Zarządzanie ciepłem, działanie

Ogólne warunki działania

 Silnik pracuje

 Moduł sterujący ME (N3/10) rozpoznaje pracę silnika poprzez analizę sygnałów czujnika Halla wału korbowego (B70). Moduł sterujący ME odczytuje bezpośrednio sygnały z czujnika Halla wału korbowego.

Zarządzanie ciepłem, informacje ogólne

Poprzez funkcję zarządzania ciepłem moduł sterujący ME reguluje temperaturę płynu chłodzącego silnik.

Wynikają z tego następujące zalety:

 Szybsze osiąganie optymalnej temperatury pracy

 Redukcja emisji spalin

 Oszczędność paliwa

 Szybkie nagrzewanie wnętrza pojazdu

Moduł sterujący ME wczytuje w celu sterowania funkcją zarządzania ciepłem następujące sygnały:

 Temperatura płynu chłodzącego

Czujnik temperatury płynu chłodzącego (B11/4)

 Temperatura powietrza doładowywanego i obciążenie silnika

Czujnik ciśnienia i temperatury za turbosprężarką (B28/17)

 Położenie pedału gazu

Moduł sterujący zespołu napędowego (N127) odczytuje bezpośrednio sygnały z czujnika pedału gazu (B37) i przesyła informację o położeniu pedału gazu poprzez szynę CAN napędu (CAN C1) do modułu sterującego ME.

 Prędkość obrotowa silnika

Czujnik Halla wału korbowego

Ponadto moduł sterujący ME uwzględnia następujące czynniki:

 Status układu klimatyzacji w celu dopasowania prędkości obrotowej i momentu obrotowego

Moduł sterujący układu klimatyzacji (N22/1) przesyła informacje o statusie poprzez szynę CAN wnętrza (CAN B), moduł sterujący elektronicznej stacyjki (N73), szynę FlexRay zawieszenia (Flex E), moduł sterujący zespołu napędowego i szynę CAN napędu do modułu sterującego ME.

 Prędkość pojazdu

Zestaw wskaźników (A1) przekazuje informację o prędkości poprzez CAN interfejsu użytkownika (CAN HMI), moduł sterujący elektronicznej stacyjki, FlexRay zawieszenia, moduł sterujący zespołu napędowego i CAN napędu do modułu sterującego ME.

 Prędkość obrotowa kół

Moduł sterujący elektronicznego programu stabilizacji jazdy (N30/4) przesyła informację o prędkościach obrotowych kół poprzez szynę FlexRay zawieszenia, moduł sterujący zespołu napędowego i szynę CAN napędu do modułu sterującego ME.

 Temperatura oleju w skrzyni biegów

Moduł sterujący elektrycznej jednostki sterującej w pełni zintegrowanego układu sterowania pracą skrzyni biegów (Y3/8n4) przesyła informację o temperaturze oleju przekładniowego za pośrednictwem szyny CAN napędu do modułu sterującego ME.

 Temperatura zewnętrzna

Moduł sterujący SAM z przodu (N10/6) przekazuje informacje o temperaturze na zewnątrz poprzez CAN wnętrza, moduł sterujący elektronicznej stacyjki, FlexRay zawieszenia, moduł sterujący zespołu napędowego i CAN napędu do modułu sterującego ME.

 Status elektrycznej pompy wodnej (M75/11)

Moduł sterujący ME wczytuje sygnały elektrycznej pompy wodnej za pośrednictwem szyny LIN silnika (LIN C2).

P20.10-2526-79

P20.00-2674-79

Funkcja zarządzania ciepła jest opisana w następujących punktach:

 Regulacja termostatem płynu chłodzącego

 Faza po rozruchu z elektryczną pompą wodną

 Obwód niskotemperaturowy 1

 Obwód niskotemperaturowy 2

 Bezpiecznik termiczny

 Sterowanie pracą wentylatora

 Klapy osłony chłodnicy (z kodem 2U1 (przesłona chłodnicy))

Regulacja termostatem płynu chłodzącego

Mechaniczne otwieranie i zamykanie suwaka w termostacie układu chłodzenia następuje wskutek termicznej rozszerzalności, wzgl. kurczliwości elementu rozszerzalnego w zakresie temperatury od ok. 102 °C do 118 °C. Temperatura docelowa to ok. 105 °C. Przy 118 °C suwak jest całkowicie otwarty.

