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Einspritzdüsen überholen: EINSPRITZDÜSEN_ÜBERHOLUNG: Prüfung unter Druck und Hitze


Traktor Classic - epaper ⋅ Ausgabe 3/2020 vom 05.03.2020

TUTORIAL Ein schlechtes Startverhalten, ruckelnder Motorlauf und schwarzer Qualm sind untrügliche Zeichen, dass etwas mit der Diesel-Einspritzung nicht stimmt. Oft liegt die Ursache bei den Einspritzdüsen. Wie man sie ausbaut und prüft, haben wir uns vom Traktor-Experten Robert Pollner erklären lassen


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Ein dynamischer Kompressionstest am Motor gibt schnell Auskunft darüber, wie es um den Motor steht


Wenn es so aus dem Auspuff herausraucht, kann das ein Zeichen für ein oder mehrere defekte Einspritzdüsen sein


Fotos: Marcel Schoch

Arbeiten die Einspritzdüsen korrekt und sind richtig eingestellt, merkt man das ...

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... sofort an einem runden und ruhigen Motorlauf. Der Motor hat dann die beste Leistung, wird nicht zu heiß und benötigt nur wenig Kraftstoff.

Leider unterliegen Einspritzdüsen im Motor einem kontinuierlichen Verschleiß.

Vor allem, wenn sie direkt den Kraftstoff in den Brennraum einspritzen. Dort müssen sie hohe Drücke und Temperaturen aushalten. Vor allem die Regelung des Einspritzdruckes leidet, zumal sie früher mechanisch mit der Einspritzpumpe vorgenommen wurde. Heute werden Einspritzdauer und -druck durch ein Piezo- oder Magnetventil gesteuert.

„Diese Technik ist sehr zuverlässig“, sagt Robert Pollner, Restaurierungs-Profi der Firma R & R Kraftfahrzeug-Reparatur GmbH in Maisach (OT Überacker). „Aber ist so ein elektronisch gesteuerter Injektor, heute Einspritzdüsen genannt, defekt, braucht es immer die Hilfe von Profis, denn ohne Motordiagnosegerät geht hier nichts mehr.“ Auch bei mechanischen Einspritzdüsen muss man einiges wissen, bevor man sich an eine Reparatur wagt. Vor allem sollte man sich zuerst sicher sein, dass tatsächlich die Einspritzdüsen die Ursache für den schlechten Motorlauf sind und nicht doch etwas anderes.

„Hier kontrolliere ich zuerst immer, ob der Luftfilter nicht verstopft oder der Ansaugtrakt an irgendeiner Stelle undicht ist“, erklärt Robert. „Im ersten Fall würde der Motor sehr stark rußen, bei Fremdluft jedoch sehr heiß werden.“ Kann dies als Ursache ausgeschlossen werden, kontrolliert er die Kraftstoffversorgungsleitungen auf Durchfluss und Dichtheit.

Einfach nur verstellt?

Ist hier alles im grünen Bereich, kann eine verstellte Einspritzpumpe eine mögliche Ursache für schlechten Motorlauf sein.

„Deshalb prüfe ich auch immer, ob die Einstellung der Einspritzpumpe der Werksvorgabe entspricht, bevor ich auf weitere Fehlersuche gehe.“ Oftmals sind verstellte Einoder Auslassventile ein Grund, weshalb ein Motor nur unwillig starten will oder keine Leistung bringt.

„Läuft der Motor, sollte man ihn gründlich abhören“, sagt Robert. „Haben die Ventile zu viel Ventilspiel, dann hört man deutlich ein Klackern aus dem Zylinderkopf.

Bei zu wenig Spiel hört man gar nichts.“ Das kann dann sehr gefährlich für den Motor werden, da die Ventile, wenn sie nicht mehr richtig schließen, die aufgenommene Wärme nicht an den Ventilsitz ableiten können und schließlich irgendwann durchbrennen oder abreißen. „Eine letzte Möglichkeit, die schlechten Motorlauf bedingt, ist ein starker Kompressionsverlust“, sagt Robert.

