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.
Przestawianie faz wałków rozrządu, informacje ogólne
Mechanizm zmiany faz umożliwia bezstopniowe przestawianie obu wałków rozrządu do 40° KW (Kąta W korbowego) w kierunku "wcześnie" i "późno". Umożliwia to szeroki zakres zróżnicowania nakładania się na siebie pracy zaworów podczas zmian obciążeń.
Dzięki temu optymalizowane są przebieg momentu obrotowego silnika i poprawia parametry spalin.
Pokrywanie się czasu pracy zaworów.
Zawory ssące otwierają się, zanim zamkną się zawory wydechowe.
W celu zmian faz wałków rozrządu moduł sterujący ME analizuje następujące sygnały:
Położenie wałków rozrządu zaworów ssących
Czujnik Halla wałka rozrządu zaworów ssących (B6/15)
Położenie wałków rozrządu zaworów wydechowych
Czujnik Halla wałka rozrządu zaworów wydechowych (B6/16)
Temperatura płynu chłodzącego
Czujnik temperatury płynu chłodzącego (B11/4)
Obciążenie silnika
Czujnik ciśnienia i temperatury za turbosprężarką (B28/17)
Prędkość obrotowa silnika
Czujnik Halla wału korbowego
Poziom oleju silnikowego
Czujnik poziomu oleju silnikowego (B40/6)
Ciśnienie i temperatura oleju
Czujnik ciśnienia i temperatury oleju silnikowego (B149/1)
Przebieg działania jest opisany w następujących punktach:
Zatwierdzanie zmiany faz wałków rozrządu
Ciśnienie oleju
Przestawianie
Zakres zmian
Położenie rozruchu
Pokrywanie się czasu pracy zaworów.
Monitorowanie położeń wałków rozrządu
Diagnostyka
Przełączanie skoku zaworów wałka rozrządu zaworów ssących
Zatwierdzanie zmiany faz wałków rozrządu
Uruchomienie zmiany faz wałków rozrządu przez moduł sterujący ME jest zależne od prędkości obrotowej silnika i temperatury oleju silnikowego.
Moduł sterujący ME określa temperaturę oleju silnikowego na podstawie różnych danych eksploatacyjnych (np . temperatura płynu chłodzącego, czas, obciążenie silnika) oraz wprowadzonego do pamięci modelu temperaturowego.
Informacja o temperaturze oleju silnikowego jest ważna, aby także przy gorącym oleju silnikowym ciśnienie oleju (> 1,5 bara) było wystarczające do przestawiania wałków rozrządu.
Zatwierdzenie przestawienia wałka rozrządu zaworów wydechowych następuje przy wyższej prędkości obrotowej w porównaniu do wałka rozrządu zaworów ssących. W ten sposób przy wydechu także przy niskim poziomie ciśnienia oleju zapewniane jest osiągnięcie położenia blokady w kierunku działających "późno" momentów reakcji wałka rozrządu. W celu wspomagania tego procesu przy każdym nastawniku wałków rozrządu znajduje się sprężyna powrotna.
Jeżeli oba wałki rozrządu mają mieć zmienione fazy, to zmiana faz wałka rozrządu zaworów wydechowych następuje z opóźnieniem (później). Zapobiega to problemom związanym z niedoborem oleju oraz gwarantuje prawidłowe działania mechanizmu blokującego.
Mechanizm zmiany faz wałków rozrządu jest uruchamiany w zależności od obciążenia:
Przy temperaturze oleju silnikowego 80 °C od ok.600/min
Przy temperaturze oleju silnikowego 120 °C (strona ssania) od ok.800/min
Przy temperaturze oleju silnikowego 120 °C (strona wydechu) od ok.1050/min
Ciśnienie oleju
W celu zapewnienia wystarczającego zasilania olejem i obniżenia w razie potrzeby ciśnienia oleju (oszczędność paliwa) ciśnienie oleju jest regulowane przez zawór pompy oleju silnikowego (Y130).
Przestawianie
Elektromagnes nastawczy wałka rozrządu zaworów ssących (Y49/1) i elektromagnes nastawczy wałka rozrządu zaworów wydechowych (Y49/2) jest zasterowywany przez moduł sterujący ME sygnałem modulowanym szerokością impulsów W zależności od wartości charakterystycznych wypełnienia wykresu regulowane są tłoki sterujące. W zależności od ich położenia regulowana jest objętość oleju (olej hydrauliczny) dla nastawnika wałka rozrządu. W nastawnikach wałków rozrządu cylindry łopatkowe, które są połączone na stałe z wałkami rozrządu, są obracane przez olej hydrauliczny.
Zakres zmian
Wałek rozrządu zaworów ssących: 4° KW przed GMP (górny martwy punkt) do 36° KW za GMP (zawory ssące otwierają się)
Wałki rozrządu zaworów wydechowych: położenie 25° wału korbowego przed górnym martwym punktem (GMP) do położenia 15° wału korbowego za górnym martwym punktem (GMP) (zawory wydechowe zamknięte)
Położenie rozruchu
Wałki rozrządu zaworów ssących: 36° KW za GMP (zawory ssące otwierają się)
Wałki rozrządu zaworów wydechowych: 25° KW przed GMP (zawory wydechowe zamykają się)
Do rozruchu wałki rozrządu są unieruchamiane w stałym położeniu trzpieniem blokującym (blokowanie). Położenie rozruchowe jest odblokowywane hydraulicznie w chwili pierwszego zasterowania elektromagnesów nastawczych wałka rozrządu zaworów ssących i zaworów wydechowych.
