Druckimpulse -Test mit einem Oszilloskop

Druckimpulssensor – das Diagnosewerkzeug für die “unsichtbaren” Motorvorgänge

Einleitung – Warum ein Druckimpulssensor so mächtig ist

In der modernen Fahrzeugdiagnose dreht sich vieles um elektrische Signale, Sensorwerte und Fehlerspeicher. Doch was passiert tatsächlich im Motor – in den Zylindern, im Ansaug- oder Abgassystem?

Genau hier kommt der Druckimpulssensor (Pressure Pulse Sensor, PPS) ins Spiel. Er macht die dynamischen Druckänderungen sichtbar, die bei der Arbeit der Zylinder entstehen – ganz ohne mechanische Eingriffe. Damit lassen sich viele mechanische Probleme erkennen, ohne den Motor zu zerlegen.

Funktionsprinzip – wie der PPS arbeitet

Der Druckimpulssensor ist ein hochempfindlicher piezoelektrischer Wandler, der nur Druckänderungen in Gasen erfasst. Er misst nicht den statischen Druck, sondern ausschließlich die Schwankungen um den Mittelwert.

Beispiel:
Ein konventioneller Drucksensor zeigt dir 0,8 bar Unterdruck im Ansaugkrümmer.
Der PPS zeigt dir dagegen die schnellen Druckschwingungen, die entstehen, wenn die Ventile öffnen und schließen – also den „Atemrhythmus“ des Motors.

Diese Druckimpulse werden in elektrische Spannungssignale umgewandelt und über ein BNC-Kabel direkt an ein Oszilloskop weitergegeben.
Ein typischer Ausgangsbereich liegt zwischen ±0,5 bis ±10 V, und das Signal kann bis zu 5 kHz schnell sein – also mehr als ausreichend, um selbst schnelle Ventilbewegungen oder Verbrennungstakte sichtbar zu machen.

Typische Einsatzbereiche

Der Druckimpulssensor kann an mehreren Stellen im Fahrzeugsystem eingesetzt werden – jeweils mit unterschiedlichem Diagnosefokus:

Anschlussstelle

Abgasanlage (Endrohr)

Druckwellen der einzelnen Zylinder Zylindervergleich,Ventilundichtigkeiten

Ansaugkrümmer

Unterdruckpulsationen Ventilsteuerzeiten, Kompression, Ansaugprobleme

Kraftstoffdruckregler (Unterdruckseite)

Membranbewegungen durch Einspritzvorgänge Einspritzverhalten, verschmutzte oder klemmende Injektoren

Kurbelgehäuse-Entlüftung

Druckpulsation durch Blow-by-Gase Kolbenringe, Kompressionsverluste

Praktischer Nutzen – was der Mechatroniker sieht

Beim Betrieb des Motors erzeugt jeder Zylinder charakteristische Druckmuster. Wenn ein Zylinder aus dem Takt läuft (z. B. durch Kompressionsverlust, Ventilleck oder Injektorproblem), verändert sich der Verlauf der Pulswelle deutlich.

Beispiele aus der Praxis:

1. Burnt Valve (verbranntes Ventil)
   → Der Ansaugpuls ist asymmetrisch und schwächer – weil der Zylinder seine Kompression verliert.
   → Im Oszilloskopbild ist das als „eingefallene“ Welle sichtbar.

2. Defekter oder verschmutzter Injektor
   → Beim Anschluss an den Kraftstoffdruckregler zeigt sich eine unregelmäßige Pulsation, da die Membran unterschiedlich weit ausschlägt.
   → Besonders bei sequentieller Einspritzung kann man so den betroffenen Zylinder lokalisieren.

3. Zündaussetzer / mechanische Unwucht
   → Deutlich ungleichmäßige Pulsfolge über die Zeitachse – der „Motorpuls“ ist nicht mehr rhythmisch.

Vorteile gegenüber herkömmlicher Druckmessung

Normale elektronische Drucksensoren messen statischen Druck – also den absoluten Wert zu einem bestimmten Zeitpunkt.
Der PPS dagegen ignoriert den Mittelwert und zeigt nur die dynamischen Schwankungen. Dadurch lassen sich:

• kleinste Änderungen im Gasfluss erkennen,

• Ventilüberschneidungen analysieren,

• zeitliche Zusammenhänge zwischen Zylindern darstellen.

Mit einem einfachen Oszilloskop (z. B. PicoScope, Bosch FSA etc.) lässt sich so in Echtzeit das „Innenleben“ des Motors sichtbar machen – ohne Kompressionsprüfung, Endoskop oder Zylinderkopfabbau.

Praktische Durchführung

1. Sensor anschließen

   • BNC-Stecker an den Scope-Eingang anschließen.

   • Druckschlauch an die Messstelle (z. B. Unterdruckanschluss im Ansaugkrümmer).

   • Keine Spannungsversorgung nötig!

2. Motor starten und Signal beobachten

   • Im Leerlauf erkennt man den Grundpuls des Motors.

   • Beim Gasstoß verändern sich Amplitude und Frequenz deutlich.

   • Mit einem Zylindersynchronisationssignal (z. B. Zündkabel Zyl. 1) kann man die Pulsbilder den einzelnen Zylindern zuordnen.

3. Signale interpretieren

   • Symmetrische, gleichmäßige Wellen → Motor mechanisch gesund.

   • Asymmetrische oder verschobene Pulse → mögliche Störung.

   • Kombination mit Kurbelwellensignal → präzise Zuordnung zur Taktfolge (Ansaugen, Verdichten, Arbeiten, Ausstoßen).

Beispielhafte Signalauswertung

• Cranking (Motor wird nur gestartet):
  → Sinusähnliche Kurven – gute Vergleichbarkeit zwischen Zylindern.

• Leerlauf:
  → Wellenförmige Kurven mit klaren Spitzen und Tälern; jede Spitze entspricht einem Arbeitstakt.

• Fehlerfall (z. B. verbranntes Ventil):
  → Deutlich abgeflachte oder unregelmäßige Pulse.

Warum der PPS in keiner Diagnosestation fehlen sollte

Der Druckimpulssensor ist ein Gamechanger für Mechatroniker, die Motoren wirklich verstehen wollen.
Er liefert sichtbare, dynamische Informationen über Verbrennungs- und Strömungsvorgänge, die bisher nur mit großem Aufwand messbar waren.

Vorteile im Überblick:

• Nicht-invasiv: Kein Zerlegen, kein Kompressionstester nötig

• Schnelle Fehlersuche bei Ventil-, Injektor- und Zylinderproblemen

• Kompatibel mit nahezu jedem Oszilloskop

• Ideal für Vergleichsmessungen zwischen Zylindern

Wer den PPS beherrscht, erweitert seine Diagnosekompetenz enorm – vom reinen Fehlerspeicher-Leser zum echten Motoranalytiker.