Ogólne warunki działania funkcji zarządzania ciepłem
Zacisk 87M WŁ (funkcja sterowania pracą silnika włączona)
Silnik pracuje
Zarządzanie ciepłem, informacje ogólne
Za pomocą sterowanej przez moduł sterujący CDI (N3/9) funkcji zarządzania ciepłem regulowana jest temperatura płynu chłodzącego, temperatura spalin i ciśnienie paliwa silnika. Wynikają z tego następujące zalety:
– Szybsze osiąganie optymalnej temperatury pracy
– Redukcja emisji spalin
– Zmniejszenie zużycia paliwa (do ok. 4 %)
– Zwiększenie komfortu działania ogrzewania
Realizacja funkcji zarządzania ciepłem jest zależna od statusu następujących czujników i sygnałów:
– Miernik masy powietrza (HFM) (B2/5), obciążenie silnika
– Czujnik temperatury powietrza zasysanego (B2/5b1) (typ 204, 207, 212), czujnik temperatury powietrza zasysanego (B2/5b1) (typ 218)
– Czujnik ciśnienia doładowania (B5/1), obciążenie silnika
– Czujnik ciśnienia doładowania turbosprężarki niskiego ciśnienia (B5/4), obciążenie silnika (oprócz silnika 651.913/925.)
– Czujnik temperatury płynu chłodzącego (B11/4) (typ 204, 207, 212), czujnik temperatury płynu chłodzącego (B11/4) (typ 218)
– Czujnik temperatury powietrza doładowywanego (B17/8)
– Czujnik temperatury przed filtrem cząstek stałych (B19/9) (z kodem (474) filtr cząstek)
– Czujnik ciśnienia różnicowego DPF (B28/8) (z kodem (474) filtr cząstek)
– Czujnik pedału gazu (B37), uruchomienie pedału sprzęgła (jak szybko i jak daleko spokojny lub sportowy typ jazdy)
– Moduł sterujący SAM z modułem bezpieczników i przekaźników z przodu (N10/1), temperatura zewnętrzna za pośrednictwem szyny CAN podwozia (CAN E)
– czujnik położenia wału korbowego (L5) (oprócz kodu (B03) funkcja ECO Start-Stop) ew. czujnik Halla wału korbowego (B70) (z kodem (B03) funkcja ECO Start-Stop), prędkość obrotowa silnika
– Czujnik temperatury paliwa (B50)
– czujnik temperatury w module sterującym CDI
– moduł sterujący elektronicznego układu sterowania pracą skrzyni biegów (N15/3) (z kodem (423) automatyczna 5-biegowa skrzynia biegów (NAG)), przełożenie poprzez szynę CAN napędu (CAN C)
– Panel obsługi i sterowania automatycznego układu klimatyzacji (N22/7), status układu klimatyzacji poprzez szynę CAN wnętrza (CAN B), moduł sterujący SAM z modułem bezpieczników i przekaźników z przodu i szynę CAN zawieszenia
– Moduł sterujący elektronicznego programu stabilizacji jazdy (N30/4) (oprócz kodu (233) DISTRONIC PLUS) lub moduł sterujący elektronicznego programu stabilizacji jazdy Premium (N30/7) (z kodem (233) DISTRONIC PLUS) (oprócz typu 204), prędkość pojazdu za pośrednictwem szyny CAN zawieszenia
– Moduł sterujący w pełni zintegrowanego układu sterowania pracą skrzyni biegów (Y3/8) (z kodem (427) automatyczna 7-biegowa skrzynia biegów), przełożenie poprzez szynę CAN napędu (CAN C)
– Jednostka sterująca w pełni zintegrowanego układu sterowania pracą skrzyni biegów (z kodem (427) automatyczna 7-biegowa skrzynia biegów), postulat chłodzenia oleju przekładniowego za pośrednictwem szyny CAN napędu
– Zawór odcinający wymiennik ciepła (Y58/13) (od 03/11 z kodem (427) automatyczna 7-biegowa skrzynia biegów) (oprócz typu 204.9 od 1.6.12)
Moduł sterujący elektronicznego programu stabilizacji jazdy od 1.3.2011 (typ 204.0/2.), wzgl. od 1.6.2011 (typ 204.3) będzie stosowany w 2 wersjach:
- moduł sterujący elektronicznego programu stabilizacji jazdy, wersja podstawowa (oprócz kodu (233) DISTRONIC PLUS)
– moduł sterujący elektronicznego programu jazdy Premium (z kodem (233) DISTRONIC PLUS)
Do 28.2.2011 (typ 204.0/2) lub 31.05.2011 (typ 204.9) i od 1.6.2011 (typ 204.9) moduł sterujący elektronicznego programu stabilizacji jazdy stosowany jest tylko w wersji podstawowej.