Dodatkowo otwieranie i zamykanie termostatu płynu chłodzącego może być przeprowadzane elektronicznie przez zasterowanie elementu grzejnego termostatu płynu chłodzącego. To następuje całkowicie zmiennie i zależnie od warunków pracy silnika.

Suwak w termostacie płynu chłodzącego może przyjmować następujące ustawienia:

 Zamknięty

 Otwierający się (tryb mieszany)

 Otwarty (tryb chłodzenia)

P20.10-2527-76

Termostat układu chłodzenia zamknięty

Suwak obrotowy (48b) w termostacie układu chłodzenia jest zamknięty, gdy spełnione są następujące warunki:

 temperatura płynu chłodzącego poniżej ok. 102 °C

 element grzejny termostatu płynu chłodzącego (R48) niezasilany

 brak postulatu pełnego obciążenia silnika

W tym położeniu płyn chłodzący przepływa przez obwód chłodzenia silnika z wymiennikiem ciepła silnika i turbosprężarką i, w razie potrzeby, wymiennik ciepła układu ogrzewania kabiny pasażerskiej. Chłodnica silnika nie jest włączona w obieg płynu chłodzącego. Powoduje to szybsze rozgrzanie się płynu chłodzącego.

Wskutek szybkiego rozgrzania silnik prędzej osiąga właściwą temperaturę pracy, co ma korzystny wpływ na zużycie paliwa.

P20.10-2528-76

Termostat układu chłodzenia otwierający się (tryb mieszany)

Suwak obrotowy (48b) zaczyna się otwierać, gdy spełniony jest jeden z następujących warunków:

 Osiągnięcie temperatury płynu chłodzącego ok. 102 °C pierwszy raz od chwili rozruchu (brak postulatu pełnego obciążenia)

 Zasilanie elementu grzejnego termostatu płynu chłodzącego (R48).

Przy temperaturze płynu chłodzącego od ok. 102 °C do 118 °C lub odpowiednio do zasilania prądem elementu grzejnego termostatu (R48) element termopodatny (48a) zaczyna się rozszerzać i uruchamia suwak obrotowy (48b). Suwak otwiera połączenie do chłodnicy silnika. Przekrój otworu otwieranego przez suwak obrotowy (48b) jest proporcjonalny do temperatury elementu termopodatnego (48a), wzgl. temperatury płynu chłodzącego. Zapewnia to różnicowanie wielkości dopływu płynu chłodzącego do chłodnicy silnika w zależności od potrzeb.

Termostat układu chłodzenia otwarty (tryb chłodzenia)

Po osiągnięciu temperatury płynu chłodzącego ok. 118 °C suwak obrotowy (48b) jest całkowicie otwarty i płyn chłodzący może bez ograniczeń przepływać przez chłodnicę silnika.

Regulacje elektroniczna

Pełne otwarcie jest możliwe także przy niższych temperaturach, gdy element grzejny termostatu układu chłodzenia (R48) jest zasterowywany przez moduł sterujący ME w zależności od warunków pracy.

W tym celu moduł sterujący ME wczytuje następujące dane:

 temperatura powietrza zasysanego

 Temperatura zewnętrzna

 Prędkość obrotowa silnika

 Obciążenie silnika

Zasterowanie następuje poprzez sygnał masowy. Zasilanie następuje z zacisku 87 M2.

W zależności od postulatów silnikowych możliwe jest ustawienie wysokiej lub niższej temperatury płynu chłodzącego.