ANSAUGSYSTEM UND LUFTFILTER

1 Eine mögliche Ursache für einen schlechten Motorlauf ist Fremdluft im Ansaugsystem


2 Auch der Anschluss zum Luftfilter muss dicht sein. Kommt hier Fremdluft herein, führt das zur Gemischabmagerung


3 Zeigt sich ein Staub-Öl-Gemisch am Ansaugschnorchel des Luftfilters, könnte der Netzfilter stark verschmutzt sein


4 NassÖl filter können zur Reinigung leicht ausgebaut werden. Sie sind an vielen alten Traktoren Standard. Das Filterelement besteht oft aus einem Metallgeflecht. In einem Bad aus Waschbenzin kann es leicht gereinigt werden


5 Der Bodensatz im Nass-Ölfilter beweist deutlich, dass der letzte Filterservice viele Jahre zurückliegt


„Um dies sicher zu diagnostizieren, hilft meist nur ein statischer oder dynamischer Kompressionsverlust-Test.“ Ein deutlicher Hinweis hierfür ist meist übermäßiger Ölverlust an der Motorentlüftung. Jedoch kann auch ein defektes Motorentlüftungsventil zu einem solchen deutlichen Ölverlust über die Entlüftungsleitung führen, sodass man letztlich nicht um den Kompressionstest herumkommt, wenn man Gewissheit haben möchte. Sind alle diese Gründe sicher auszuschließen, müssen die Einspritzdüsen ausgebaut werden.

Düsen lösen

Hierzu sind zuerst die Kraftstoffleitungsanschlüsse und gegebenenfalls die Rücklaufleitungen von den Einspritzdüsen abzu - schrauben. Meist werden die Einspritzdüsen von Schraubklammern und Stehbolzen, der sogenannten Pressbrücke, an Ort und Stelle gehalten.

Sie müssen demontiert werden. „Wichtig ist jetzt, dass man sich die genaue Einbaulage der Einspritzdüsen merkt oder besser noch am Zylinderkopf markiert“, mahnt Robert. „Wer das nicht macht, wird beim Wiedereinbau Probleme bekommen, da die Ausrichtung der Einspritzdüsen dann nicht mehr stimmt und Kraftstoffleitungsanschlüsse nur schwer zu montieren sind bzw. neu angepasst werden müssen.“ Ein Nachkorrigieren der Einspritzdüsen- Ausrichtung ist zwar prinzipiell immer möglich, es sollte jedoch vermieden werden, da sonst die Abdichtung im Zylinderkopf beschädigt werden könnte. Undichtheiten wären dann die Folge.

Doch bevor man versucht, Einspritzdüsen zu ziehen, sollte man sich vergewissern, dass es sich nicht um verschraubte Einspritzdüsen handelt (z.B. MAN B18 A1).

Diese lassen sich meist recht leicht herausschrauben.

Probleme bereiten hingegen oft eingepresste Einspritzdüsen. Sie müssen gezogen werden.


Oft sind verstellte Ein- oder Auslassventile ein Grund, weshalb der Motor nur unwillig startet


Wer hier nicht das richtige Werkzeug hat, sollte es lieber lassen, da eine Beschädigung der Düsen bzw. des Zylinderkopfes dann ziemlich sicher ist. Für einen Werkstattprofi wie Robert ist der Ausbau meist reine Werkstatt-Routine – in einer Stunde ist die Arbeit mit dem Schlagabzieher (auch „Gleithammer“ genannt) bei einem Vier-Zylinder-Motor erledigt. Doch oft lässt der Blick auf den Motorblock Schlimmes ahnen – die Einspritzdüsen sind mit dem Zylinderkopf regelrecht „verbacken“.

