Aufladung Funktion

Funktionsvoraussetzungen Aufladung allgemein

 Klemme 87 M (Motormanagement EIN)

 Motor läuft

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 den daraus resultierenden hohen Volumenstrom 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 ist in folgenden Teilfunktionen gegliedert:

 Funktionsablauf Ladedruckregelung

 Funktionsablauf Schubumluft

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 wird kennfeld- und lastabhängig vom Steuergerät ME zur Ladedruckregelung angesteuert. Dazu wertet das Steuergerät ME folgende Signale und Funktionen des Motormanagements aus:

 Temperatursensor Ladeluft links und Temperatursensor Ladeluft rechts (B17/15), Ladelufttemperatur

 Drucksensoren nach Luftfilter, Zylinderreihe links und rechts (B28/4, B28/5), Ansaugluftdruck

 Drucksensoren vor Drosselklappe links und rechts, Ladedruck

 Drucksensor nach Drosselklappe links und Drucksensor nach Drosselklappe rechts (B28/23), Motorlast

 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 Unterdruckdosen Ladedruckregelklappe mit Unterdruck von der Unterdruckpumpe an. Daraufhin schließen die Unterdruckdosen über ein Gestänge die Ladedruckregelklappen, die damit die Bypässe verschließen.

Liegt kein Unterdruck an den Unterdruckdosen 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 Unterdruckdosen 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 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 Unterdruckdosen, 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 die Istwert-Potenziometer 1 links und rechts (M16/60r1 und M16/61r1) und Istwert-Potenziometer 2 links und rechts (M16/60r2 und 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.

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