Aufladung Funktion

Funktionsvoraussetzungen Aufladung allgemein

 Klemme 87M (Motormanagement EIN)

 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 2 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 (N3/9) in Abhängigkeit von den folgenden Werten und den dazugehörigen Bauteilen geregelt:

 Atmosphärendrucksensor (im Steuergerät CDI integriert), zur Erfassung des Atmosphärendruckluftdrucks

 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 die beiden Druckwandler in Abhängigkeit von folgenden Sensorsignalen an:

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

 Atmosphärendruck, über den Atmosphärendrucksensor im Steuergerät CDI

 Ansaugluftdruck, über den Drucksensor nach Luftfilter (B28/11)

 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-Luftmassensensor (B2/5)

 Differenzdrucksensor DPF (B28/8), Rußgehalt des Dieselpartikelfilters (DPF)

Funktionsablauf Aufladung

Der Funktionsablauf ist in folgenden Punkten beschrieben:

 Funktionsablauf Ladedruck Volllastbetrieb bis ca. 1200/min

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

 Funktionsablauf Ladedruck Volllastbetrieb ab ca. 2800/min

Funktionsablauf Ladedruckregelung Volllastbetrieb bis ca. 1200/min

Bis zu einer Motordrehzahl von ca. 1200/min im Volllastbetrieb ist die Abgasklappe 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 hydrodynamische Strömungsbremse. Das vom Druckwandler Ladedruckregelung angesteuerte Wastegate und der Verdichter-Bypass sind geschlossen.

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Funktionsablauf Ladedruckregelung Volllastbetrieb ab ca. 1200/min bis ca. 2800/min

Ab einer Motordrehzahl von ca. 1200/min im Volllastbetrieb wird die Abgasklappe 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.

Der Niederdruck-Abgasturbolader wird kontinuierlich zugeschaltet und sorgt für eine Vorverdichtung der angesaugten Reinluft.

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

Das vom Druckwandler Ladedruckregelung angesteuerte Wastegate und der Verdichter-Bypass sind weiterhin geschlossen.

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Funktionsablauf Ladedruckregelung Volllastbetrieb ab ca. 2800/min

Ab einer Motordrehzahl von ca. 2800/min werden das Rückschlagventil (öffnet selbstregelnd) und das Wastegate geöffnet. Die vom Niederdruck-Abgasturbolader erzeugte Ladeluft wird größtenteils über das Luftführungsgehäuse am Hochdruck-Abgasturbolader vorbei zum Ladeluftkühler geleitet. Der Niederdruck-Abgasturbolader erzeugt somit den erforderlichen Ladedruck. Da der Hochdruck-Abgasturbolader nicht komplett umgangen 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 druckabhängig selbstregelnd, wobei das federbelastete Rückschlagventil den Hochdruck-Abgasturbolader bei hohen Lasten aus dem Förderstrom herausnimmt.

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 Informationen zur Ladeluftkühlung sind in der Teilfunktion "Wärmemanagement" beschrieben.