Presupposti per il funzionamento gestione termica - Generalità
Morsetto 87M ON (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
Il comando della gestione termica dipende dai seguenti sensori e segnali:
– Misuratore della massa d'aria a film caldo (B2/5), carico del motore
– Sensore di temperatura aria aspirata (B2/5b1) (tipo 204, 207, 212), sensore di temperatura aria aspirata (B2/5b1) (tipo 218)
– Sensore della pressione di sovralimentazione (B5/1), carico del motore
– Sensore della pressione di sovralimentazione turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione (B5/4), carico del motore (tranne motore 651.913/925)
– Sensore temperatura liquido di raffreddamento (B11/4) (tipo 204, 207, 212), Sensore temperatura liquido di raffreddamento (B11/4) (tipo 218)
– Sensore di temperatura aria di sovralimentazione (B17/8)
– Sensore di temperatura a monte del filtro antiparticolato 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)
– Centralina di comando SAM con modulo fusibili e relè lato anteriore (N10/1), temperatura esterna tramite CAN autotelaio (CAN E)
- Sensore di posizione albero motore (L5) (tranne codice (B03) Funzione ECO start/stop) o sensore di Hall albero motore (B70) (con codice (B03) Funzione ECO start/stop), n. di giri motore
– Sensore di temperatura carburante (B50)
- Sensore di temperatura nella centralina di comando CDI
– Centralina di comando gestione elettronica del cambio (N15/3) (con codice (423) Cambio automatico a 5 marce (NAG)), Posizione del cambio tramite il CAN trasmissione (CAN C)
– Apparecchiatura di controllo e di comando climatizzatore automatico (N22/7), stato climatizzatore tramite il CAN abitacolo (CAN B), tramite la centralina di comando SAM con modulo fusibili e relè lato anteriore e il CAN autotelaio
– Centralina di comando Programma Elettronico di Stabilità (N30/4) (tranne codice (233) DISTRONIC PLUS) o centralina di comando Programma Elettronico di Stabilità Premium (N30/7) (con codice (233) DISTRONIC PLUS) (tranne tipo 204), velocità del veicolo tramite il CAN autotelaio
– Unità di comando gestione del cambio ad integrazione completa (Y3/8) (con codice (427) Cambio automatico a 7 marce), posizione del cambio tramite il CAN trasmissione (CAN C)
– Unità di comando gestione del cambio ad integrazione completa (con codice (427) Cambio automatico a 7 marce), richiesta raffreddamento olio per cambio tramite CAN trasmissione
– Valvola di intercettazione scambiatore di calore (Y58/13) (a partire da 03/11 con codice (427) Cambio automatico a 7 marce) (tranne tipo 204.9 a partire da 1.6.12)
La centralina di comando Programma Elettronico di Stabilità trova impiego in 2 varianti a partire da 1.3.2011 (tipo 204.0/2) o a partire da 1.6.2011 (tipo 204.3):
- Centralina di comando Programma Elettronico di Stabilità, variante base (tranne codice (233) DISTRONIC PLUS)
– Centralina di comando Programma Elettronico di Stabilità, variante Premium (con codice (233) DISTRONIC PLUS)
Fino a 28.2.2011 (tipo 204.0/2.) o 31.05.2011 (tipo 204.9) e a partire da 1.6.2011 (tipo 204.9) viene impiegata la centralina di comando Programma Elettronico di Stabilità nella variante di base.
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
Svolgimento della funzione comando ventilatore
Svolgimento della funzione Saracinesca del radiatore (tranne tipo 204.0 con 4MATIC, tranne tipo 212 con 4MATIC)
Svolgimento della funzione Protezione contro il surriscaldamento
Svolgimento della funzione Raffreddamento olio per cambio (a partire da 03/11 con codice (427) Cambio automatico a 7 marce)
Svolgimento della funzione fase di post-avviamento
Nella fase di post-avviamento, attraverso le seguenti misure viene raggiunto un riscaldamento più rapido del motore e si ha quindi una riduzione delle emissioni di gas di scarico:
- Interruzione della circolazione liquido di raffreddamento attraverso il disinserimento della pompa liquido di raffreddamento con l'ausilio della valvola di commutazione pompa liquido di raffreddamento (Y133)
- Interruzione del raffreddamento pistone attraverso il disinserimento dell'alimentazione olio motore degli spruzzatori olio tramite la valvola di intercettazione spruzzatori olio (Y131)
La valvola di commutazione pompa liquido di raffreddamento in questo caso viene attivata mediante la commutazione 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 500 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 nonché alla quantità complessiva di carburante iniettato non sono stati ancora raggiunti.
– Il n. di giri motore o la quantità iniettata non hanno ancora superato il valore limite stabilito.
– Dall'apparecchiatura di controllo e di comando climatizzatore automatico non è stato richiesto il "riscaldamento".
