Aufladung Funktion

Funktionsvoraussetzung allgemein

 Motor läuft

Aufladung allgemein

Durch die Aufladung wird der Zylinderfüllungsgrad verbessert. Damit erhöhen sich das Motordrehmoment und die Motorleistung. Die der erhöhten Luftmasse entsprechende Kraftstoffmenge wird vom Steuergerät ME (N3/10) zugemessen.

Bei der Aufladung wird die Strömungsenergie der Abgase zum Antrieb der Abgasturbolader genutzt. Die Abgasturbolader saugen Frischluft über die Luftfilter an den Verdichtereintritten an und führen diese über die Verdichteraustritte in die Ladeluftrohre zu den Ladeluftkühlern.

Durch die hohe Drehzahl der Verdichterräder und den daraus resultierenden hohen Volumenströmen wird die Luft in den Ladeluftrohren verdichtet. Die verdichtete Ladeluft strömt über die Ladeluftrohre zu den Ladeluftkühlern. Diese kühlen anschließend die durch die Verdichtung erwärmte Ladeluft ab und leiten sie über die Ladeluftverteiler in die Zylinder weiter.

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Die Aufladung ist in folgende Teilbereiche gegliedert:

 Ladedruckregelung

 Schubumluft

 Ladeluftkühlung

Ladedruckregelung

Die Ladedruckregelung erfolgt elektropneumatisch über den Druckwandler Ladedruckregelung (Y77/1). Der Unterdruck wird von der mechanischen Unterdruckpumpe am Motor erzeugt. Das Steuergerät ME steuert den Druckwandler kennfeld- und lastabhängig an. Hierfür wertet das Steuergerät ME die Signale folgender Bauteile aus:

 Temperatursensor Ladeluft links

 Temperatursensor Ladeluft rechts (B17/15)

 Drucksensor nach Luftfilter, Zylinderreihe links (B28/4)

 Drucksensor nach Luftfilter, Zylinderreihe rechts (B28/5)

 Drucksensor vor Drosselklappe links

 Drucksensor vor Drosselklappe rechts

 Drucksensor nach Drosselklappe links

 Drucksensor nach Drosselklappe rechts

 Fahrpedalsensor (B37)

 Hallsensor Kurbelwelle (B70)

Zusätzlich bewertet das Steuergerät ME die Aktivitäten, die innerhalb folgender Funktionen stattfinden:

 Klopfregelung

 Getriebeüberlastschutz

 Überhitzungsschutz

Im Volllastbetrieb wird maximaler Ladedruck aufgebaut. Zum Absenken des Ladedrucks werden die Abgasströme für den Antrieb der Abgasturbolader durch das Öffnen der Ladedruckregelklappen über jeweils einen Bypass umgeleitet. Der Druckwandler Ladedruckregelung steuert hierfür die Druckdosen Ladedruckregelklappe mit Unterdruck an. Daraufhin schließen die Druckdosen Ladedruckregelklappe über ein Gestänge die Ladedruckregelklappen und somit die Bypässe. Wenn kein Unterdruck an den Druckdosen Ladedruckregelklappe anliegt, werden die Ladedruckregelklappen und somit die Bypässe geöffnet. Die Ladedruckregelklappen leiten die Abgasströme an den Turbinenrädern der Abgasturbolader vorbei. Der Ladedruck kann dadurch an die jeweilige Lastanforderung angepasst werden. Bei einer Undichtheit in der Leitung zwischen der Unterdruckpumpe und den Druckdosen ist kein Ladedruckaufbau möglich. Die Drucksensoren vor Drosselklappe erfassen den Ladedruck. Die Drucksensoren nach Luftfilter erfassen die Aufladung. Die Ladelufttemperatur wird in den Ladeluftkühlern von den Temperatursensoren Ladeluft erfasst.