„Das ist der Normalfall bei alten Traktoren“, weiß Robert. „Ohne geeignetes Spezial- Ausziehwerkzeug geht jetzt nichts mehr. Die Gefahr, den Düsensitz zu beschädigen, ist zu groß.“ Bisher musste in solchen Fällen der Zylinderkopf demontiert werden, um dann mit verschiedenen Spezialwerkzeugen, die Einspritzdüsen ohne Beschädigung des Kopfes ausziehen zu können.

Demontage-Zugbrücke

Das kostet wertvolle Arbeitszeit und produziert erhebliche Mehrkosten, vor allem in Form von Dichtungen und Reinigungsmittel.

Robert setzt daher sein bewährtes Demotagewerkzeug ein – eine universal einsetzbare Demontage-Zugbrücke, um extrem festsitzende Diesel-Injektoren aus ihren Sitzen zu ziehen.

Kernelemente des aus hochfestem Stahl gefertigten Demontagewerkzeuges sind ein circa 60 Zentimeter langer Brückenbalken und zwei circa 30 Zentimeter lange Trägerbalken. Um den Brückenbalken in waagrechter Position über den Injektor in Position bringen zu können, sind dem Werkzeugsatz insgesamt vier Stützfüße beigelegt, die sich durch Schrauben und verschiedene Module in der Höhe variieren lassen. In Kombination mit den Trägerbalken kann die Brücke durch Verschieben der einzelnen Füße jeder Motor- beziehungsweise Zylinderkopfkontur zusätzlich in Länge und Breite angepasst werden.

KOMPRESSION

Öltropfen am Endrohr der Motorentlüftungsind oft ein untrügliches Zeichen für Kompressionsverlust


„So ist einerseits sichergestellt, dass die Brücke nur auf geeigneten Abstützpunkten am Motor, wie zum Beispiel Zylinderkopfschrauben, zu liegen kommt, und andererseits die Zugvorrichtung absolut waagrecht über der zu demontierenden Einspritzdüse ausgerichtet ist“, sagt Robert.

Die Anwendung der Zugbrücke ist dabei denkbar einfach: „Im ersten Arbeitsschritt müssen Feder-Ventil, Düsennadel und Kleinteile vom Injektor ausgebaut werden.“ Wer hierfür übrigens nicht das passende Werkzeug hat, braucht meist schon wieder Spezialwerkzeug zum Zerlegen der Einspritzdüsen.

VENTILE

1 Läuft der Motor, ist es oftmals sinnvoll, ihn mechanisch mit dem Schaft eines Schraubendrehers abzuhören


2 Das Ventilspiel ist auschlaggebend dafür, wie gut der Motor läuft


3 Die genauen Einstellmaße für Ein- und Auslassventil müssen dem Handbuch entnommen werden


Einsatz des Injektors

Ist das geschehen, kann ein passender Adapter in die Einspritzdüse eingeschraubt und gegebenenfalls durch eine zweite Überwurfmutter gesichert werden“, führt Robert weiter aus. Nach Setzen und Ausrichten der Zugbrücke wird schließlich eine passende Zugspindel in den Adapter bis auf Anschlag „Zugspannung“ eingedreht.

Danach kann mit einem geeigneten Gabel-, Ring- oder Ratschenschlüssel die Einspritzdüse mechanisch und, in der Luxusausführung, pneumatisch herausgezogen werden.

Hat man schließlich die Einspritzdüsen in der Hand, muss von Fall zu Fall geprüft werden, ob sich eine Reparatur lohnt. Der Wechsel der defekten Teile gegen ein Neuteil ist die schnellste, aber meist die teuerste Lösung (Je nach Art können hier je Einspritzdüse bis zu 200 Euro fällig werden).

Kostengünstiger ist der Austausch gegen ein Teil aus dem Austauschteile-Programm oder eine Reparatur. Bei einer Reparatur kann es mit einer einfachen Reinigung getan sein, doch meist müssen die Einspritzdüsen überholt werden. Zu Verunreinigungen an den Einspritzdüsen kommt es durch Schmutz im Kraftstoff.

