der Gilb, welche Verkaufspolitik dahinter steckt, denn der EPC machte für 420, 500 und 560 keinen Unterschied. Eine mögliche Erklärung des Wirrwarrs: Vielleicht unterscheiden die Kaufleute zwischen den Drehzahlangaben 5950 ± 50 /min und 6000 /min. Diese Unterscheidung wird wohl so lange angewandt, bis die 10 Mal so teueren Ersatzteile mit dem exakten Aufdruck abverkauft sind. Wer auf diese Haarspalterei nicht hereinfällt, der nimmt das für den 420 SL Gelistete auch als ET für seinen 500 SL oder 560 SL. Für den besonders Listengläubigen ist das A 003 545 2505 für ca. € 25 zumindest super optimal für die Bergefahrt. Letzteres gilt auch für die Achtzylinder vor der MOPF. Wer das verstanden hat, der beeilt sich zum Tresen. – Und Zuhause wird gelötet!

Ein Clubfreund aus der Kurpfalz hat für seinen streikenden 280 SL Automat das preisgünstige 8 Zyl. Ersatzteil A 003 545 2505 gekauft und eingesockelt. Sofort kam wieder Leben in den Motor, aber der rechte Fuß musste den Leerlauf auf über 700 /min halten. Bei einem Schalter käme zum Bremsen mit links noch mehr Beinakrobatik, damit nicht bei jedem Ampelstopp der Motor ausgeht. Oder doch das moderne Start-Stopp-Extra? Später hat er sein Original A 001 545 4305 selbst nachgelötet, was diesem wieder zu solider Funktion verholfen hat. Das neue 8-Zyl.-Ding ruht nun in seinem Kofferraum und bietet ihm die Chance, irgendwann einem betroffenen Clubkameraden als „Helfer der Menschheit“ zu überraschen.

Ein erfahrener Pilot bringt seinen notmobilen Untersatz vom Nordkap oder aus der Toskana ohne Startanreicherung, Warmlaufregelung, Lambda-Zusatzheizung, Drehzahlbegrenzungen, Kickdownabschaltung (und Schubabschaltung bei KA) sicher nach Hause, wo ein Lötkolben Wunder wirken kann.

Wer jetzt noch den harakirimäßigen Überbrückungsakt per einfachem Kabel bei seinem Achtzylinder mit zwei Pumpen riskiert, der sollte die ADAC Plus Mitgliedskarte in der Tasche und einen Feuerlöscher griffbereit zur Hand haben, das meint

Ihr / Euer

Helmut Lang

PS: In der 107 Klassik 4/12 ab S. 60 ergänzt der gleiche Autor das Thema KPR mit: „Angst vor der eigenen Courage“

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