Aufladung Funktion

Funktionsvoraussetzungen Aufladung allgemein

 Klemme 87M (Motorsteuerung EIN)

 Motor läuft

Aufladung allgemein

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

Je Zylinderreihe ist ein kühlmittelgekühlter Abgasturbolader eingebaut. Durch die direkte Anordnung am Auspuffkrümmer wird optimales Ansprechen und damit bereits bei niedrigen Drehzahlen hoher Ladedruck erreicht.

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 vor den Ladeluftkühlern.

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Durch die hohe Drehzahl der Verdichterräder und den daraus resultierenden hohen Volumenstrom wird die Ansaugluft in den Ladeluftrohren verdichtet.

Die verdichtete und dadurch erwärmte Ladeluft strömt über die Ladeluftrohre zu den Ladeluftkühlern. Diese kühlen die Ladeluft ab und leiten sie über das Y-Verbindungsrohr und den Drosselklappenansteller (M16/6) zum Saugrohr weiter.

Die Abgasturbolader erzeugen ab ca. 1500/min Ladedruck. Der maximale Ladedruck wird bei ca. 2000/min erreicht.

Der maximale Ladedruck beträgt ca. 1,5 bar.

Aufladung Funktionsablauf

Der Funktionsablauf ist in folgenden Teilfunktionen gegliedert:

 Funktionsablauf Ladedruckregelung

 Funktionsablauf Schubumluft

 Funktionsablauf Ladeluftkühlung

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Funktionsablauf Ladedruckregelung

Die Ladedruckregelung erfolgt elektropneumatisch über den Druckwandler Ladedruckregelung (Y77/1). Das Steuergerät ME steuert kennfeld- und lastabhängig den Druckwandler Ladedruckregelung über ein pulsweitenmoduliertes Signal (PWM-Signal) mit einem Tastverhältnis von 5 bis 95 % an. Dazu wertet das Steuergerät ME folgende Sensoren und Funktionen der Motorsteuerung aus:

– Temperatursensor Ladeluft (B17/8)

– Drucksensor nach Luftfilter, Zylinderreihe links (B28/4), Saugrohrdruck

– Drucksensor nach Luftfilter, Zylinderreihe rechts (B28/5), Saugrohrdruck

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– Drucksensor vor Drosselklappe (B28/6), Ladedruck

– Drucksensor nach Drosselklappe (B28/7), Motorlast

– Fahrpedalsensor (B37), Lastanforderung vom Fahrer

– Hallsensor Kurbelwelle (B70), Motordrehzahl

– Klopfregelung, Getriebe-Überlastschutz, Überhitzungsschutz

– Drucksensor Atmosphärenluftdruck im Steuergerät ME, Höhenadaption (in Höhenlagen wird der maximale Ladedruck begrenzt)

– Abgastemperatur (aus Modellrechnung/Kennfeld)

– Kraftstoffqualität (maximaler Ladedruck nur mit ROZ 98 (Research - Oktanzahl))

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Entsprechend dem Tastverhältnis wirkt der Ladedruck aus dem Ladeluftkühler rechte Zylinderreihe vollständig oder teilweise in den Druckdosen. Diese öffnen über Gestänge die Ladedruckregelklappen (Ladedruckregelklappen), die die Bypässe verschließen. Die Ladedruckregelklappen ermöglichen so dem Abgasstrom, die Turbinenräder zu umgehen (Bypass), wodurch der Ladedruck geregelt und die Turbinendrehzahl begrenzt werden. Zur Überwachung des aktuellen Ladedrucks gibt der Drucksensor vor Drosselklappe ein entsprechendes Spannungssignal an das Steuergerät ME. Die Drucksensoren nach Luftfilter, Zylinderreihe links und rechts, die sich in den Saugleitungen vor den Abgasturboladern befinden, dienen dem Steuergerät ME zur Überwachung der Aufladung (Druckabfall über die Luftfilter). Die Ladelufttemperatur wird im Saugrohr vom Temperatursensor Ladeluft erfasst und dem Steuergerät ME mit einem Spannungssignal mitgeteilt. Der maximale Ladedruck wird nur bei einer Ladelufttemperatur <70 °C freigegeben.

Die Erkennung der Motorlast (in Abhängigkeit vom Drosselklappenwinkel) erfolgt durch das Spannungssignal vom Drucksensor nach Drosselklappe.