Zarządzane ciepłem, działanie
Funkcja zarządzania ciepła jest opisana w następujących punktach:
Faza po rozruchu, działanie
Ogrzewanie termostatu płynu chłodzącego, działanie
Procedura spalania z ogrzewaniem, działanie
Podgrzewanie paliwa, działanie
Ochrona zbiornika paliwa, działanie
Sterowanie wentylatorem, działanie
Żaluzja chłodnicy, działanie (oprócz typu 204.0 z 4MATIC, oprócz typu 212 z 4MATIC)
Zabezpieczenie przed przegrzaniem
Chłodzenie oleju przekładniowego (od 03/11 z kodem (427) automatyczna 7-biegowa skrzynia biegów)
Faza po rozruchu, działanie
W fazie po rozruchu dzięki następującemu działaniu osiągane jest szybsze podgrzanie silnika i w ten sposób redukcja emisji spalin:
- Przerwa cyrkulacji płynu chłodzącego poprzez odłączenie pompy wodnej za pomocą zaworu przełączającego pompy wodnej (Y133).
- Przerwa chłodzenia tłoka wskutek odłączenia zasilania olejem silnikowym wtryskiwaczy oleju przez zawór odcinający wtryskiwaczy oleju (Y131).
Zawór przełączający pompy wodnej jest zasterowywany poprzez przełączany sygnałem masowym stopień końcowy w module sterującym CDI i steruje przez podciśnienie obwodem obejściowym w pompie wodnej. Silnik jest szybciej podgrzewany i w ten sposób redukowany jest poziom emisji spalin.
Przy rozruchu zimnego silnika pompa wodna zostaje wyłączona na maks. 500 s jeśli spełnione są następujące warunki:
– Zapisane w module sterującym CDI wartości graniczne temperatury powietrza zasysanego i płynu chłodzącego oraz łącznej dawki wtrysku nie są jeszcze osiągnięte.
– Prędkość obrotowa silnika lub dawka wtrysku nie przekracza zdefiniowanej wartości granicznej.
– Brak postulatu "ogrzewanie" z panelu obsługi i sterowania automatycznej klimatyzacji.
Jeśli nie są już spełniane warunki do wyłączenia pompy wodnej lub osiągnięty jest maksymalny czas wyłączenie 500 s, moduł sterujący CDI kończy zasterowywanie zaworu przełączającego pompy wodnej.
Poprzez przyłącze wentylacji zawór przełączający jest wentylowany, a obwód obejściowy w pompie wodnej jest ponownie zamykany. W ten sposób pompa wodna jest włączona i ponownie jest zapewniona cyrkulacja płynu chłodzącego.
W przypadku wysokich temperatur oleju silnikowego w zależności od prędkości obrotowej silnika przerywane jest włączanie dysz natrysku oleju.
Wyłączenie dysz natrysku oleju w fazie po rozruchu następuje, jeśli spełniony jest jeden z poniższych warunków:
– Temperatura oleju silnikowego > –10 °C
– Maks. czas wyłączenia (w zależności od typu i mocy silnika, temperatury powietrza zasysanego i oleju silnikowego) nie jest osiągnięty
– Prędkość obrotowa silnika lub dawka wtrysku nie przekracza zdefiniowanej wartości granicznej
Ogrzewanie termostatu płynu chłodzącego, działanie
Moduł sterujący CDI zasterowuje w zależności od wielkości charakterystycznych element grzewczy termostatu układu chłodzenia (R48) sygnałem masowym. Zasilanie napięciem następuje poprzez "zacisk 87" z modułu sterującego CDI.
