Presupposti per il funzionamento gestione termica - Generalità
Morsetto 87M (Gestione del motore ON)
Il motore gira
Gestione termica - Generalità
Con il sistema di gestione termica comandato dalla centralina di comando CDI (N3/9) vengono regolate la temperatura del liquido di raffreddamento, la temperatura dei gas di scarico e la pressione del carburante del motore. I vantaggi che ne derivano sono i seguenti:
Raggiungimento più rapido della temperatura di esercizio ottimale
Riduzione delle emissioni di gas di scarico
Economicità dei consumi (fino al 4 % circa)
Migliore comfort del riscaldamento
Protezione del componente in caso di carico del motore elevato
Il comando della gestione termica dipende dai seguenti sensori e segnali:
Sensore della temperatura dell'olio del motore (B1)
Misuratore della massa d'aria a film caldo (B2/5), carico del motore
Sensore della temperatura dell'aria aspirata (B2/5b1)
Sensore della pressione di sovralimentazione (B5/1) e sensore della pressione di sovralimentazione turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione (B5/4), carico del motore
Sensore temperatura liquido di raffreddamento (B11/4)
Sensore di temperatura aria di sovralimentazione (B17/8)
Sensore di temperatura a monte del filtro per il particolato diesel (B19/9) (con CODICE 474 (Filtro per il particolato))
Sensore della differenza di pressione DPF (B28/8) (con CODICE 474 (Filtro per il particolato))
Sensore del pedale dell'acceleratore (B37), azionamento pedale dell'acceleratore (velocità ed entità dell'azionamento conducente tranquillo o sportivo)
Sensore di temperatura carburante (B50)
Sensore di Hall albero motore (B70), n. di giri motore
Sensore di temperatura nella centralina di comando CDI
Centralina di comando SAM (N10), temperatura esterna tramite CAN abitacolo (CAN B), centralina di comando blocchetto di accensione elettronico (N73) e CAN autotelaio 1 (CAN E1)
Apparecchiatura di controllo e di comando climatizzatore automatico (N22/7), stato climatizzatore tramite CAN abitacolo, centralina di comando blocchetto di accensione elettronico e CAN autotelaio 1
Centralina di comando Programma Elettronico di Stabilità (N30/4), velocità del veicolo tramite CAN autotelaio 1
Centralina di comando gestione del cambio ad integrazione completa (Y3/8n4), posizione del cambio tramite CAN trasmissione (CAN C)
Gestione termica - Svolgimento della funzione
La gestione termica è descritta nei seguenti punti:
Svolgimento della funzione fase di post-avviamento
Svolgimento della funzione riscaldamento del termostato del liquido di raffreddamento
Svolgimento della funzione processo di termocombustione
Svolgimento della funzione preriscaldamento carburante
Svolgimento della funzione protezione serbatoio carburante
Svolgimento della funzione comando ventilatore
Svolgimento della funzione saracinesca del radiatore
Svolgimento della funzione protezione contro il surriscaldamento
Svolgimento della funzione fase di post-avviamento
Nella fase post-avviamento con l'interruzione del raffreddamento pistone attraverso il disinserimento dell'alimentazione di olio motore degli spruzzatori olio tramite la valvola di intercettazione spruzzatori olio (Y131) è possibile ottenere un più rapido riscaldamento del motore. Inoltre l'interruzione della circolazione liquido di raffreddamento può avvenire attraverso il disinserimento della pompa liquido di raffreddamento con l'ausilio della valvola di commutazione pompa liquido di raffreddamento (Y133). La valvola di commutazione pompa liquido di raffreddamento in questo caso viene attivata mediante la commutazione sul collegamento a massa di uno stadio finale integrato nella centralina di comando CDI comandando così mediante la depressione un bypass integrato nella pompa liquido di raffreddamento. In questo modo il motore si riscalda più rapidamente e le emissioni dei gas di scarico vengono ridotte.
Nell'avviamento a freddo la pompa liquido di raffreddamento viene disinserita per max 300 s se le seguenti condizioni risultano rispettate:
I valori limite memorizzati nella centralina di comando CDI relativi alla temperatura dell'aria aspirata e del liquido di raffreddamento all'avviamento del motore nonché alla quantità complessiva di carburante iniettato all'avviamento del motore non sono stati ancora raggiunti.
