Ladedruckregelung Funktion

Funktionsvoraussetzungen Ladedruckregelung allgemein

 Kl. 87M EIN (Motorsteuerung EIN)

 Motor läuft

Ladedruckregelung 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 (Biturbo). 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.

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 das Stellglied Drosselklappe (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 beim Motor 275.953 ca. 0,9 bar und beim Motor 275.982 (AMG) ca. 1,5 bar.

P09.40-2063-06

Ansicht Luftpfad Aufladung

5/1 Ladeluftkühler linke Zylinderreihe

5/2 Ladeluftkühler rechte Zylinderreihe

12 Saugrohr

110/1 Saugleitung Abgasturbolader

110/6 Ladeluftrohr

110/7 Schlauchstück mit Schlauchschellen

110/8 Y-Verbindungsrohr

110a Abgasturbolader links

110b Abgasturbolader rechts

121/1 Luftfilter linke Zylinderreihe

121/2 Luftfilter rechte Zylinderreihe

M16/6 Stellglied Drosselklappe

B Abgas

D Ansaugluft (nach Luftfilter)

E Ladeluft

Zur Ladedruckregelung liest das Steuergerät ME (N3/10) folgende Sensoren und Signale ein:

– Temperaturfühler Kühlmittel (B11/4)

– Temperaturfühler Ladeluft (B17/8)

– Druckgeber nach Luftfilter, linke und rechte Zylinderreihe (B28/4, B28/5), Ansaugluftdruck

– Druckgeber vor Stellglied Drosselklappe (B28/6), Ladedruck

– Druckgeber nach Stellglied Drosselklappe (B28/7), Motorlast

– Geber Fahrpedal (B37), Lastanforderung Fahrer

– Ölsensor (Ölstand, Temperatur und Qualität) (B40), Motoröltemperatur

– Positionsgeber Kurbelwelle (L5), Motordrehzahl

– Steuergerät EGS (N15/3), Fahrstufe über Antriebs-CAN (CAN C)

– Druckgeber 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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Zusätzlich ist die Ladedruckregelung von den Sicherheitsfunktionen der Motorsteuerung (wie z. B. Klopfregelung und Überhitzungs-/Klingelschutz) abhängig.

Ladedruckregelung Funktionsablauf

Die Ladedruckregelung erfolgt elektropneumatisch über den Druckwandler Ladedruckregelung (Y31/5), der vom Steuergerät ME angesteuert wird.

Das Steuergerät ME steuert kennfeld- und lastabhängig den Druckwandler Ladedruckregelung über ein pulsweitenmoduliertes Signal (PWM-Signal) mit einem Tastverhältnis von 5 bis 95 % an. Entsprechend dem Tastverhältnis wirkt der Ladedruck aus dem Ladeluftkühler rechte Zylinderreihe vollständig oder teilweise in den Druckdosen (Ladedruckregelklappen). Diese öffnen über Gestänge die 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.

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Zur Überwachung des aktuellen Ladedrucks gibt der Druckgeber vor Stellglied Drosselklappe ein entsprechendes Spannungssignal an das Steuergerät ME.

Die Druckgeber nach Luftfilter, linke und rechte Zylinderreihe, 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 Temperaturfühler 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 Druckgeber nach Stellglied Drosselklappe.

 Diagnose

Die Funktion der Ladedruckregelung kann nur bewertet werden, wenn mit dem Diagnose-Assistenz-System (DAS) 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 das Stellglied Drosselklappe geregelt.

P07.61-2741-11

Dargestellt Ladedruckregelung bei einem Tastverhältnis (ti) <5 %

5/2 Ladeluftkühler rechte Zylinderreihe

110/3 Druckdose (Ladedruckregelklappe)

110/3a Ladedruckregelklappe

110c Turbinenrad

110d Verdichterrad

Y31/5 Druckwandler Ladedruckregelung

a Umgebungsluftdruck (Atmosphäre)

B Abgas

D Ansaugluft (nach Luftfilter)

E Ladeluft

t Zeit

ti Tastverhältnis

Ohne Ansteuerung wirkt der gesamte Ladedruck in der Druckdose. Die Druckdose öffnet die Ladedruckregelklappe bereits ab ca. 300 mbar Ladedruck (mechanischer Grundladedruck). Der Ladedruck steigt nicht weiter an und Leistungsminderung ist die Folge.

P07.61-2742-11

Dargestellt Ladedruckregelung bei einem Tastverhältnis (ti) >5 %

5/2 Ladeluftkühler rechte Zylinderreihe

110/3 Druckdose

110/3a Ladedruckregelklappe

110c Turbinenrad

110d Verdichterrad

Y31/5 Druckwandler Ladedruckregelung

a Umgebungsluftdruck (Atmosphäre)

B Abgas

D Ansaugluft (nach Luftfilter)

E Ladeluft

t Zeit

ti Tastverhältnis

Die Druckdose wird mit Umgebungsluftdruck belüftet, so dass in der Druckdose kein Ladedruck mehr wirkt. Im drucklosen Zustand hält eine Feder in der Druckdose die Ladedruckregelklappe geschlossen. Das gesamte Abgas treibt das Turbinenrad an und es wird damit maximaler Ladedruck aufgebaut.