Dieser lagert sich dann an den heißesten Stellen der Einspritzdüsen an.

Irgendwann sind dann die Ablagerungen so dick, dass sie die Funktion beeinträchtigen oder gar die kleinen Bohrungen der Düse verstopfen. Dann hilft nur die Reinigung der Düse mit entsprechenden Lösemitteln oder ein Ultraschallbad. Ist allerdings Verschleiß vorhanden, was man oft erst nach der Reinigung feststellen kann, kommt man um eine Überholung oder Tausch der defekten Einspritzdüse nicht herum.

EINSPRITZUNG

Damit ein Dieselmotor kraftvoll laufen kann, muss die Einspritzpumpe korrekt eingestellt sein


Neuteile sind oft günstiger

Doch aufgepasst – es gibt unterschiedliche Ausführungen von Einspritzdüsen (z.B.

Zapfendüsen für Vor- und Wirbelkammermotoren sowie Mehrlochdüsen für Direkteinspritzer).

Nicht bei jeder ist eine Repa- ratur oder Überholung so ohne Weiteres möglich. Und meist geht, wie oben erwähnt, ohne Spezialwerkzeug nichts.

Dann sollte man lieber die Einspritzdüsen einem Fachbetrieb zur Überholung geben.

Diese können eine defekte Einspritzdüse zerlegen, die defekten Bauteile wechseln sowie die Einspritzdüse reinigen und prüfen.

„Vorher sollte man aber immer einen Kostenrahmen vereinbaren“, empfiehlt Robert.

„Denn oft sind dann Neuteile günstiger als die Überholung der Altteile!“ Eigentlich beschränkt sich die Überholung von Einspritzdüsen zumeist auf das Austauschen von Verschleißteilen.

EINSPRITZDÜSEN- AUSBAU

1 Um die Düsen ausbauen zu können, müssen die Kraftstoffleitungen an Düsen und Pumpe abgeschraubt werden


2 Auch die Diesel-Rücklaufleitungen müssen demontiert werden, um an die Einspritzdüsen heranzukommen


3 Nach Demontage der Pressbrücken liegen die Einspritzdüsen offen im Zylinderkopf und können gezogen werden


4 Mit einem speziellen Gleithammer, der in die Einspritzdüse eingeschraubt werden kann, lässt sie sich leicht ziehen


EINSPRITZDÜSEN- PRÜFUNG

1 Bevor über den Zustand der Einspritzdüsen ein Urteil abgegeben werden kann, müssen sie gründlich gereinigt werden


2 Die Einspritzdüsen müssen außen und innen gereinigt werden. Dies geschieht mit gewöhnlichem Motorreiniger


3 In einer speziellen Prüf-Pumpvorrichtung wird das Spritzbild der Düsen unter Betriebsdruck geprüft


4 Sieht das Spritzbild der Einspritzdüse so fein vernebelt wie hier aus, ist alles im grünen Bereich


5 Hier zeigt der Prüfdruck 150 bar an. Das ist genau im Soll. Wäre er höher oder niedriger, müsste er eingestellt werden


Nicht bei jedem Typ Einspritzdüse ist Reparatur oder Überholung ohne Weiteres möglich


Dabei werden die Düsenkörper, die Düsennadeln und die Federn getauscht. Nach dem Überholen ist das erneute Einstellen des Einspritzdruckes, des -zeitpunktes und der -menge erforderlich.

Das Wichtigste ist aber das Spritzbild.