Dall'apparecchiatura di controllo e di comando climatizzatore automatico non è stato richiesto il "riscaldamento"
Il n. di giri motore o la quantità iniettata non hanno ancora superato il valore limite stabilito.
Se le condizioni di disinserimento della pompa liquido di raffreddamento non sono più soddisfatte o se è stato raggiunto l'intervallo di disinserimento massimo di 300 s, la centralina di comando CDI termina l'attivazione della valvola di commutazione della pompa liquido di raffreddamento. Mediante il raccordo di ventilazione la valvola di commutazione pompa liquido di raffreddamento viene ventilata e il bypass integrato nella pompa liquido di raffreddamento viene nuovamente chiuso. In questo modo la pompa liquido di raffreddamento viene inserita ripristinando così la circolazione del liquido di raffreddamento. Se la pompa liquido di raffreddamento viene attivata una volta, essa rimane attiva per l'intero ciclo di accensione.
Con temperature olio motore elevate, in funzione del n. di giri motore è possibile che venga interrotto l'inserimento degli spruzzatori olio.
Il disinserimento degli spruzzatori olio nella fase di post-avviamento ha luogo se risultano soddisfatte tutte le seguenti condizioni:
Temperatura olio motore > -5 °C
La durata max. di disinserimento (in funzione della potenza motore, della temperatura dell'aria aspirata e dell'olio motore all'avviamento motore) non è stata ancora raggiunta
Il n. di giri motore o la quantità iniettata non hanno ancora raggiunto il valore limite stabilito
Svolgimento della funzione riscaldamento del termostato del liquido di raffreddamento
In funzione delle condizioni di funzionamento (sulla base di una mappatura) la centralina di comando CDI attiva l'elemento termico del termostato del liquido di raffreddamento (R48) mediante un segnale di massa. L'alimentazione di tensione avviene dalla centralina di comando CDI tramite il "morsetto 87".
Il riscaldamento determina già a basse temperature del liquido di raffreddamento l'apertura del termostato a due piattelli integrato nel termostato del liquido di raffreddamento con conseguente riduzione della temperatura del liquido di raffreddamento.
La sezione di apertura del termostato a due piattelli viene determinata in funzione della durata di inserimento della corrente elettrica e della temperatura del liquido di raffreddamento. L'elemento termico del termostato del liquido di raffreddamento regola la temperatura del liquido di raffreddamento all'incirca nella fascia compresa tra 55 °C e 106 °C. Il funzionamento di emergenza garantisce che il termostato a due piattelli a partire da circa 106 °C sia aperto completamente indipendentemente dall'attivazione.
Il termostato a due piattelli assume le seguenti posizioni:
Posizione funzionamento in cortocircuito; t < 55 °C; flusso del liquido di raffreddamento solo nel motore, il riscaldamento dell'abitacolo può essere attraversato dal flusso
Posizione funzionamento misto; 55 °C< t <106 °C; il termostato del liquido di raffreddamento si apre, il flusso attraverso il radiatore ha inizio
Posizione funzionamento radiatore; t > 106 °C; il termostato del liquido di raffreddamento è aperto, tutto il liquido passa attraverso il radiatore
La regolazione della temperatura del liquido di raffreddamento del motore consente di ottenere i seguenti vantaggi:
Raggiungimento più rapido della temperatura di esercizio
Riduzione delle emissioni
Miglioramento del comfort di riscaldamento
Protezione del componente in caso di carico del motore elevato
Rappresentazione schematica |
67 | Termostato del liquido di raffreddamento |
A | Posizione modalità cortocircuito |
B | Posizione funzionamento misto |
C | Posizione funzionamento radiatore |
K | Verso il radiatore |
M | Dal motore |
W | Verso la pompa dell'acqua |
P20.10-2196-04
Svolgimento della funzione processo di termocombustione
Con il metodo di combustione con riscaldamento, una nuova strategia di combustione sul lato motore dissipa una quantità maggiore di calore nel liquido di raffreddamento.
