Harley-Davidson-Auspuffersatz: Ist eine Neuzuordnung der Einspritzsteuerung erforderlich?

Diese Frage stellen sich viele Besitzer von Motorrädern mit Einspritzung und stößt kurioserweise auf die unterschiedlichsten Antworten. Ich versuche, die Hintergründe zu klären, damit Sie mit den richtigen Informationen Ihre eigenen Schlüsse ziehen können.
Die elektronische Kraftstoffeinspritzung (EFI) hat sich erst vor kurzem in Motorrädern durchgesetzt und ersetzt den herkömmlichen Vergaser. Es gibt unterschiedliche Meinungen zu dieser Neuerung, aber es ist erwiesen, dass die Kraftstoffeinspritzung deutlich besser funktioniert und mehr Leistung, geringeren Kraftstoffverbrauch (und geringere Emissionen) sowie einen höheren Laufruhegrad als mit einem Vergaser ermöglicht. Es ist, als hätten wir den perfekten Vergaser mit Hunderten von Entlüftungsöffnungen und Kreisläufen gleichzeitig. Logisch, solange unser Einspritzsystem richtig kalibriert ist …
Doch was passiert, wenn wir an unserem Motorrad Auspuff, Luftfilter, Nockenwelle etc. wechseln?

Der Motor läuft mit Luft!
Im Grunde variieren wir die Luftmenge, die in den Motor ein- und ausströmt. Der Motor läuft mit Luft, die im Brennraum komprimiert und verbrannt wird, um Bewegung zu erzeugen. Mehr Luft bedeutet mehr Leistung (was einer der Gründe für den Einbau von Luftfiltern und Auspuffanlagen mit höherem Durchfluss ist). Wir dürfen jedoch nicht vergessen, dass wir diese Luft verbrennen, indem wir sie mit Benzin mischen. Hier kommt unser Vergaser oder unser EFI-System ins Spiel. Sie sind dafür verantwortlich, die für die Verbrennung der in den Motor eintretenden Luft erforderliche Benzinmenge einzuspritzen.
Ein Vergaser erledigt diese Aufgabe mittels Unterdruck; kommt mehr Luft herein, variiert der Unterdruck und damit auch die Menge des einströmenden Benzins, gleicht sich also gewissermaßen selbst aus (das stimmt aber nur bedingt, da in der Regel auch die Diffusoren gewechselt und „neu vergast“ werden müssen, damit alles einwandfrei funktioniert).
Bei einem EFI-System hingegen wird Benzin unter Druck direkt in den Ansaugkrümmer eingespritzt. Zeitpunkt und Menge der Einspritzung werden vom Systemcomputer (ECU, Electronic Control Unit) bestimmt. Die eingespritzte Benzinmenge hängt von den Informationen ab, die die Systemsensoren dem ECU liefern (Drehzahl, Drosselklappenöffnung, Lufttemperatur, Luftdruck usw.). Anhand dieser Daten entscheidet das ECU anhand von in Tabellen (Kennfeldern) gespeicherten Referenzwerten über die einzuspritzende Benzinmenge.
Diese programmierten Tabellen stellen die Zuordnung des Einspritzsystems dar und teilen der ECU grundsätzlich mit, wie viel Luft bei einer bestimmten Drehzahl und einer bestimmten Drosselklappenöffnung einströmt und wie viel Benzin eingespritzt werden muss.
Wenn wir eine Komponente ändern, die die Luftzufuhr oder den Luftauslass beeinflusst (Auspuff, Filter usw.), müssen wir dies dem Steuergerät mitteilen, d. h. wir müssen die Einspritzung neu abgleichen. Andernfalls arbeitet das Steuergerät mit den korrekten Werten für unsere Originalauspuffe und -filter, was dazu führt, dass unser Motor zu mager läuft. Im Bild sehen Sie, wie sich das Mapping durch einen einfachen Auspuffwechsel ändert.

Wenn wir dieses Problem bei einem Motor hinzufügen, der werkseitig bereits „mager“ eingestellt ist, um die Emissionsvorschriften einzuhalten, kommt es zu einer Überhitzung des Motors und zu einem Verlust an Lebensdauer. Was das „magere“ oder „fette“ Gemisch betrifft, muss man einfach wissen, dass das ideale Gemisch für eine perfekte Verbrennung etwa 14,7 Teile Luft auf 1 Teil Benzin beträgt. Ein mageres Gemisch erzeugt übermäßige Hitze im Motor, und ein fettes Gemisch macht uns zu VIP-Kunden an der Tankstelle. In keinem Fall läuft das Motorrad einwandfrei, und wir erreichen nicht die erwartete Leistung und das erwartete Drehmoment.