Dla wysokiej temperatury płynu chłodzącego (ok. 105 °C) regulacja mechaniczna jest wspomagana przez dodatkowe ogrzewanie elementu termopodatnego (48a) od 106 °C. Przy 110 °C element grzejny termostatu układu chłodzenia (R48) jest w pełni zasilany, co skutkuje pełnym otwarciem suwaka obrotowego (48b). Zwiększona temperatura płynu chłodzącego zapewnia w zakresie obciążenia częściowego korzystny poziom mocy, co wpływa korzystnie na zużycie paliwa.

Niska temperatura płynu chłodzącego wynosi około 85 °C. Przy tym element grzejny termostatu układu chłodzenia (R48) podlega zasterowaniu wstępnemu, które jest zmiennie dopasowywane do warunków otoczenia. Latem, przy wysokich temperaturach zewnętrznych, element grzejny termostatu układu chłodzenia (R48) może być w pełni zasilany prądem już przy 80 °C w celu uniknięcia krytycznych zakresów temperatury. Zimą i przy niskich temperaturach zewnętrznych element grzejny termostatu układu chłodzenia (R48) jest zasilany z 30 do 50 % maksymalnej mocy.

Niska temperatura płynu chłodzącego w trybie pełnego obciążenia pozytywnie oddziałuje na moc silnika, ponieważ powietrze zasysane jest mniej ogrzewane.

Faza po rozruchu z elektryczną pompą wodną

W fazie po rozruchu cyrkulacja płynu chłodzącego jest wyłączana po wyłączeniu elektrycznej pompy wodnej. Przez brak chłodzenia silnik nagrzewa się szybciej i zmniejsza się emisja spalin.

Przy rozruchu zimnego silnika elektryczna pompa wodna zostaje wyłączona, jeśli spełnione są następujące warunki:

 Temperatura płynu chłodzącego poniżej 75 °C

 Brak postulatu ogrzewania z modułu sterującego układu klimatyzacji

Przez postulat ogrzewania następuje zasterowanie elektrycznej pompy wodnej. Przez to szybko nagrzewa się wnętrze pojazdu.

Jeśli warunki wyłączenia pompy wodnej nie są już spełnione, moduł sterujący ME ponownie zasterowuje elektryczną pompę wodną. Ponownie jest zapewniona cyrkulacja płynu chłodzącego.

P01.10-3413-06

Obwód niskotemperaturowy 1

Wbudowany alternator-rozrusznik oraz moduł sterujący alternatora-rozrusznika są podłączone razem z chłodnicą powietrza doładowywanego chłodzoną płynem w celu chłodzenia do obwodu niskotemperaturowego 1.

Płyn chłodzący w obwodzie niskotemperaturowym 1 jest recyrkulowany, aby zapobiec przegrzaniom w określonych punktach w obwodzie. W tym celu moduł sterujący zespołu napędowego steruje pompą recyrkulacji 1 w obwodzie niskotemperaturowym odpowiednio do potrzeb poprzez szynę LIN zespołu napędowego (LIN C3).

Regulacja strumienia objętości w obwodzie niskotemperaturowym 1 odbywa się poprzez zawór przełączający obwodu niskotemperaturowego. Moduł sterujący zespołu napędowego zasterowuje zawór przełączający obwodu niskotemperaturowego odpowiednio do potrzeb i w zależności od charakterystyki poprzez szynę LIN zespołu napędowego.

Regulacja zależy od następujących zmiennych:

 Temperatura otoczenia

 Temperatura powietrza doładowywanego

 Obciążenie silnika

 Temperatura płynu w obwodzie niskotemperaturowym 1

Moduł sterujący zespołu napędowego wczytuje bezpośrednio sygnały z czujnika temperatury obwodu niskotemperaturowego.

Obwód niskotemperaturowy 2

Moduł sterujący przetwornika DC/DC oraz akumulator instalacji 48V są chłodzone za pośrednictwem obwodu niskotemperaturowego 2. Płyn chłodzący w obwodzie niskotemperaturowym 2 jest recyrkulowany przez pompę recyrkulacji 2 obwodu niskotemperaturowego.