 Die Ladedruckregelung kann mit dem Diagnosetester nur bewertet werden, wenn auf dem Display die Meldung "Ladedruckregelung adaptiert" angezeigt wird. Nach dem Austausch des Steuergeräts ME oder eines Abgasturboladers ist eine längere Fahrstrecke mit bestimmten Betriebsbedingungen erforderlich, damit diese Adaption vom Steuergerät ME durchgeführt werden kann. Wenn die Schlauchleitungen zwischen Druckdosen, Druckwandler Ladedruckregelung und Ladeluftkühler undicht sind, wird im Steuergerät ME der Fehler "Ladedruck zu hoch" gespeichert. Schnelle Lastanforderungen unterhalb des Grundladedrucks werden über die Drosselklappensteller geregelt.

Schubumluft

Die Abgasturbolader drehen durch die Massenträgheit von Welle, Verdichter- und Turbinenrad nach Schubbeginn etwas nach. Durch ein schnelles Schließen der Drosselklappen entstehen Staudrücke und ungünstige Schwingungen in der Luftsäule nach den Abgasturboladern. Diese Schwingungen würden an den Verdichterrädern einen Zustand mit niedrigem Fördervolumen und hohen Druckverhältnissen verursachen, was zum Laderpumpen führt (kurzer Heulton und mechanische Beanspruchung).

Das Steuergerät ME erfasst das Schließen der Drosselklappen und somit das Einsetzen des Schubbetriebs durch das Auswerten der Signale folgender Bauteile:

 Istwert-Potenziometer 1 links (M16/60r1)

 Istwert-Potenziometer 2 links (M16/60r2)

 Istwert-Potenziometer 1 rechts (M16/61r1)

 Istwert-Potenziometer 2 rechts (M16/61r2)

Anschließend steuert das Steuergerät ME die Umschaltventile Schubumluft an. Diese sind an den Ladeluftkühlern angeordnet und öffnen jeweils einen Bypass von der Ladedruckseite hinter den Abgasturboladern zur Ansaugseite hinter den Luftfiltern. Der überschüssige Ladedruck und das entsprechende Luftvolumen werden schnell abgebaut und verhindern somit ein Abbremsen der Verdichterräder der Abgasturbolader. Wenn der Motor vom Schubbetrieb in den Lastbetrieb wechselt, werden die Umschaltventile Schubumluft nicht mehr angesteuert. Die Bypässe werden geschlossen.

Ladeluftkühlung

Durch die Ladeluftkühlung wird die Ladelufttemperatur unter 60 °C bei 20 °C Umgebungstemperatur gehalten. Die gekühlte Ladeluft hat eine höhere Dichte. Dadurch erhöht sich der Zylinderfüllungsgrad und somit die Motorleistung.

Außerdem werden die Klopfneigung und durch die niedrigeren Abgastemperaturen die Bildung von Stickoxiden (NOx) verringert. Jede Zylinderreihe besitzt einen Ladeluftkühler. Die Ladeluftkühler sind an den Niedertemperatur-Kreislauf angeschlossen.

Wenn die Ladelufttemperatur mehr als 35 °C beträgt, steuert das Steuergerät Antriebsstrang (N127) die Umwälzpumpe 1 Niedertemperatur-Kreislauf (M43/6) und die Umwälzpumpe 2 Niedertemperatur-Kreislauf (M43/7) über Antriebsstrang-LIN (LIN C3) an. Das Steuergerät ME sendet die Ladelufttemperatur über Motor-CAN (CAN C) an das Steuergerät Antriebsstrang.

Wenn die Ladelufttemperatur unter 25 °C absinkt, werden die Umwälzpumpen Niedertemperatur-Kreislauf wieder abgeschaltet.

 Motor 177.9 im Typ 213, 253
Die Umwälzpumpe 3 Niedertemperatur-Kreislauf (M43/8) und das Umschaltventil Niedertemperatur-Kreislauf (Y73/1) werden abhängig von der Getriebeöltemperatur ebenfalls vom Steuergerät Antriebsstrang über Antriebsstrang-LIN angesteuert.

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