Spritzbeginnregelung PLD Funktion

W07.15-1278-79

Bauteile zur Ermittlung und Regelung des optimalen Spritzbeginns

1 Motor-CAN-Bus

A3 Steuergerät Fahrregelung (FR)

A6 Steuergerät MR/PLD

B1 Fußfahrgeber

B10 Kraftstofftemperaturgeber
- Nur bei Motor 541.9 bis Motor-End-Nr. 094097 und
Motor 542.9 bis Motor-End-Nr. 094246

B15 Kurbelwellenwinkel-Positionsgeber

B16 OT-Geber Zylinder 1

B65 Kühlmitteltemperaturgeber

B111 Ladeluft-Kombigeber (Temperatur, Druck)

Y6-Y13 Steckpumpen der Zylinder 1 bis 8 (Motor 542)

Streubänder der NOx- und HC-Emission in Abhängigkeit vom Spritzbeginn

x Spritzbeginn in °KW

y Emission in %

α Optimaler Spritzbeginn

– früh

+ spät

Einflussgrößen zur Regelung des optimalen Spritzbeginns (α)

A Motordrehzahl und Stellung der Kurbelwelle (Kurbelwellenwinkel)

B Stellung der Nockenwelle

C Tatsächlicher Spritzbeginn

D Kraftstofftemperatur

E Motortemperatur

F Lastzustand (Teillast, Volllast)

* Motor 541.9 bis Motor-End-Nr. 094097 und Motor 542.9 bis Motor-End-Nr. 094246
(Ermittlung aus den Werten des Kraftstofftemperaturgebers)

** Motor 541.9 ab Motor-End-Nr. 094098 und Motor 542.9 ab Motor-End-Nr. 094247
(Bestimmung über ein Kennfeld)

Allgemeines

Die Regelung des Spritzbeginns erfolgt in erster Linie zum Ausgleich des Zündverzuges und zur Sicherstellung der Zündung im Bereich des oberen Totpunktes, d. h. bei höchster Verdichtungsendtemperatur.

Würde der Spritzbeginn nicht geregelt werden, dann hätte dies zur Folge, dass sich der Zündverzug (Zeit von Spritzbeginn bis Zündbeginn), vor allem im oberen Drehzahlbereich, nachteilig auf den Verbrennungsablauf auswirkt. Der Schadstoffausstoß und die Geräuschentwicklung würden zunehmen, während sich die Leistung des Motors verringern würde.

Somit ist der Spritzbeginn in erster Linie von der Drehzahl des Motors abhängig und wird, um die Nachteile des Zündverzuges im oberen Drehzahlbereich zu vermeiden, mit zunehmender Drehzahl in Richtung "früh" verstellt.

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Da der Spritzbeginn rein rechnerisch ermittelt wird, kann die Motorregelung (MR) außer der Motordrehzahl (A) noch weitere Einflussgrößen wie Kraftstofftemperatur (D), Motortemperatur (E) und Lastzustand (F) berücksichtigen. Auch diese Einflussgrößen haben Auswirkungen auf den Zündverzug und können somit ebenfalls zu einem erhöhten Schadstoffausstoß beitragen.

Durch eine exakte Berechnung und eine entsprechende Verschiebung des Spritzbeginns ist es der Motorregelung (MR) möglich, diese Auswirkungen auszugleichen und den Schadstoffausstoß zu senken. Auf diese Weise lassen sich Stickoxide (NOx), die bei zu frühem Spritzbeginn erzeugt werden, und Kohlenwasserstoffe (HC), die bei zu spätem Spritzbeginn erzeugt werden, deutlich reduzieren.

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1 Regelung des Spritzbeginns

Der Spritzbeginn wird über den Förderbeginn geregelt und ständig den momentanen Betriebsbedingungen des Motors angepasst.
Der Förderbeginn, der etwas früher als der tatsächliche Spritzbeginn erfolgt, ist der Zeitpunkt, an dem das Magnetventil in der Steckpumpe vollständig geschlossen ist und der Kraftstoff verdichtet bzw. gefördert werden kann. Der Förderbeginn kann innerhalb der mechanischen Grenze (begrenzt durch die Nockenform) völlig frei von der Motorregelung (MR) geregelt werden.
Die Grenzwerte (max. Förderbeginn 25° Kurbelwellenwinkel vor bis 5° Kurbelwellenwinkel nach dem oberen Totpunkt) sind im Steuergerät MR/PLD (A6) gespeichert, durch das auch die Berechnung und die entsprechende Ansteuerung der einzelnen Magnetventile in den Steckpumpen der Zylinder 1 bis 8 (Y6-Y13) erfolgt.
Aufgrund der sich ständig ändernden Betriebsbedingungen des Motors, wird der Förderbeginn nach jedem Einspritzvorgang neu berechnet.

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2 Berechnung des Förderbeginns

Für die Berechnung des Förderbeginns sind in erster Linie die Signale des Kurbelwellenwinkel-Positionsgebers (B15) ausschlaggebend. Über ihn werden die momentane Motordrehzahl und die Stellung der Kurbelwelle (A) ermittelt. Nur beim Startvorgang oder wenn der Kurbelwellenwinkel-Positionsgeber (B15) ausfällt, werden zusätzlich die Signale des OT-Gebers Zylinder 1 (B16) verwendet. Sie geben Aufschluss über die momentane Stellung der Nockenwelle (B) und somit darüber, wann sich der 1. Zylinder im Verdichtungstakt befindet.
Für die endgültige Berechnung des Förderbeginns werden schließlich der tatsächliche Spritzbeginn (C), die Krafstofftemperatur (D), die Motortemperatur (E) und der Lastzustand (F) verwendet.

 Tatsächlicher Spritzbeginn (C)
Der tatsächliche Spritzbeginn (C) wird mit Hilfe der Aufschlag- bzw. Schließerkennung ermittelt und dient dazu, Streuungen und Toleranzen in der Fertigung der Steckpumpen durch eine Kennfeldregelung auszugleichen.

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 Krafstofftemperatur (D)
Beim Motor 541.9 bis Motor-End-Nr. 094097 und beim
Motor 542.9 bis Motor-End-Nr. 094246 wird die Krafstofftemperatur (D) über den Kraftstofftemperaturgeber (B10) ermittelt.
Bei allen anderen Motoren (Motor 541.9 ab Motor-End-Nr. 094098 und Motor 542.9 ab Motor-End-Nr. 094247) wird die Kraftstofftemperatur über ein Kennfeld bestimmt.

 Motortemperatur (E)
Die Motortemperatur (E) wird aus den Werten des Kühlmitteltemperaturgebers (B65) und des Ladeluft-Kombigebers (Temperatur, Druck) (B111) ermittelt.

 Lastzustand (F)
Der Lastzustand (F) wird u. a. aus der Motordrehzahl und der Stellung des Fußfahrgebers (B1) abgeleitet.