Aufladung Funktion

Funktionsvoraussetzungen Aufladung allgemein

 Klemme 87 M (Motormanagement EIN)

 Motor läuft

 Das Relais Klemme 87M (F58kN) wird bei Klemme 15 EIN eingeschaltet.

Aufladung allgemein

Durch die Aufladung wird der Zylinderfüllungsgrad verbessert. Damit erhöhen sich das Drehmoment 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 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 die daraus resultierenden hohen Volumenströme 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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Aufladung Funktionsablauf

Der Funktionsablauf Aufladung umfasst folgende Teilfunktionen:

 Funktionsablauf Ladedruckregelung

 Funktionsablauf Schubumluft

 Funktionsablauf Ladeluftkühlung

Funktionsablauf Ladedruckregelung

Die Ladedruckregelung erfolgt elektropneumatisch über den Druckwandler Ladedruckregelung (Y77/1). Der Unterdruck wird durch die am Motor angebaute mechanische Unterdruckpumpe erzeugt. Der Druckwandler Ladedruckregelung wird kennfeld- und lastabhängig vom Steuergerät ME zur Ladedruckregelung angesteuert. Dazu wertet das Steuergerät ME folgende Signale und Funktionen des Motormanagements aus:

 Temperatursensoren Ladeluft links und rechts, Ladelufttemperatur

 Drucksensor vor Drosselklappe links und rechts, Ladedruck

 Drucksensor nach Drosselklappe links und rechts, Motorlast

 Drucksensor nach Luftfilter, Zylinderreihe links und rechts, Ansaugluftdruck

 Fahrpedalsensor (B37), Lastanforderung vom Fahrer

 Hallsensor Kurbelwelle (B70), Motordrehzahl

 Klopfregelung

 Getriebeüberlastschutz

 Überhitzungsschutz

Im Volllastbetrieb wird maximaler Ladedruck aufgebaut.

Zur Verringerung des Ladedrucks werden die Abgasströme für den Antrieb der Abgasturbolader durch Öffnen der Ladedruckregelklappen über jeweils einen Bypass umgeleitet. Der Druckwandler Ladedruckregelung steuert dazu die Druckdosen Ladedruckregelklappe mit Unterdruck von der Unterdruckpumpe an. Daraufhin schließen die Druckdosen Ladedruckregelklappe über ein Gestänge die Ladedruckregelklappen, die damit die Bypässe verschließen.

Liegt kein Unterdruck an den Druckdosen Ladedruckregelklappe an, werden die Ladedruckregelklappen und somit die Bypässe geöffnet. Die Ladedruckregelklappen ermöglichen den Abgasströmen, die Turbinenräder zu umgehen (Bypass), wodurch der Ladedruck geregelt und die Turbinendrehzahl begrenzt wird. Damit kann der Ladedruck an die momentane Lastanforderung des Motors angepasst werden.

Bei einer Undichtheit in der Leitung zwischen Unterdruckpumpe und Druckdosen ist kein Ladedruckaufbau möglich.

Zur Überwachung des aktuellen Ladedrucks geben die Drucksensoren vor Drosselklappe links und rechts ein entsprechendes Spannungssignal an das Steuergerät ME. Die Drucksensoren nach Luftfilter dienen dem Steuergerät ME zur Überwachung der Aufladung. Die aktuelle Motorlast ermittelt das Steuergerät ME aus den Signalen der Drucksensoren nach Drosselklappe.

Die Ladelufttemperatur wird in den Ladeluftkühlern von den Temperatursensoren Ladeluft links und rechts erfasst und dem Steuergerät ME in Form eines Spannungssignals mitgeteilt.

 Die Funktion der Ladedruckregelung kann nur bewertet werden, wenn mit XENTRY Diagnostics 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. Sind die Schlauchleitungen zwischen Druckdosen, Druckwandler Ladedruckregelung und Ladeluftkühler undicht, wird im Steuergerät ME der Fehler "Ladedruck zu hoch" gespeichert. Schnelle Lastanforderungen unterhalb des Grundladedrucks werden über die Drosselklappensteller geregelt.

Funktionsablauf 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).

Erkennt das Steuergerät ME über den Istwert-Potenziometer 1 links (M16/60r1), Istwert-Potenziometer 1 rechts (M16/61r1), Istwert­Potenziometer 2 links (M16/60r2) und Istwert-Potenziometer 2 rechts (M16/61r2) das Schließen der Drosselklappen und somit den Schubbetrieb, werden die Umschaltventile Schubumluft links und rechts angesteuert.

Diese sind an den Ladeluftkühlern angeordnet und öffnen jeweils einen Bypass von der Ladedruckseite nach den Abgasturboladern zu der Ansaugseite nach den Luftfiltern. Der überschüssige Ladedruck und das entsprechende Luftvolumen werden dadurch schnell abgebaut und verhindern somit ein Abbremsen der Verdichterräder der Abgasturbolader.

Wechselt der Motor vom Schubbetrieb in den Lastbetrieb, werden die Umschaltventile Schubumluft nicht länger angesteuert und die Bypässe werden geschlossen.

Funktionsablauf Ladeluftkühlung

Durch die Ladeluftkühlung wird die Ladelufttemperatur < 60 °C bei 20 °C Umgebungstemperatur gehalten. Die abgekühlte Luft nach den Ladeluftkühlern hat eine höhere Dichte. Dadurch erhöht sich der Zylinderfüllungsgrad und somit die Motorleistung.

Außerdem werden die Klopfneigung und die Bildung von Stickoxiden (NOx) durch niedrigere Abgastemperaturen verringert. Beide Zylinderreihen besitzen je einen kühlmittelgekühlten Ladeluftkühler. Die Ladeluftkühler sind an den Niedertemperatur-Kreislauf mit dem Niedertemperaturkühler, dem Radlauf-Niedertemperaturkühler und der Umwälzpumpe 1 Niedertemperatur-Kreislauf (M43/6) und der Umwälzpumpe 2 Niedertemperatur-Kreislauf (M43/7) angeschlossen.

Wenn die Ladelufttemperatur > 35 °C beträgt, sendet das Steuergerät ME die Anforderung zum Einschalten der Umwälzpumpe 1 und 2 Niedertemperatur-Kreislauf über den Antriebs-CAN (CAN C) an das Steuergerät Antriebsstrang (N127). Das Steuergerät Antriebsstrang steuert die Umwälzpumpen 1 und 2 Niedertemperatur-Kreislauf über Antriebsstrang-LIN (LIN C3) an.

Das Steuergerät ME erfasst die aktuelle Ladelufttemperatur in den Ladeluftkühlern über die Temperatursensoren Ladeluft links und rechts (Spannungssignal).

P09.41-2837-76

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