Aufladung Funktion

Funktionsvoraussetzungen Aufladung allgemein

 Klemme 87M EIN (Motormanagement EIN)

 Motor läuft

 Das Steuergerät Antriebsstrang (N127) erhält vom Steuergerät CDI (N3/9) das Signal ''Motor läuft''.

Aufladung allgemein

Durch die Aufladung wird der Zylinderfüllungsgrad verbessert. Damit erhöhen sich das Drehmoment und die Leistung des Motors. Bei der Aufladung wird die Strömungsenergie der Abgase zum Antrieb der beiden Abgasturbolader genutzt. Die Aufladung erfolgt durch zwei in Reihe geschaltete Abgasturbolader unterschiedlicher Größe, die je nach Betriebsbereich in unterschiedlicher Weise zusammenarbeiten. 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. Die verdichtete und dadurch erwärmte Ladeluft strömt über das Ladeluftrohr zum Ladeluftkühler. Dieser kühlt die Ladeluft ab und leitet sie über das Ladeluftrohr zum Ladeluftverteiler weiter.

Die Steuerung der Aufladung erfolgt über die Ladedruckregelung. Der Ladedruck wird vom Steuergerät CDI in Abhängigkeit von den folgenden Werten und den dazugehörigen Bauteilen geregelt:

– Atmosphärendrucksensor, zur Erfassung des Atmosphärendrucks

– Temperatursensor Ladeluft (B17/8)

– Temperatursensor vor Abgasturbolader (B19/11)

– Einspritzmenge, wird über die Einspritzdauer der Kraftstoffinjektoren (Y76) und den Kraftstoffdruck in der Rail bestimmt. Der Kraftstoffdruck in der Rail wird über den Kraftstoffdruck-Sensor Hochdruck (B4/6) erfasst.

– Umschaltventil Abgasklappe (Y93)

– Druckwandler Ladedruckregelung (Y31/5)

Das Steuergerät CDI steuert mit einem pulsweitenmodulierten Signal (PWM-Signal) den Druckwandler in Abhängigkeit von folgenden Sensorsignalen an:

– Kühlmitteltemperatur, über den Kühlmitteltemperatur-Sensor (B11/4)

– Umgebungsluftdruck, über den Atmosphärendrucksensor im Steuergerät CDI

– Ansaugluftdruck, über den Drucksensor nach Luftfilter (B28/5)

– Motordrehzahl, über den Hallsensor Kurbelwelle (B70)

– Ladedruck, über den Ladedrucksensor Niederdruck-Abgasturbolader (B5/4) und den Ladedrucksensor (B5/1)

– Abgasdruck, über den Abgasdrucksensor (B60)

– Angesaugte Luftmasse, über den Heißfilm-Luftmassenmesser (B2/5)

– Differenzdrucksensor DPF (B28/8) (mit Code (474) Partikelfilter), Rußgehalt des Dieselpartikelfilters (DPF)

Funktionsablauf Aufladung

Der Funktionsablauf ist in folgenden Punkten beschrieben:

 Funktionsablauf Ladedruck Volllastbetrieb bis 1200/min

 Funktionsablauf Ladedruck Volllastbetrieb ab 1200/min bis 2800/min

 Funktionsablauf Ladedruck Volllastbetrieb ab 2800/min

 Funktionsablauf Ladeluftkühlung

Funktionsablauf Ladedruckregelung Volllastbetrieb bis 1200/min

Bis zu einer Motordrehzahl von 1200/min im Volllastbetrieb sind beide Abgasklappen (Ladedruckregelklappe und Wastegate) geschlossen und der gesamte Abgasstrom strömt über das Turbinenrad des Hochdruck-Abgasturboladers zum Turbinenrad des Niederdruck-Abgasturboladers und danach zur Abgasanlage. Der größte Teil der Abgasenergie wirkt auf das Turbinenrad des Hochdruck-Abgasturboladers, der somit den Hauptteil des notwendigen Ladedrucks erzeugt.