Wskutek ogrzewania otwiera się znajdujący się w termostacie płynu chłodzącego termostat dwustopniowy, co skutkuje obniżeniem temperatury płynu chłodzącego.
Średnica otwarcia termostatu dwustopniowego jest określana przez czas włączenia natężenia elektrycznego.
Element grzewczy termostatu reguluje temperaturę płynu chłodzącego w przedziale od ok. 55°C do 106°C.
Poprzez funkcję trybu awaryjnego zapewnia się, że termostat dwustopniowy od ok. 106°C jest całkowicie otwarty, niezależnie od zasterowania.
Termostat dwustopniowy przyjmuje następujące położenia:
– Przepływ obejściowy; t < 55°C; przepływ płynu chłodzącego tylko w silniku, może się odbywać przepływ przez układ ogrzewania w przestrzeni pasażerskiej
– Przepływ mieszany; 55°C < t < 106°C; termostat płynu chłodzącego otwarty, rozpoczyna się przepływ przez chłodnicę
– Przepływ chłodzący; t > 106°C; termostat płynu chłodzącego otwarty, całkowity przepływ przez chłodnicę
Z regulacji temperatury płynu chłodzącego silnika wynikają następujące zalety:
– Szybsze osiąganie temperatury pracy
– Redukcja emisji spalin
– Ulepszony komfort grzania
Schemat |
67 | Termostat układu chłodzenia |
A | Przepływ obejściowy |
B | Przepływ mieszany |
C | Tryb chłodzenia |
K | do chłodnicy |
M | od silnika |
W | do pompy wodnej |
P20.10-2196-04
Procedura spalania z ogrzewaniem, działanie
W przypadku procedury spalania z ogrzewaniem od strony silnika wskutek nowej strategii spalania do płynu chłodzącego dostarczana jest większa ilość ciepła.
Następujące warunki działania muszą być spełnione jednocześnie:
– Położenie pedału z czujnika położenia pedału przyspiesznika poniżej 80 % (obciążenie częściowe)
– Brak trybu regeneracji filtra cząstek stałych (DPF) (z kodem (474) filtr cząstek stałych)
– Co najmniej 90 % mocy grzania jest wymagana przez panel sterowania i obsługi automatycznego układu klimatyzacji
– Temperatura zewnętrzna poniżej 7°C (ponowne włączenie przez moduł sterujący SAM z przodu następuje przy 4°C)
– Temperatura płynu chłodzącego z czujnika temperatury płynu chłodzącego (typ 204, 207, 212) ew. czujnika temperatury płynu chłodzącego (typ 218) poniżej 82°C (ma miejsce ponowne włączenie przy 74°C)
W trakcie procedury spalania z ogrzewaniem wytwarzana jest podwyższona temperatura spalin poprzez 2 dawki wstępne wtryskiwaczy (Y76) z wyraźnie zwiększoną dawką paliwa i późniejszym wtryskiem głównym. W połączeniu z układem recyrkulacji spalin (AGR) następuje przy tym wewnątrz silnika większa emisja ciepła do płynu chłodzącego, co prowadzi do szybszego osiągnięcia optymalnej temperatury roboczej i lepszego ogrzania wnętrza pojazdu.
Moduł sterujący CDI reguluje i stabilizuje prędkość obrotową biegu jałowego w zależności od warunków eksploatacji i obciążeń silnika, jeśli pedał przyspiesznika nie jest uruchomiony.
Podgrzewanie paliwa, działanie
Podgrzewanie paliwa jest osiągane dzięki następującym strategiom regulacji:
Regulacja poprzez zawór regulacji ciśnienia (Y74)
Regulacja za pomocą układu 2 regulatorów
Regulacja poprzez zawór regulacji przepływu (Y94)
Regulacja poprzez zawór regulacji ciśnienia
Ciśnienie paliwa w kolektorze rozprowadzającym jest regulowane poprzez zawór regulacji ciśnienia podczas procesu rozruchu silnika i służy podgrzaniu paliwa. Zawór regulacji przepływu jest otwarty.
