Aufladung Funktion

Funktionsvoraussetzungen Aufladung allgemein

 Klemme 87M (Motormanagement 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 2,8 bar (absolut).

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 Ladeluftverteiler.

Aufladung Funktionsablauf

Der Funktionsablauf ist in folgende Teilfunktionen gegliedert:

 Funktionsablauf Ladedruckregelung

 Funktionsablauf Twin-Scroll-System

 Funktionsablauf Ladeluftkühlung

Funktionsablauf Ladedruckregelung

Die Ladedruckregelung erfolgt elektropneumatisch über den Druckwandler Ladedruckregelung (Y77/1).

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:

 Temperatursensor Ladeluft nach Drosselklappe (B17/9)

 Drucksensor nach Luftfilter (B28/5), Ansaugdruck

 Drucksensor vor Drosselklappe (B28/6), Ladedruck

 Drucksensor nach Drosselklappe (B28/7), Ladedruck

 Fahrpedalsensor (B37), Lastanforderung vom Fahrer

 Hallsensor Kurbelwelle (B70) (mit Drehrichtungserkennung), Motordrehzahl

 Klopfregelung

Im Volllastbetrieb wird maximaler Ladedruck aufgebaut. Zur Verringerung des Ladedrucks wird der Abgasstrom für den Antrieb der Laderturbine, durch das Öffnen der Ladedruckregelklappe, über einen Bypass umgeleitet.

Der Druckwandler Ladedruckregelung steuert dazu die Druckdose Ladedruckregelklappe mit Unterdruck aus dem Unterdruckspeicher 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 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 nach Luftfilter, der sich in dem Luftansaugrohr vor dem Abgasturbolader befindet, dient dem Steuergerät ME zur Überwachung der Aufladung.

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

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Funktionsablauf Twin-Scroll-System

Beim Motor 133 wird ein so genannter Twin-Scroll-Abgasturbolader verwendet.

Durch die Säulentrennung der Abgasströme nach dem Zylinderaustritt wird mehr Energie (Impulsenergie und kinetische Energie) zum Turbinenrad transportiert. Um diese Energie maximal zu nutzen, sind die Krümmerrohrdurchmesser sowie die Krümmerrohrlängen auf den Twin-Scroll-Abgasturbolader abgestimmt.

Aus diesem Grund wird beim Motor 133 ein Fächerkrümmer eingesetzt, wobei die Krümmerrohre 1 + 4 und 2 + 3 zusammengefasst werden (Säulentrennung). Durch diese Maßnahmen werden das gute Ansprechverhalten und die erzielte maximale Leistung erreicht.

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Funktionsablauf Ladeluftkühlung

Durch die Ladeluftkühlung wird die Ladelufttemperatur < 60 °C bei 20 °C Umgebungstemperatur gehalten. Die abgekühlte Luft nach dem Ladeluftkühler hat eine höhere Dichte. Dadurch erhöht sich der Zylinderfüllungsgrad und somit die Motorleistung. Außerdem werden die Klopfneigung und durch niedrigere Abgastemperaturen die Bildung von Stickoxiden (NOx) verringert. Der kühlmittelgekühlte Ladeluftkühler ist an den Niedertemperatur-Kreislauf angeschlossen.

Wenn die Ladelufttemperatur > 35 °C beträgt, wird vom Steuergerät ME die Umwälzpumpe Ladeluftkühler (M44) über das Relais Klemme 87 (F58kS) angesteuert.

Sinkt die Ladelufttemperatur unter 25 °C ab, wird die Umwälzpumpe Ladeluftkühler wieder abgeschaltet.

Die Ladelufttemperatur wird im Ladeluftverteiler vom Temperatursensor Ladeluft erfasst und dem Steuergerät ME mit einem Spannungssignal mitgeteilt.

 Den Verschlussdeckel am Niedertemperatur-Kreislauf nur bei erhöhter Ladelufttemperatur (Leistungsmangel) oder bei kaltem Motor öffnen. Das Kühlmittel muss bis an den Verschlussdeckel reichen.

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