Die restliche Abgasenergie wirkt auf das Turbinenrad des Niederdruck-Abgasturboladers, das über die Laderwelle das Verdichterrad antreibt. Der Niederdruck-Abgasturbolader wirkt somit nicht als Strömungsbremse. Das vom Druckwandler Ladedruckregelung angesteuerte Wastegate und das Rückschlagventil sind geschlossen.

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Funktionsablauf Ladedruckregelung Volllastbetrieb ab 1200/min bis 2800/min

Ab einer Motordrehzahl von 1200/min bis 2800/min im Volllastbetrieb wird die Ladedruckregelklappe in Abhängigkeit vom benötigten Ladedruck geöffnet.

Weiterhin strömt ein Großteil des Abgasstroms über das Turbinenrad des Hochdruck-Abgasturboladers zum Turbinenrad des Niederdruck-Abgasturboladers und danach zur Abgasanlage.

Der größte Teil des erzeugten Ladedrucks wird durch den Hochdruck-Abgasturbolader bereitgestellt.

Die vom Druckwandler Ladedruckregelklappe angesteuerte Ladedruckregelklappe wird nach Vorgabewerten im Kennfeld langsam geöffnet (gesteuert), so dass der Niederdruck-Abgasturbolader kontinuierlich zugeschaltet wird.

Ab einer Motordrehzahl von ca. 2800/min ist die Ladedruckregelklappe vollständig geöffnet.

Das vom Druckwandler Ladedruckregelung angesteuerte Wastegate und das Rückschlagventil sind weiterhin geschlossen.

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Funktionsablauf Ladedruckregelung Volllastbetrieb ab 2800/min

Ab einer Motordrehzahl von 2800/min werden das Rückschlagventil (öffnet selbstregelnd) und das Wastegate geöffnet. Die vom Niederdruck-Abgasturbolader erzeugte Ladeluft wird größtenteils über das Luftführungsgehäuse am Verdichter des Hochdruck-Abgasturboladers vorbei (Bypass) zum Ladeluftkühler geleitet. Der Niederdruck-Abgasturbolader erzeugt somit den erforderlichen Ladedruck. Da der Hochdruck-Abgasturbolader nicht komplett umgegangen werden kann, treibt ein Teil des Abgasstroms das Hochdruck-Turbinenrad weiter an. Über das vom Druckwandler Ladedruckregelung angesteuerte Wastegate wird der erzeugte Ladedruck geregelt. Das Steuergerät CDI überwacht über den Ladedrucksensor den tatsächlich erzeugten Ladedruck.

Durch den Ladedrucksensor Niederdruck-Abgasturbolader wird der Ladedruck nach dem Niederdruck-Abgasturbolader erfasst. Durch den Vergleich des tatsächlich erzeugten Ladedrucks mit dem im Kennfeld gespeicherten Ladedruck und dem Ladedruck nach dem Niederdruck-Abgasturbolader ist es möglich, Fehler am Hochdruck- und Niederdruck-Abgasturbolader zu erfassen.



Der Verdichter-Bypass ist druckdifferenzabhängig selbstregelnd, wobei das federbelastete Rückschlagventil die Ladeluft bis hin zu hohen Motorlasten an dem Hochdruck-Abgasturbolader vorbeileitet.

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Funktionsablauf Ladeluftkühlung

Der Ladeluftkühler ist an dem Niedertemperatur-Kreislauf mit dem Niedertemperaturkühler und der Umwälzpumpe 1 Niedertemperatur-Kreislauf (M43/6) angeschlossen.

Wenn die Ladelufttemperatur > 35 °C beträgt, wird vom Steuergerät CDI die Umwälzpumpe 1 Niedertemperatur-Kreislauf über den Motor-CAN (CAN C), das Steuergerät Antriebsstrang und über den Antriebsstrang-LIN (LIN C3) angesteuert.

Sinkt die Ladelufttemperatur unter 25 °C ab, wird die Umwälzpumpe 1 Niedertemperatur-Kreislauf wieder abgeschaltet.

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

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

 Weitere Informationen zum Niedertemperatur-Kreislauf sind in der Teilfunktion ''Wärmemanagement'' beschrieben.