Elektrischer Zusatzkompressor (M60/1)
Der herkömmliche Abgasturbolader wird durch einen elektrischen Zusatzkompressor (M60/1) ergänzt, hierdurch wird sowohl das stationäre Voll-Lastmoment als auch das instationäre Betriebsverhalten des Motors verbessert.
So kann unabhängig vom Massestrom und den thermischen Zustandsgrößen des Abgases die Luftversorgung signifikant verbessert werden. Die Versorgung ist somit unabhängig vom Betriebszustand des Motors gewährleistet.
Bereits bei niedrigen Drehzahlen des Motors kann mit dem elektrischen Zusatzkompressor ein ausreichend hoher Ladedruck bereitgestellt werden. Das "Turboloch" bei niedrigen Drehzahlen wird signifikant verringert.
Der elektrische Zusatzkompressor besteht aus einem Elektromotor mit einer maximalen Leistung von 5 kW, der eine wälzgelagerte Verdichterwelle antreibt, die am Ende mit 14 Schaufeln bestückt ist.
Um über das ganze Drehzahlspektrum hinweg einen gleichmäßig hohen Ladedruck zur Verfügung zu haben, wird der Ladedruck im unteren Drehzahl-/Teillastbereich durch den elektrischen Zusatzkompressor erzeugt.
Das Motormanagement errechnet abhängig von Lastanforderung, Betriebszustand des Motors und Umgebungsbedingungen den Soll-Ladedruck zu jeder Motordrehzahl. Da der Abgasturbolader im niedrigen Drehzahlbereich nicht den Soll-Ladedruck aufbauen kann, wird die Druckdifferenz zwischen Ist-Ladedruck und Soll-Ladedruck durch Ansteuerung des elektrischen Zusatzkompressors ausgeglichen.
Dazu berechnet das Motormanagement die dem benötigten Ladedruck zugemessene Drehzahl des elektrischen Zusatzkompressors.
Ein maximales Druckverhältnis 1,45 bedeutet, bei Umgebungsdruck von 1 bar kann maximal 450 mbar zusätzlich aufgeladen werden, abzüglich der Druckverluste bis zum Motor.
Der maximale Ladedruck beträgt bis zu 450 mbar.
Der elektrische Zusatzkompressor wird in einem Drehzahlspektrum bis 3000/min über einen internen CAN-Bus im Steuergerät ME (N3/10) direkt angesteuert.
Während der Ansteuerung des elektrischen Zusatzkompressors werden zur Überwachung des Ladedrucks die Signale des Druck- und Temperatursensors nach Drosselklappe (B28/27) erfasst.
Läuft der Abgasturbolader allein, erfolgt die Druckmessung über den Druck- und Temperatursensor vor Drosselklappe (B28/26).
Der elektrische Zusatzkompressor wird durch das 48-V-Bordnetz mit Spannung versorgt.
Auftretende Störungen werden an das Steuergerät ME gesendet und dort als Fehler abgelegt. Über XENTRY Diagnostics kann manuell eine Solldrehzahlvorgabe für den elektrischen Zusatzkompressor eingegeben werden.
Die Leistungsdaten des elektrischen Zusatzkompressors sind in der Tabelle am Dokumentende aufgeführt.
Strömungsverlauf Abgas/Ansaugluft/Ladeluft |
9 | Ladeluftkühler |
50 | Abgasturbolader (Twin-Scroll-Abgasturbolader) |
M16/6 | Drosselklappensteller |
M60/1 | Elektrischer Zusatzkompressor |
Y101 | Umschaltventil Schubumluft |
A | Abgas |
B | Ansaugluft/Ladeluft (gekühlt) |
C | Ladeluft (ungekühlt) |
P09.00-2157-76
Twin-Scroll-Abgasturbolader mit elektrischem Zusatzkompressor |
50 | Abgasturbolader (Twin-Scroll-Abgasturbolader) |
62 | Elektromotor |
63 | Leistungselektronik |
64 | Verdichterradgehäuse |
65 | Integrierter EMV-Filter |
M60/1 | Elektrischer Zusatzkompressor |
P09.00-2164-05
Produktspezifikation des elektrischen Zusatzkompressors |
Spezifikation | Elektrischer Zusatzkompressor |
Maximalstrom | 104 A Dauer, 130 A Peak (bei Hochlauf) |
Hochlauf bis 90 % Nenndrehzahl | < 300 ms |
Nenndrehzahl | 70.000/min |
Druckverhältnis | 1,45 |
Luftmassenstrom | maximal 500 kg/h |
Einschaltzeit über Lebensdauer | 1360 h, maximal 1,2 Millionen Boosts |
Maximale Boost-Dauer | 21 s |
Maximale Einschaltzeit | maximal 35 % pro Minute |
Energieverbrauch/Leistungsaufnahme Zusatzkompressor |
Betriebszustand | Nominal Verbrauch bei 48 V | Anmerkung |
Freilauf | 0,2 W | - |
Halten | 36 W | - |
Leerlauf | 2,8 W | - |
Volllast | bis zu 5000 W | 6250 W Spitze |