Dazu benötigt man ein Prüfgerät für Einspritzdüsen, mit dem man das Spritzbild kontrollieren kann. Dabei handelt es sich um eine Art Handpumpe, mit deren Hilfe Kraftstoff durch die Düse gepresst werden kann, um in einem Gefäß die Zerstäubung des Kraftstoffs beurteilen zu können. Ein Manometer zeigt dabei den Druck an, der irgendwo, je nach Düsentyp und Alter des Traktors, zwischen 100 und 200 bar liegen sollte. Der Kraftstoff sollte dabei sehr fein zerstäubt werden. „Wenn die Sprühstrahlen jedoch ungleichmäßig in verschiedene Richtungen sprühen, der Kraftstoff nicht zerstäubt wird oder die Düse nachtropft, kann dies zu ernsten Motorschäden führen“, erklärt Robert. „Unverbrannter Kraftstoff setzt sich dann am Kolbenboden oder am Zylinderkopf ab und verbrennt dort unkontrolliert. Das kann zu erheblichen Hitzeschäden führen.“

FESTSITZENDE EINSPRITZ- DÜSEN - SPEZIALWERKZEUG

1 Nach Jahrzehnten sitzen Einspritzdüsen meist wie festgebacken im Zylinderkopf. Dafür gibt es Spezialwerkzeug


2 Eine Konstruktion von Stützbrücken, die individuell dem Zylinderkopf angepasst werden kann, garantiert das senkrechte Ziehen der Einspritzdüsen


3 Eine Zugspindel, die in einem Lager auf der Stützbrücke läuft, sorgt dafür, dass die Einspritzdüse mit einem Schraubschlüssel herausgezogen werden kann


Einstellen des Öffnungsdrucks

Natürlich ist auch der Öffnungsdruck in der Düse wichtig. Hierzu ist innerhalb der Einspritzdüse eine starke Feder, die auf ein kleines Kegelventil drückt und so sicherstellt, dass die Düse bei geringen Drücken keinen Dieselstrahl abgibt.

Genau diese Federkraft kann mittels eines Innensechskant bei einigen Düsenbauarten verstellt werden. Hineindrehen des Innensechskants bedingt einen höheren Öffnungsdruck, Herausdrehen einen geringeren Öffnungsdruck.

EINBAU EINSPRITZDÜSEN

1 Die Pressbrücken werden zuerst noch locker auf die Einspritzdüsen gesetzt, sodass sich diese noch ausrichten lassen


2 Zur Vorbereitung der Kraftstoffleitungsmontage werden die Halter montiert. Sie geben die genaue Einbaulage vor


3 Das Durchblasen der Kraftstoffleitungen sorgt dafür, dass kein Schmutz mehr in den Leitungen vorhanden ist


4 Die in Form belassenen Kraftstoffleitungen zeigen bei ihrer Montage, ob die Einspritzdüsen richtig ausgerichtet sind


5 Erst wenn alle Verschraubungen der Kraftstoffleitungen spannungsfrei sitzen, werden die Leitungshalter angezogen


6 Zum Schluss werden noch die Pressbrücken erst mit der Hand und dann mit dem Drehmomentschlüssel angezogen


! So sieht ein Kolben nach wenigen Betriebs - stunden aus, wenn die Einspritzung defekt ist. Hier kam es zu einem thermischen Riss wegen Überhitzung


VORBEUGEN MIT ADDITIVEN

1 Hier sind die Ablagerungen an den Düsenauslässen bereits so stark, dass sie diese beinahe verstopfen


2 Die Reinigungs-Additive haben geholfen und die Auslassöffnungen der Einspritzdüsen sauber gehalten


Bei den Einspritzdüsen mit Düsenhaltern von Bosch braucht man jedoch spezielle, unterschiedlich dicke Einstellscheiben, die oberhalb der Druckfeder eingeschoben werden. Diese Scheiben sind nur bei den Bosch-Diensten erhältlich und entsprechend teuer. Problem ist auch, dass man vorher nicht weiß, wie dick die Einstellscheibe zur Einstellung des richtigen Drucks sein muss. Deshalb braucht man immer einen kompletten Satz Einstellscheiben, um die Einspritzdüsen einstellen zu können.