Le seguenti condizioni di funzionamento devono essere soddisfatte contemporaneamente:
Posizione del pedale dell'acceleratore dal sensore del pedale dell'acceleratore inferiore all'80% (carico parziale)
Assenza di rigenerazione del filtro antiparticolato diesel (DPF) (con CODICE 474 (Filtro per il particolato))
Potenza calorifica minima richiesta dall'apparecchiatura di controllo e di comando climatizzatore automatico pari a 90%
Temperatura esterna inferiore a 7 °C (nuovo inserimento a 4 °C da parte della centralina di comando SAM)
Temperatura del liquido di raffreddamento dal sensore della temperatura del liquido di raffreddamento inferiore a 82°C (ha luogo un nuovo inserimento a 74°C)
Durante il processo di termocombustione, attraverso 2 preiniezioni eseguite dagli iniettori di carburante (Y76) con una quantità di carburante nettamente superiore e un'iniezione principale ritardata viene generata una maggiore temperatura dei gas di scarico. In combinazione con il ricircolo gas di scarico (AGR), all'interno del motore viene trasmesso più calore al liquido di raffreddamento, con un più rapido raggiungimento della temperatura di esercizio ottimale e un conseguente miglioramento del riscaldamento dell'abitacolo. A tal fine l'attuatore ricircolo gas di scarico (Y27/9) viene attivato dalla centralina di comando CDI.
La centralina di comando CDI regola, stabilizza e incrementa il n. di giri al minimo in funzione delle condizioni di funzionamento e delle condizioni di carico del motore se il pedale dell'acceleratore non è azionato.
Svolgimento della funzione preriscaldamento carburante
Il preriscaldamento carburante si ottiene mediante le seguenti strategie di regolazione:
Regolazione della valvola di regolazione pressione (Y74)
Regolazione della valvola di regolazione della portata (Y94)
Regolazione mediante la valvola di regolazione pressione
La pressione del carburante viene regolata dalla valvola di regolazione pressione in fase di avviamento del motore e per riscaldare il carburante. Se comandata, la valvola di regolazione della portata è aperta.
La regolazione mediante valvola di regolazione pressione avviene in presenza di una delle seguenti condizioni:
Fino a 30 s dopo l'avviamento motore al minimo
Fino a quando la temperatura carburante non supera 20°C
Attraverso la regolazione mediante la valvola di regolazione della pressione il carburante freddo viene riscaldato rapidamente. Questo è possibile grazie al passaggio del carburante ad alta pressione attraverso una piccola fessura nella valvola di regolazione della pressione.
Regolazione mediante la valvola di regolazione della portata
La regolazione della pressione del carburante attraverso la valvola di regolazione della portata avviene a partire da 30 s dopo l'avviamento motore e a partire da una temperatura carburante di 20°C.
Svolgimento della funzione protezione serbatoio carburante
In seguito all'aumento della pressione del carburante da 4,5 bar fino a 1800 bar tramite la pompa di alta pressione, aumenta anche la temperatura del carburante.
Per proteggere il serbatoio del carburante dal surriscaldamento, la centralina di comando CDI legge il sensore della temperatura del carburante e sorveglia in tal modo la temperatura del carburante alimentato alla pompa di alta pressione.
Se la temperatura del carburante alimentato alla pompa di alta pressione oltrepassa 90°C, la centralina di comando CDI riduce la quantità di iniezione e la pressione del carburante tramite la valvola di regolazione pressione. In questo modo viene compresso meno carburante.
Tramite la valvola di regolazione della portata la centralina di comando CDI fa rifluire nel serbatoio carburante il carburante in eccesso. Se la temperatura del carburante alimentato alla pompa di alta pressione scende al di sotto di 90 °C, la funzione di protezione del serbatoio viene disattivata dalla centralina di comando CDI.
Svolgimento della funzione comando ventilatore
La centralina di comando CDI aziona il motorino del ventilatore (M4/7). Il n. di giri nominale del ventilatore viene predefinito dalla centralina di comando CDI attraverso un segnale a modulazione dell'ampiezza degli impulsi.
Il tasso di pulsazione del segnale a modulazione dell'ampiezza degli impulsi varia dal 10 al 90 %.
In questo contesto significano ad es.:
10 %: motorino del ventilatore "OFF"
20 %: motorino del ventilatore "ON", n. di giri minimo
90 %: motorino del ventilatore "ON", n. di giri massimo
Un guasto nel motorino del ventilatore viene trasmesso alla centralina di comando CDI attraverso un segnale a modulazione dell'ampiezza degli impulsi. In caso di guasto nel cavo del segnale (mancanza della frequenza) proveniente dalla centralina di comando CDI, il motorino del ventilatore si attiva autonomamente al massimo n. di giri (funzionamento di emergenza del ventilatore).
