Anordnung
1 | Kühlmittelpumpe |
W20.10-1071-05
Die Kühlmittelpumpe (1) ist vorn links am Motor angeordnet.
Aufgabe
Die Aufgabe der Kühlmittelpumpe (1) ist das Umwälzen des Kühlmittels im Kühlkreislauf des Motors. Das Umwälzen des Kühlmittels erfolgt dabei bedarfsorientiert in Abhängigkeit des Betriebszustands. Das heißt, das Steuergerät Motormanagement (MCM) (A4) regelt stufenlos über eine elektromagnetische Viskose-Lüfterkupplung die Förderleistung der Kühlmittelpumpe (1).
Hierdurch wird vor allem im Teillastbereich die Förderleistung reduziert. Durch die verringerte Förderleistung reduziert sich die erforderliche Antriebsenergie, der Kraftstoffverbrauch wird dementsprechend verringert.
Schnittdarstellung |
2 | Grundkörper |
3 | Deckel |
4 | Arbeitsraum (gefüllt mit Silikonöl) |
5 | Viskosescheibe |
6 | Zwischenscheibe |
7 | Anker (mit Ventilhebel) |
8 | O-Ring (Dichtring) |
9 | Riemenscheibe |
10 | Zweiringlager (mit Antriebswelle) |
11 | Gleitringdichtung |
12 | Dichtung (zum Motor) |
13 | Pumpenlaufrad |
14 | Signalring für Drehzahlsensor Kühlmittelpumpe (B640) |
15 | Pumpengehäuse |
16 | Elektromagnet |
B640 | Drehzahlsensor Kühlmittelpumpe |
Y644 | Magnetventil Wasserpumpe geschaltet |
W20.10-1072-73
Funktion
Der Kraftschluss zwischen Riemenscheibe (9) und Antriebswelle wird über eine elektromagnetische Viskose-Lüfterkupplung hergestellt, die vom Steuergerät Motormanagement (MCM) (A4) angesteuert wird.
Die Kraftübertragung zwischen der Riemenscheibe (9) und der Antriebswelle erfolgt durch die Scherung des Silikonöls im Arbeitsraum (4). Als Scherung wird die Verdrängung des Silikonöls zwischen den Antriebslamellen des Grundkörpers (2) und den Abtriebslamellen der Viskosescheibe (5) bezeichnet.
Das Steuergerät Motormanagement (MCM) (A4) benötigt für die Regelung der elektromagnetischen Viskose-Lüfterkupplung die Kupplungsdrehzahl des Kupplungsabtriebs (Pumpendrehzahl des Pumpenlaufrad (13)) und der Antriebsdrehzahl der Riemenscheibe (9).
Die Ermittlung der Antriebsdrehzahl der Riemenscheibe (9) erfolgt über die Motordrehzahl und über den Durchmesser der Riemenscheibe (9).
Dabei wird das Übersetzungsverhältnis über den Keilrippenriemen berücksichtigt.
Diese Informationen sind im Steuergerät Motormanagement (MCM) (A4) hinterlegt.
Die Kupplungsdrehzahl des Kupplungsabtriebs wird über den Drehzahlsensor Kühlmittelpumpe (B640) erfasst und vom Steuergerät Motormanagement (MCM) (A4) ausgewertet.
Aus diesen Informationen ermittelt das Steuergerät Motormanagement (MCM) (A4) die aktuelle Pumpendrehzahl und somit die Förderleistung der Kühlmittelpumpe (1).
Bauartbedingt liefert die Kühlmittelpumpe (1), im nicht angesteuerten Zustand, immer die volle Förderleistung. Das heißt, die Riemenscheibe (9) und das Pumpenlaufrad (13) sind zu 95 % kraftschlüssig. Soll die Förderleistung der Kühlmittelpumpe (1) reduziert werden, steuert das Steuergerät Motormanagement (MCM) (A4) das Magnetventil Wasserpumpe geschaltet (Y644) über ein pulsweitenmoduliertes Signal an.
Durch das Ansteuern des Magnetventil Wasserpumpe geschaltet (Y644) wird der Anker (7) geschlossen. Daraufhin wird das Silikonöl durch die Fliehkraft aus dem Arbeitsraum (4) zwischen den Deckel (3) und die Viskosescheibe (5) gepumpt, die Antriebsleistung des Pumpenlaufrads (13) wird somit reduziert.
Durch den ständigen Abgleich zwischen Antriebs- und Abtriebsdrehzahl erkennt das Steuergerät Motormanagement (MCM) (A4) zu jedem Zeitpunkt die aktuelle Förderleistung. Entsprechend der jeweiligen Kühlanforderung erhöht oder senkt das Steuergerät Motormanagement (MCM) (A4) die Förderleistung der Kühlmittelpumpe (1).
Die Kühlmittelpumpe (1) ist als so genanntes "Fail-safe-Bauteil" ausgelegt. Das heißt, dass der Arbeitsraum (4) der elektromagnetischen Viskose-Lüfterkupplung im Ruhezustand mit Silikonöl gefüllt ist. Entfällt aufgrund eines Defekts die elektronische Ansteuerung der elektromagnetischen Viskose-Lüfterkupplung, wird immer mit 100 % der möglichen Kühlleistung gearbeitet. Dies bedeutet aber auch, dass die Funktionsweise der Viskose-Lüfterkupplung bei sehr niedrigen Temperaturen bzw. einem Motorkaltstart eingeschränkt sein kann. Das sehr zäh fließende kalte Silikonöl kann besonders bei niedrigen Motordrehzahlen nicht aus dem Arbeitsraum (4) gepumpt werden und führt so zur Vollzuschaltung der Kühlmittelpumpe (1).
Die Kühlmittelpumpe (1) ist mit folgenden Notlaufeigenschaften ausgerüstet:
Bei elektrischen Fehlern (z. B. Kabelbruch, Ausfall Sensorik) liefert die Kühlmittelpumpe (1) bauartbedingt automatisch die maximale Fördermenge.
Mechanische Defekte (z. B. Drehzahlabfall aufgrund Ölverlust an der Viskose-Lüfterkupplung oder ein gerissener Keilrippenriemen) werden über den Drehzahlsensor Kühlmittelpumpe (B640) detektiert und führen zu einer Leistungsabregelung des Motors.
Ein mechanischer Defekt der Kühlmittelpumpe (1) bei gleichzeitigem Ausfall des Drehzahlsensors Kühlmittelpumpe (B640) kann über den Verlauf der Kühlmitteltemperatur erkannt werden und führt ebenfalls zu einer Leistungsbegrenzung des Motors.
Der Fahrer wird im Fehlerfall durch eine entsprechende Warnmeldung im Multifunktionsdisplay (A1 p1) oder im Steuergerät Bildschirm Kombiinstrument (ICS) (A153) informiert.