Spritzbeginnregelung PLD Funktion

W07.15-1249-79

Bauteile zur Ermittlung und Regelung des optimalen Spritzbeginns

A3 Steuergerät Fahrregelung (FR)

A6 Steuergerät Motorregelung (MR)

B1 Fußfahrgeber

B10 Temperatursensor Kraftstoff

B15 Kurbelwellenpositionssensor

B16 Nockenwellenpositionssensor

B65 Temperatursensor Kühlmittel

B111 Kombisensor Ladelufttemperatur und Ladedruck

CAN 4 Motor-CAN

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)

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 Motorregelung (MR) (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.

2 Berechnung des Förderbeginns

Für die Berechnung des Förderbeginns sind in erster Linie die Signale des Kurbelwellenpositionssensors (B15) ausschlaggebend. Über ihn werden die momentane Motordrehzahl und die Stellung der Kurbelwelle (A) ermittelt.
Nur beim Startvorgang oder wenn der Kurbelwellenpositionssensor (B15) ausfällt, werden zusätzlich die Signale des Nockenwellenpositionssensors (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 wird schließlich, neben der Krafstofftemperatur (D), der Motortemperatur (E) und dem Lastzustand (F), der sich u. a. aus der Motordrehzahl und der Stellung des Fußfahrgebers (B1) ableiten lässt, der tatsächliche Spritzbeginn (C) ermittelt. Dies erfolgt mit Hilfe der Aufschlag- bzw. Schließerkennung, die dazu dient, Streuungen und Toleranzen in der Fertigung der Steckpumpen zu ermitteln und durch eine Kennfeldregelung auszugleichen.