Das alles hier ist lediglich eine einfache Beschreibung, aber kennt man den Öffnungsdruck aus dem Werkstattbuch, kann mit Hilfe des Manometers die Düse ziemlich genau eingestellt werden. Einen Arbeitssicherheitshinweis noch am Rande: Auf keinen Fall darf der Dieselstrahl mit der Haut in Berührung kommen! Der Diesel wird so fein vernebelt und der Druck ist so hoch, dass der Diesel quasi durch die Haut in die Blutgefäße „geschossen“ wird.

Das ist lebensgefährlich!

Mehrere Montagemethoden

Stimmen das Zerstäubungsbild und die Öffnungsdrücke der Düsen auch untereinander überein, kann es wieder an die Montage gehen. Hier gibt es verschiedene Methoden, die Düsen wieder zu montieren.

„Hier braucht man dringend das Werkstatthandbuch“, sagt Robert. „denn bei einigen Motoren muss der Zylinderkopf erwärmt werden, um die (kalten) Einspritzdüsen wieder zu setzen. Bei anderen Motoren genügt es hingegen, die Einspritzdüsen im kalten Zustand einzupressen, bei wieder anderen werden sie mit einem bestimmten Drehmoment eingeschraubt.“ Sind die Einspritzdüsen wieder an ihrem angestammten Platz, können im nächsten Schritt die Kraftstoffleitungen an die Einspritzpumpe und an die jeweiligen Einspritzdüsen angeschraubt werden. Robert bläst die Kraftstoffleitungen vor der endgültigen Montage stets noch einmal mit Pressluft durch und bringt sie dann am Motor in der richtigen Position an, bevor er sie an der Einspritzpumpe und den Einspritzdüsen handwarm verschraubt.

TECHNIK EINSPRITZDÜSE

Mechanische Einspritzdüsen sind relativ einfach aufgebaut. Deshalb sind sie so robust, trotz härtester Belastungen


Einige Einspritz - düsen sind in den Zylinderkopf eingeschraubt. Das erleichtert oft die Demontage


Foto: MAN

Erst wenn ihre Ausrichtungen stimmen und sie spannungsfrei liegen, zieht er zuerst die Klemmungen und dann die Anschlüsse an den Einspritzdüsen und an der Einspritzpumpe fest. Im letzten Arbeitsgang der Kraftstoffleitungsmontage müssen noch die Muttern der Pressbrücken an den Einspritzdüsen angezogen werden.

Sie verschraubt Robert zunächst mit Hilfe eines gewöhnlichen T-Schlüssels, bevor er sie mit dem Drehmomentschlüssel abschließend festzieht. Zum Schluss muss dann noch das System entlüftet werden.

Bei den meisten Traktoren sind die Einspritzdüsen gut erreichbar. So dauert eine Reparatur oder der Austausch meist nicht sehr lange. Eine Verschleppung der Reparatur kaputter Einspritzdüsen kann aber sehr teuer werden.

Bei Verdacht – Profi-Diagnose

Verunreinigte und kaputte Einspritzdüsen beeinträchtigen nicht nur die Leistung des Traktors, sondern steigern auch den Verbrauch und verschlechtern die Abgaswerte dramatisch. Mit einem solchen Defekt würde ein Traktor die AU (Abgasunter- suchung) im Rahmen der Hauptuntersuchung nicht bestehen. „Falls man den Verdacht hat, dass Einspritzdüsen defekt sind, sollte man eine Diagnose in einer Landmaschinen- oder Kfz-Werkstatt durchführen lassen“, empfiehlt Robert. „Das ist allemal billiger als ein Motorschaden!“ Zum Schluss noch ein Tipp: Um Ver schmutzungen innerhalb der Brennkammern und an den Einspritz- sowie Einlassventilen vorzubeugen, können Brennraumreiniger- Additive, die dem Kraftstoff beigemischt werden, nützlich sein. Sie säubern den Motor von Ablagerungen. Etwa alle 50 Betriebsstunden angewendet, kann man den Brennraum des Motors, Ansaugtrakt und Einspritzdüsen auf diese Weise relativ sauber halten.