Regulacja poprzez zawór regulacji ciśnienia jest możliwa gdy spełnione są następujące warunki:
- praca na biegu jałowym do 30 s po uruchomieniu silnika
- do temperatury paliwa wynoszącej 20 °C
Wskutek regulacji zaworu regulacji ciśnienia zimne paliwo jest szybko podgrzewane, gdy paliwo przepływa pod wysokim ciśnieniem przez niewielką szczelinę w zaworze regulacji ciśnienia.
Regulacja za pomocą układu 2 regulatorów
Ciśnienie paliwa w kolektorze rozprowadzającym podczas pracy na biegu jałowym oraz podczas hamowania silnikiem jest regulowane jednocześnie przez zawór regulacji ciśnienia i zawór regulacji przepływu.
Regulacja za pomocą zaworu regulacji przepływu
Regulacja ciśnienia paliwa w kolektorze rozprowadzającym przez zawór regulacji przepływu następuje po 30 sek. od uruchomienia silnika i przy temperaturze paliwa 20 °C.
Podczas regulacji za pomocą układu 2 regulatorów i podczas regulacji za pomocą zaworu regulacji przepływu paliwo podgrzewane jest słabiej niż podczas regulacji za pomocą zaworu regulacji ciśnienia.
Ochrona zbiornika paliwa, działanie
Na skutek zwiększania ciśnienia paliwa przez pompę wysokiego ciśnienia z 4,5 bara do maksymalnie 1800 barów zwiększa się również temperatura paliwa.
W celu zabezpieczenia zbiornika paliwa przed przegrzaniem moduł sterujący CDI odczytuje sygnał czujnika temperatury paliwa, monitorując w ten sposób temperaturę paliwa podawanego na pompę wysokiego ciśnienia.
W przypadku wzrostu temperatury paliwa podawanego na pompę wysokiego ciśnienia powyżej 90 °C, moduł sterujący CDI redukuje dawkę wtrysku i ciśnienie w kolektorze rozprowadzającym poprzez zawór regulacji ciśnienia. Na skutek tego sprężane są mniejsze ilości paliwa.
Moduł sterujący CDI poprzez zawór regulacji przepływu kieruje nadmiar paliwa z powrotem do zbiornika paliwa. Moduł sterujący CDI wyłącza funkcję zabezpieczania zbiornika paliwa, gdy temperatura paliwa podawanego na pompę wysokiego ciśnienia spadnie poniżej 90 °C.
Sterowanie wentylatorem, działanie
Moduł sterujący CDI steruje działaniem napędem wentylatora silnika spalinowego i układu klimatyzacji ze zintegrowanym układem sterującym (M4/7). Moduł sterujący CDI poprzez sygnał PWM (sygnał modulowany szerokością impulsu) przekazuje przy tym informację o żądanej prędkości obrotowej.
Prawidłowa proporcja sygnału PWM wynosi od 10 do 90 %.
Oznacza to np.:
10 % silnik wentylatora "WYŁ."
20 % silnik wentylatora "WŁ.", minimalna prędkość obrotowa
90 % silnik wentylatora "WŁ.", maksymalna prędkość obrotowa
Usterka w napędzie wentylatora silnika spalinowego i układu klimatyzacji z wbudowaną regulacją jest przekazywana do modułu sterującego CDI za pośrednictwem sygnału PWM.
W przypadku usterki w przewodzie sygnalizacyjnym (awaria częstotliwości) z modułu sterującego CDI napęd wentylatora silnika spalinowego i układu klimatyzacji z wbudowaną regulacją przełącza się samoczynnie na maksymalną prędkość obrotową (tryb awaryjny wentylatora).
Panel sterowania układu klimatyzacji przekazuje na szynę CAN wnętrza i szynę CAN zawieszenia status układu klimatyzacji do modułu sterującego CDI.