Was hat die Flucht mit all dem zu tun?
Den meisten Menschen ist völlig klar, dass das Gemisch magerer wird, wenn wir einen Luftfilter einbauen, der mehr Luft hereinlässt, da wir dann mehr Luft für die gleiche Menge Benzin haben.
Weniger klar ist, warum der Auspuff denselben Effekt verursachen kann. Um dies einfach zu erklären, müssen wir über die Wellen sprechen, die entstehen, wenn Abgase mit hoher Geschwindigkeit aus dem Auspuffrohr austreten. Dadurch entsteht ein Vakuum, das Wellen erzeugt, die in entgegengesetzter Richtung zum Motor zirkulieren. Bei richtiger Anwendung tragen diese Wellen dazu bei, die Zylinderfüllung bei niedrigen und mittleren Drehzahlen zu verbessern, bei denen das Motorrad am häufigsten genutzt wird. Diese Druckwellen werden in der Fachsprache als Gegendruck- oder Rückstoßwellen bezeichnet.

Wenn wir den Auspuff gegen einen offeneren austauschen, verändern sich diese Wellen und infolgedessen erhöht sich die Zylinderfüllung, sodass auch die Kraftstoffmenge erhöht werden muss, damit das Gemisch ausreichend ist.
Das Einspritzsteuergerät hat keine Möglichkeit, diese Veränderungen automatisch zu korrigieren, auch nicht bei Modellen mit Sauerstoffsensor oder Lambdasonde (Dyna ab 2006 und die übrigen Modelle ab 2007), da die Korrekturmöglichkeiten minimal sind.

Wenn wir also den Auspuff oder die Ansaugung modifizieren, müssen wir die Lufttabellen (technisch ausgedrückt: die volumetrischen Wirkungsgradtabellen) der Motorsteuerung neu schreiben. Dadurch informieren wir das Einspritzsystem über die tatsächliche Luftmenge, die in den Motor ein- und ausströmt, und die Motorsteuerung passt die Kraftstoffmenge entsprechend an. Wir erhalten ein Motorrad, das perfekt läuft, ohne Ruckeln, mit guter Beschleunigung und ohne übermäßige Fehlzündungen beim Gaswegnehmen. Und vor allem läuft unser Motor angenehmer und kühler, was bei einem großvolumigen, luftgekühlten Motor zu beachten ist.

Wie machen wir das also?
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Tabellen zum volumetrischen Wirkungsgrad (VE) neu zu schreiben oder zu korrigieren oder die vom System einzuspritzende Kraftstoffmenge zu erhöhen. Es gibt Systeme, die das von der ECU an die Einspritzdüsen gesendete Signal abfangen und ändern, indem sie einfach die Öffnungszeit der Einspritzdüsen erhöhen. Diese Systeme können manuell mit Potentiometern oder Tasten programmiert werden (Cobra Fi2000R, Arlen Ness Big Shot usw.). Eine Weiterentwicklung dieser Geräte sind per Software programmierte Geräte, bei denen wir die verschiedenen Tabellen anzeigen und die Werte ändern können (Dynojet Power Commander III, Daytona Twin Tec Tuner II usw.). Einige dieser Geräte verfügen als Neuheit über eine Selbstlernfunktion, d. h. sie schreiben die Tabellen selbstständig neu (Terry Components Terminal Velocity, Accel SLM, Power Commander V usw.). Schließlich haben wir die anspruchsvollsten Modelle, die direkt in die eigenen Tabellen der ECU schreiben und normalerweise über selbstlernende und erweiterte Funktionen verfügen (Dynojet Power Vision, Screamin‘ Eagle Super Tuner, Thundermax, TTS Mastertune, Fuelpak FP3 oder FP4 …).

In diesem anderen Artikel besprechen wir die Unterschiede zwischen ihnen und wie man das richtige Gerät auswählt und programmiert.

Abschluss:
Auch wenn Ihnen einige der oben erläuterten Konzepte noch etwas fremd vorkommen, ist Ihnen wahrscheinlich klar, dass es unbedingt notwendig ist, die Einspritzanlage zu optimieren und neu zuzuordnen, wenn Sie Komponenten austauschen, die die ein- und ausströmende Luftmenge verändern. Von einem einfachen Auspuff- und/oder Luftfilterwechsel bis hin zu Hubraum-, Nockenwellen-, Turbo- oder Ansaugkrümmeränderungen muss die Einspritzung immer angepasst werden – oder anders gesagt: die Motorsteuerung muss über den Einbau neuer Komponenten informiert werden –, damit das Motorrad reibungslos läuft, nicht überhitzt, nicht zu viel Kraftstoff verbraucht und wie ein echter Milwaukee-Motor beschleunigt.