Moduł sterujący zespołu napędowego reguluje poprzez szynę LIN zespołu napędowego pompę recyrkulacji 2 obwodu niskotemperaturowego odpowiednio do potrzeb w zależności od temperatury płynu chłodzącego w obwodzie niskotemperaturowym 2. W tym celu moduł sterujący zespołu napędowego wczytuje bezpośrednio sygnały z czujnika temperatury obwodu niskotemperaturowego 2.

Bezpiecznik termiczny

Ochrona przed przegrzaniem chroni silnik i katalizator przed uszkodzeniami spowodowanymi obciążeniem termicznym.

W przypadku grążącego obciążenia termicznego moduł sterujący ME inicjuje następujące działania:

 W zależności od obciążenia silnika i jego prędkości obrotowej od temperatury płynu chłodzącego ok. 90 °C i temperatury powietrza doładowywanego ok. 20 °C zapłon jest przestawiany w kierunku "późno".

 Otwarcie przepustnicy jest zmniejszane przez siłownik przepustnicy (M16/6m1), w zależności od obciążenia silnika i jego prędkości obrotowej.

 Czas wtryskiwania jest dopasowywany z niską masą powietrza. W tym celu moduł sterujący ME zasterowuje poniższe elementy:

 Wtryskiwacz cylindra 1 (Y761)

 Wtryskiwacz cylindra 2 (Y762)

 Wtryskiwacz cylindra 3 (Y763)

 Wtryskiwacz cylindra 4 (Y764)

 Wtryskiwacz cylindra 5 (Y765)

 Wtryskiwacz cylindra 6 (Y766)

 Suwak obrotowy w termostacie płynu chłodzącego zostaje całkowicie otwarty przez zasterowanie elementu grzejnego termostatu płynu chłodzącego.

Sterowanie pracą wentylatora

Moduł sterujący zespołu napędowego zasterowuje silnik wentylatora (M4/7) poprzez szynę LIN zespołu napędowego odpowiednio do mocy w zakresie od 0 do 100 %. W przypadku usterki sterowania silnik wentylatora pracuje z maksymalną prędkością obrotową (tryb pracy awaryjnej wentylatora).

Praca bezwładnościowa wentylatora

Silnik wentylatora pracuje do 6 min. przy statusie "zapłon WYŁ", gdy temperatura płynu chłodzącego lub temperatura oleju silnikowego przekracza zadane wartości maksymalne. Jeśli napięcie akumulatora zanadto spadnie, tryb pracy bezwładnościowej zostaje wyłączony.

Klapy osłony chłodnicy (z kodem 2U1 (przesłona chłodnicy))

Klapy osłony chłodnicy są zamykane, aby obniżyć zużycie paliwa (poprzez mniejszy opór powietrza). Dodatkowo redukowane jest wychłodzenie silnika i tłumiony zewnętrzny odgłos pracy silnika. Klapy osłony chłodnicy są otwierane w następujących warunkach:

 temperatura płynu chłodzącego > 105 °C

 Temperatura powietrza doładowywanego > 34 °C

 Prędkość pojazdu > 180 km/h

 Moc wentylatora > 30 %

Moduł sterujący zespołu napędowego zasterowuje następujące siłowniki poprzez szynę LIN zespołu napędowego:

 Siłownik (M2/37) (typ 222)

 Siłownik klapy osłony chłodnicy u góry (M2/38) (typ 213, 238, 257)

 Siłownik klapy osłony chłodnicy u dołu (M2/39) (typ 213, 238, 257)

Klapy osłony chłodnicy są zamykane, gdy warunki przestają być spełnione lub silnik jest wyłączony.

 Działanie awaryjne:
Dzięki naprężeniu sprężyn siłowników w przypadku błędnego działania klapy osłony chłodnicy zostają gwałtownie otwarte z wyraźnym odgłosem.

 Pozycja czyszczenia:
Przekręć kluczyk w stacyjce w położenie 2 (silnik nie może zostać uruchomiony). Klapy osłony chłodnicy otwierają się samoczynnie po ok.120 s.