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 500 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 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.
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 risulta soddisfatta una delle seguenti condizioni:
- Temperatura olio motore > -10 °C
– La durata max. di disinserimento (in funzione della potenza motore, della temperatura dell'aria aspirata e dell'olio motore) non è stata ancora raggiunta
- Il numero di giri del motore o la quantità di iniezione non hanno ancora raggiunto il valore limite stabilito
Svolgimento della funzione riscaldamento del termostato del liquido di raffreddamento
La centralina di comando CDI attiva sulla base di una mappatura l'elemento termico termostato del liquido di raffreddamento (R48) con un segnale di massa. L'alimentazione di tensione proviene dalla centralina di comando CDI tramite il "mors. 87".
Il riscaldamento determina 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 tramite la durata di inserimento della corrente elettrica.
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
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 aria esterna inferiore a 7 °C (ha luogo un nuovo inserimento a 4 °C) dalla centralina di comando SAM con modulo fusibili e relè lato anteriore
– Temperatura del liquido di raffreddamento segnalata dal sensore di temperatura liquido di raffreddamento (tipo 204, 207, 212) o dal sensore di temperatura del liquido di raffreddamento (tipo 218) inferiore a 82 °C (il nuovo inserimento avviene 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.
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 mediante il principio del doppio regolatore
Regolazione della valvola di regolazione della portata (Y94)
Regolazione mediante la valvola di regolazione pressione
La pressione del rail 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 il principio del doppio regolatore
La pressione del rail viene regolata congiuntamente dalla valvola di regolazione pressione e dalla valvola di regolazione della portata nella fascia di regime minimo e durante la fase di rilascio.
Regolazione mediante la valvola di regolazione della portata
La regolazione della pressione del rail 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.
Durante la regolazione a doppio regolatore e quando la regolazione viene effettuata dalla valvola di regolazione della portata, il carburante viene riscaldato meno di quanto avviene nel caso della regolazione effettuata dalla valvola di regolazione pressione.
Svolgimento della funzione protezione serbatoio
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 rail 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 attiva il motorino del ventilatore motore a combustione e climatizzatore con regolazione integrata (M4/7). Il n. di giri nominale del ventilatore viene predefinito dalla centralina di comando CDI attraverso un segnale a modulazione di ampiezza degli impulsi (segnale PWM).
Il tasso di pulsazione del segnale PWM 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 difetto nel motorino del ventilatore del motore a combustione e del climatizzatore con regolazione integrata viene trasmesso alla centralina di comando CDI tramite un segnale PWM.
In caso di guasto nel cavo del segnale (mancanza della frequenza) proveniente dalla centralina di comando CDI, il motorino del ventilatore del motore a combustione e del climatizzatore con regolazione integrata 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 autotelaio lo stato del climatizzatore alla centralina di comando CDI.
Disinserimento ritardato ventilatore
Con "accensione OFF" il motorino del ventilatore rimane in funzione per un tempo massimo di 5 minuti se la temperatura del liquido di raffreddamento o quella dell'olio motore (calcolo dal modello di temperatura) hanno superato i valori massimi predefiniti.
Il tasso di pulsazione del segnale PWM 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.
Svolgimento della funzione Saracinesca del radiatore (tranne tipo 204.0 con 4MATIC, tranne tipo 212 con 4MATIC, tranne tipo 204.9)
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) 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.
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 analizza i dati del sensore di temperatura liquido di raffreddamento (tipo 204, 207, 212) o del sensore di temperatura liquido di raffreddamento (tipo 218), del sensore temperatura olio (B1) 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 di 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.
Svolgimento della funzione Raffreddamento olio per cambio (a partire da 03/11 con codice (427) Cambio automatico a 7 marce)
Per ridurre la temperatura olio cambio, l'olio del cambio viene convogliato attraverso il corrispondente scambiatore di calore, configurato come radiatore a piastra e integrato nel circuito del liquido di raffreddamento.
La configurazione delle piastre consente di ottenere una sigillatura sull'intero perimetro della singola piastra rispetto alla piastra successiva sia sul lato di convogliamento dell'olio che su quello di convogliamento del liquido di raffreddamento. Attivando la valvola di intercettazione dello scambiatore di calore (Y58/13) tramite la centralina di comando CDI la potenza di raffreddamento dello scambiatore di calore viene ridotta facendo passare il liquido di raffreddamento lungo lo scambiatore di calore in funzione del fabbisogno.
Accanto alla limitazione delle temperature massime, l'afflusso di liquido di raffreddamento caldo nello scambiatore di calore consente di portare rapidamente l'olio cambio alla temperatura di esercizio riducendo al minimo le perdite per attrito.
Documenti citati
- gf0716p9997om Panoramica componenti del sistema Iniezione diesel Common Rail (CDI)