Aufladung Funktion

P09.00-2104-76

Aufbau der Aufladung

12 Saugrohr

50 Abgasturbolader

50/1 Ladedruckregelklappe

50/2 Druckdose Ladedruckregelklappe

50/3 Geräuschdämpfer

110/1 Luftfiltergehäuse

110/2 Saugleitung

110/3 Ladeluftleitung zum Ladeluftkühler

110/4 Ladeluftkühler

110/5 Ladeluftleitung zum Drosselklappenansteller

B17/8 Temperatursensor Ladeluft

B28/6 Drucksensor vor Drosselklappe

B28/7 Drucksensor nach Drosselklappe

B28/15 Drucksensor vor Verdichterrad

M16/6 Drosselklappenansteller

Y31/5 Druckwandler Ladedruckregelung

Y101 Umschaltventil Schubumluft

A Abgas

B Ansaugluft

C Ladeluft (ungekühlt)

D Ladeluft (gekühlt)

Funktionsvoraussetzungen Aufladung allgemein

 Klemme 87 M EIN (Motorsteuerung EIN)

 Motor läuft

Aufladung allgemein

Durch die Aufladung wird der Zylinderfüllungsgrad verbessert. Damit erhöhen sich das Motordrehmoment und die Leistung des Motors.

Die der erhöhten Luftmasse entsprechende Kraftstoffmenge wird vom Steuergerät ME (N3/10) zugemessen.

Bei der Aufladung wird die Strömungsenergie der Abgase zum Antrieb des Abgasturboladers genutzt.

Der Abgasturbolader saugt Frischluft über den Luftfilter am Verdichtereintritt an und führt diese über den Verdichteraustritt in das Ladeluftrohr vor dem Ladeluftkühler.

Durch die hohe Drehzahl des Verdichterrads und den daraus resultierenden hohen Volumenstrom wird die Luft im Ladeluftrohr verdichtet. Der maximale Ladedruck beträgt dabei 0,7 bar.

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Der Geräuschdämpfer am Verdichteraustritt dämpft die Ladedruckschwankungen und die damit verbundenen Strömungsgeräusche, die bei schnellen Drehzahländerungen entstehen.

Die verdichtete Ladeluft strömt über das Ladeluftrohr zum Ladeluftkühler. Dieser kühlt anschließend die durch die Verdichtung erwärmte Ladeluft ab und leitet sie über das Ladeluftrohr zum Saugrohr weiter.

Aufladung Funktionsablauf

Der Funktionsablauf ist in folgenden Teilfunktionen gegliedert:

 Funktionsablauf Ladedruckregelung

 Funktionsablauf Schubumluft

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Funktionsablauf Ladedruckregelung

Die Ladedruckregelung erfolgt elektropneumatisch über den Druckwandler Ladedruckregelung (Y31/5).

Der Druckwandler wird kennfeld- und lastabhängig vom Steuergerät ME zur Ladedruckregelung angesteuert.

Dazu wertet das Steuergerät ME folgende Sensoren und Funktionen der Motorsteuerung aus:

– Temperatursensor Ladeluft (B17/8)

– Drucksensor vor Drosselklappe (B28/6), Ladedruck

– Drucksensor nach Drosselklappe (B28/7), Saugrohrdruck

– Drucksensor vor Verdichterrad (B28/15), Ansaugdruck

– Fahrpedalsensor (B37), Lastanforderung vom Fahrer

– Hallsensor Kurbelwelle (B70), Motordrehzahl

– Klopfregelung, Getriebe-Überlastschutz, Überhitzungsschutz

Im Volllastbereich wird maximaler Ladedruck aufgebaut.

Zur Verringerung des Ladedrucks wird der Abgasstrom für den Antrieb der Laderturbine, durch das Öffnen der Ladedruckregelklappe, über einen Bypass (Wastegate) umgeleitet.

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Der Druckwandler Ladedruckregelung steuert dazu die Druckdose Ladedruckregelklappe mit Ladedruck aus der Ladeluftleitung an. Daraufhin öffnet die Druckdose über ein Gestänge die Ladedruckregelklappe, die den Bypass verschließt.

Die Ladedruckregelklappe ermöglicht dem Abgasstrom das Turbinenrad zu umgehen (Bypass), wodurch der Ladedruck geregelt und die Turbinendrehzahl begrenzt wird.

Damit kann der Ladedruck von maximal 0,7 bar an die momentane Lastanforderung des Motors angepasst werden.

Zur Überwachung des aktuellen Ladedrucks gibt der Drucksensor vor Drosselklappe ein entsprechendes Spannungssignal an das Steuergerät ME.

Der Drucksensor vor Verdichterrad, der sich in der Saugleitung vor dem Abgasturbolader befindet, dient dem Steuergerät ME zur Überwachung der Aufladung.

Die Ladelufttemperatur wird im Saugrohr vom Temperatursensor Ladeluft erfasst und dem Steuergerät ME in Form eines Spannungssignals mitgeteilt.

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Funktionsablauf Schubumluft

Der Abgasturbolader dreht durch die Massenträgheit von Welle, Verdichter- und Turbinenrad nach Schubbeginn etwas nach.

Beim schnellen Schließen des Drosselklappenanstellers (M16/6) läuft darum eine Ladedruckwelle zurück zum Abgasturbolader. Diese Ladedruckwelle würde am Verdichterrad einen Zustand mit niedrigem Fördervolumen und hohen Druckverhältnissen verursachen, was zum Laderpumpen führt (kurzer Heulton und mechanische Beanspruchung). Das Öffnen des Umschaltventils Schubumluft verhindert dies durch den schnellen Druckabbau in die Ansaugleitung.

Erkennt das Steuergerät ME den Übergang von Last auf Schubbetrieb, wird das Umschaltventil Schubumluft angesteuert.

Daraufhin öffnet das Umschaltventil Schubumluft den Bypass, der am Verdichterrad vorbei geht, durch den sich der Ladedruck abbaut.

Im Ladebetrieb schließt das Umschaltventil Schubumluft durch eine integrierte Feder.