Praca bezwładnościowa wentylatora
Po wyłączeniu zapłonu napęd wentylatora pracuje przez czas do 5 minut w trybie bezwładnościowym, jeśli temperatura płynu chłodzącego lub oleju silnikowego (obliczona na podstawie modelu temperatury) przekraczają zadane wartości maksymalne.
Podczas pracy bezwładnościowej wentylatora proporcja sygnału PWM wynosi maksymalnie 40 %. Jeśli napięcie akumulatora zanadto spadnie, tryb pracy bezwładnościowej zostaje wyłączony.
Żaluzja chłodnicy, działanie (oprócz typu 204.0 z 4MATIC, oprócz typu 212 z 4MATIC, oprócz typu 204.9)
Żaluzja chłodnicy jest zamknięta, aby obniżyć zużycie paliwa (poprzez mniejszy opór powietrza). Dodatkowo redukowane jest wychłodzenie silnika i tłumiony zewnętrzny odgłos pracy silnika.
Siłownik żaluzji chodnicy (Y84) jest zasterowywany przez moduł sterujący CDI po rozruchu silnika za pomocą sygnału masowego. W ten sposób wzrasta podciśnienie w dozowniku podciśnienia i żaluzja chłodnicy jest zamykana za pomocą drążka.
W momencie osiągnięcia temperatury płynu chłodzącego 106°C żaluzja chłodnicy jest otwierana i zamykana ponownie przy 94°C.
Zabezpieczenie przed przegrzaniem
Zabezpieczenie przed przegrzaniem chroni w przypadku przeciążenia termicznego przed uszkodzeniami silnika. W przypadku temperatury płynu chłodzącego powyżej 106 °C redukowana jest dawka wtrysku odpowiednio do wartości charakterystycznych zapisanych w module sterującym CDI. Redukcja odbywa się w zależności od temperatury płynu chłodzącego i temperatury oleju. W tym celu moduł sterujący CDI odczytuje dane z czujnika temperatury płynu chłodzącego (typ 204, 207, 212) ew. czujnika temperatury płynu chłodzącego (typ 218), czujnika temperatury oleju (B1) i czujnika temperatury przed turbosprężarką (B19/11) (ochrona turbosprężarki).
Po analizie sygnałów wejściowych moduł sterujący CDI poprzez zawór regulacji przepływu i zawór regulacji ciśnienia reguluje ciśnienie paliwa w kolektorze rozprowadzającym i poprzez zasterowywanie wtryskiwaczy długość czasu wtrysku.
Przy zbyt wysokiej temperaturze oleju silnikowego lub płynu chłodzącego na wyświetlaczu wielofunkcyjnym (A1p13) w zestawie wskaźników (A1) pojawia się komunikat ostrzegawczy. W tym celu moduł sterujący CDI wysyła odpowiedni sygnał za pośrednictwem szyny CAN zawieszenia do zestawu wskaźników.
Chłodzenie oleju przekładniowego (od 03/11 z kodem (427) automatyczna 7-biegowa skrzynia biegów)
W celu obniżenia temperatury oleju przekładniowego jest on kierowany przez wymiennik ciepła, który jest wykonany jako warstwowa chłodnica tarczowa i jest zintegrowany w obwodzie płynu chłodzącego.
W wyniku ukształtowania tarcz ma miejsce dokładne uszczelnienie przez tarczę do następnej, zarówno dla strony prowadzącej olej jak również dla strony prowadzącej płyn chłodzący. Zasterowanie zaworu odcinającego wymiennik ciepła (Y58/13) przez moduł sterujący CDI redukuje moc chłodzenia wymiennika ciepła, przekierowując płyn chłodzący w zależności od potrzeb obok wymiennika ciepła.
Oprócz ograniczenia temperatur maksymalnych w wyniku zasilania ciepłym płynem chłodzącym do wymiennika ciepła oleju przekładniowego olej przekładniowy jest szybciej podgrzewany do temperatury pracy i w ten sposób minimalizowane są straty spowodowane tarciem.
Powiązane dokumenty
- gf0716p9997om Przegląd podzespołów układu Common-Rail Diesel Injection (CDI)