L'apparecchiatura di controllo e di comando climatizzatore automatico trasmette tramite il CAN abitacolo e il CAN autotelaio 1 lo stato del climatizzatore alla centralina di comando CDI nonché una richiesta relativa al ventilatore. Se la centralina di comando CDI riceve dall'apparecchiatura di controllo e di comando climatizzatore automatico una richiesta relativa al ventilatore non valida, il motorino del ventilatore viene attivato con il n. di giri massimo.
Disinserimento ritardato ventilatore
Con "accensione OFF" il motorino del ventilatore continua a rimanere in funzione per un tempo massimo di 5 minuti se l'apporto termico calcolato generato dalla temperatura del liquido di raffreddamento, dalla velocità del veicolo e dalla temperatura esterna (definito come valore medio degli ultimi 6 min) ha superato i valori soglia indicati.
Il tasso di pulsazione del segnale a modulazione dell'ampiezza degli impulsi nella fase di disinserimento ritardato del ventilatore raggiunge al massimo il 40 %. Se la tensione della batteria scende troppo, la fase di disinserimento ritardato del ventilatore viene soppressa.
Il funzionamento ritardato del ventilatore non viene interrotto inserendo l'accensione. Se all'avviamento del motore il ventilatore si trova nella fase di funzionamento ritardato, la regolazione del ventilatore prevista nell'esercizio normale viene disabilitata fino alla conclusione della fase di funzionamento ritardato.
Svolgimento della funzione saracinesca del radiatore
La saracinesca del radiatore viene chiusa per ridurre il consumo di carburante (grazie alla diminuzione della resistenza aerodinamica). Inoltre si riduce il raffreddamento del vano motore e viene attenuata la propagazione verso l'esterno del rumore generato dal motore. Dopo l'avviamento motore, l'attuatore saracinesca del radiatore (Y84) (tranne CODICE 550 (Dispositivo di traino)) viene attivato dalla centralina di comando CDI con un segnale di massa. In tal modo nella capsula a depressione viene generata la depressione e la saracinesca del radiatore viene chiusa tramite una tiranteria. Quando la temperatura del liquido di raffreddamento raggiunge 106°C, la saracinesca del radiatore viene aperta e quindi richiusa quando il valore torna a 94°C.
Altre condizioni di apertura sono:
Richiesta di funzionamento ritardato del ventilatore
Richiesta di ventilazione di base del climatizzatore
Temperatura dell'aria di sovralimentazione sopra il valore soglia
Richiesta di abbassamento della temperatura del liquido di raffreddamento per la protezione dei componenti
Svolgimento della funzione protezione contro il surriscaldamento
In caso di sovraccarico termico, la protezione contro il surriscaldamento evita danni al motore. Con una temperatura del liquido di raffreddamento superiore a 106°C la quantità di iniezione viene ridotta in base alle mappature memorizzate nella centralina di comando CDI. La riduzione avviene in funzione della temperatura del liquido di raffreddamento e della temperatura dell'olio.
A tal fine la centralina di comando CDI legge i segnali del sensore temperatura del liquido di raffreddamento, del sensore temperatura olio motore e del sensore di temperatura a monte del turbocompressore a gas di scarico (B19/11) (protezione del turbocompressore a gas di scarico). Dopo aver valutato i segnali in ingresso, la centralina CDI regola, tramite la valvola di regolazione della portata e la valvola di regolazione pressione, la pressione del carburante nel rail e, tramite l'attivazione mirata degli iniettori di carburante, la durata dell'iniezione.
In caso di temperatura dell'olio motore o del liquido di raffreddamento eccessiva, un messaggio di avvertimento viene visualizzato sul display multifunzione (A1p13) dello strumento combinato (A1). A tal fine la centralina di comando CDI trasmette un corrispondente segnale allo strumento combinato tramite il CAN autotelaio 1, la centralina di comando blocchetto di accensione elettronico e il CAN autotelaio 2 (CAN E2).
Documenti citati
- gf0716p9997olf Panoramica componenti del sistema Iniezione diesel Common Rail (CDI)