 Diagnose

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 wird.

 Diagnose

Sind die Schlauchleitungen zwischen Druckdosen, Druckwandler Ladedruckregelung und Ladeluftkühler rechte Zylinderreihe undicht, wird im Steuergerät ME der Fehler "Ladedruck zu hoch" gespeichert.



Schnelle Lastanforderungen unterhalb des Grundladedrucks werden über den Drosselklappenansteller geregelt.

P09.40-2403-76

Ansicht Luftpfad Aufladung

B28/4 Drucksensor nach Luftfilter, Zylinderreihe links

B28/5 Drucksensor nach Luftfilter, Zylinderreihe rechts

B28/7 Drucksensor nach Drosselklappe

M16/6 Drosselklappenansteller

1 Abgasturbolader links

2 Abgasturbolader rechts

3 Ladeluftkühler linke Zylinderreihe

4 Ladeluftkühler rechte Zylinderreihe

A Ansaugluft

B Ladeluft

C Abgas

Funktionsablauf Schubumluft

Die Abgasturbolader drehen durch die Massenträgheit von Wellen, Verdichter- und Turbinenrädern bei Schubbeginn etwas nach und erzeugen gegen die geschlossene Drosselklappe weiter Ladedruck.

Diese Druckspitzen in den Abgasturboladern (kurzer Heulton) werden durch das Umschaltventil Schubumluft (Y101) vermieden.

Erkennt das Steuergerät ME durch die Signale vom Fahrpedalsensor den Übergang von Last auf Schubbetrieb, wird das Umschaltventil Schubumluft mit einem Massesignal angesteuert.

Dadurch werden beide Schubumluftventile an den Abgasturboladern mit Unterdruck aus dem Unterdruckspeicher beaufschlagt. Die Schubumluftventile öffnen einen Bypass (am jeweiligen Verdichterrad vorbei), durch den sich der Ladedruck sofort abbaut.

Ohne Ansteuerung vom Umschaltventil Schubumluft (im Ladebetrieb) sind die Membranräume der Schubumluftventile mit dem Saugrohr verbunden. Die Schubumluftventile schließen durch integrierte Federn und durch den Ladedruck im Saugrohr.

Schließt ein Schubumluftventil nicht, wird weniger Ladedruck aufgebaut.



Im Unterdruckspeicher wird im Saugbetrieb des Motors und im Schubbetrieb Unterdruck aufgebaut.

Dazu öffnet das Rückschlagventil (bei Unterdruck) die Leitung zwischen Saugrohr und Unterdruckspeicher.

P09.41-2530-09

12 Saugrohr

22 Unterdruckspeicher

128 Rückschlagventil (Unterdruck)

110/4 Schubumluftventil

110a Abgasturbolader links

110b Abgasturbolader rechts

110d Verdichterrad

Y101 Umschaltventil Schubumluft

b Unterdruck zu den Umschaltventilen Luftpumpe 1 und 2 (Y32/1, Y32/2)

B Prüfanschluss Schubumluft

D Ansaugluft (nach Luftfilter)

E Ladeluft

Funktionsablauf Ladeluftkühlung

Durch die Ladeluftkühlung wird die Ladelufttemperatur <70 °C 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 durch niedrigere Abgastemperaturen die Bildung von Stickoxiden (NOx) verringert.

Je Zylinderreihe ist ein Wasser-/Ladeluftkühler eingebaut. Beide Wasser-/Ladeluftkühler sind an den Niedertemperatur-Kühlkreislauf mit Niedertemperaturkühler und Umwälzpumpe Ladeluftkühler (M44) angeschlossen.

Wenn die Ladelufttemperatur >47 °C beträgt, wird vom Steuergerät ME (N3/10) die Umwälzpumpe Ladeluftkühler über das Relais Umwälzpumpe Ladeluftkühler (K61) angesteuert.

Sinkt die Ladelufttemperatur unter 35 °C ab, wird die Umwälzpumpe Ladeluftkühler wieder abgeschaltet.

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



Die Funktion der Ladeluftkühlung ist entscheidend von der luftblasenfreien Befüllung des Niedertemperatur-Kühlkreislaufs abhängig. Zum Befüllen ist ein Sonderwerkzeug (Vakuumpumpe) erforderlich.



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