Na przykładzie strumienia oleju w nastawniku faz wałka rozrządu zaworów ssących |
1/2 | Tłok sterujący |
A | Komora olejowa przestawiania w kierunku "późno" |
B | Komora olejowa przestawiania w kierunku "wcześnie" |
C | Olej hydrauliczny z wałka rozrządu zaworów ssących |
D | Kierunek obrotu |
P07.10-2011-75
Pokrywanie się czasu pracy zaworów.
Przy małej prędkości obrotowej silnika i nieznacznym obciążeniu ustawiany jest przez moduł sterujący ME duży zakres nakładania się na siebie pracy zaworów, w celu osiągnięcia wewnętrznego dopalania spalin. Zasysana jest przy tym niewielka ilość gazu, ponieważ spaliny ubogie w tlen wciąż jeszcze pozostają w cylindrach. W ten sposób obniża się temperatura spalania i redukowane jest tworzenie się tlenków azotu (NOX).
Masa zasysanego powietrza jest redukowana o ilość jeszcze pozostałych spalin. Odpowiednio moduł sterujący ME skraca czas wtrysku.
Najmniejsze nakładanie się pracy zaworów podczas zmiany ładowania jest możliwe, jeśli wałek rozrządu zaworów wydechowych jest ustawiony maksymalnie przed górnym martwym punktem (wcześnie), a wałek rozrządu zaworów ssących maksymalnie za górnym martwym punktem (późno). Zwiększony udział świeżego gazu powoduje wtedy większy moment obrotowy silnika i wzrost mocy silnika.
Monitorowanie położeń wałków rozrządu
Położenie wałków rozrządu jest rejestrowane przez czujnik Halla wałka rozrządu zaworów ssących i czujnik Halla wałka rozrządu zaworów wydechowych, a informacja o położeniu jest przekazywana do modułu sterującego ME. Rejestrowanie położeń odbywa się poprzez rozpoznanie pozycji kół impulsowych, które znajdują się z przodu na wałkach rozrządu.
Przedstawiono przestawienie wałków rozrządu zaworów ssących |
1 | Zawór sterujący |
1/1 | Korpus zaworu |
1/2 | Tłok sterujący |
1/3 | Sprężyna powrotna |
2 | Nastawnik faz wałka rozrządu |
3 | Wałek rozrządu zaworów ssących |
Y49/1 | Elektromagnes nastawczy wałka rozrządu zaworów ssących |
P07.10-2022-76
Na przykładzie nastawnika faz wałka rozrządu zaworów ssących |
2/1 | Sworzeń blokujący |
2/2 | Wkładki uszczelniające z podkładkami sprężystymi |
2/3 | Sprężyna dociskowa |
2/4 | Tłok łopatkowy |
2/5 | Koło napędowe |
2/6 | Pokrywa |
P07.10-2012-75
Diagnostyka
Podczas diagnostyki mechanizmu zmiany faz wałków rozrządu moduł sterujący ME sprawdza, czy wałki rozrządu podczas uruchamiania silnika są w położeniu do rozruchu i czy po krótkim czasie pracy silnika osiągana jest żądana zmiana faz. Ponadto rozpoznawane są usterki stopnia końcowego elektromagnesów nastawczych wałków rozrządu (w module sterującym ME) i uszkodzenie czujnika Halla wałka rozrządu.
Przełączanie skoku zaworów wałka rozrządu zaworów ssących
Wraz z przełączaniem skoków zaworów następuje zależne od wartości charakterystycznych dwustopniowe przełączanie na wałku rozrządu zaworów ssących.
Przez przełączanie wałka rozrządu na mniejszy skok zawory ssące zamykają się wcześniej. To prowadzi do optymalizacji zmiany ładunku w zakresie częściowego obciążenia. Przełączanie skoków zaworów na mniejszy skok przeprowadzane jest w zakresie prędkości obrotowej od 1000 do 4000 obr./min.
W celu przełączania skoków zaworów moduł sterujący ME zasterowuje następujące elementy sygnałami modulowanymi szerokością impulsów:
nastawnik CAMTRONIC na wlocie cylindrów 1 i 2 (Y49/19)
nastawnik CAMTRONIC na wlocie cylindrów 3 i 4 (Y49/20)
nastawnik CAMTRONIC na wlocie cylindrów 5 i 6 (Y49/21)
Następuje zasilenie cewki w odpowiednim nastawniku i popychacz przemieszcza się na odpowiednią bieżnię krzywkową na wałku rozrządu. Przez obracanie się wałka rozrządu i kształt bieżni krzywkowej wałek rozrządu jest przesuwany osiowo i mała krzywka oddziałuje na zawory ssące.
Uniesienie na bieżni krzywkowej sprawia, że popychacz zostaje umieszczony w pozycji wyjściowej.
W celu cofnięcia się wałka rozrządu na duży skok drugi popychacz przemieszcza się do odpowiedniej bieżni krzywkowej i następuje cofnięcie.
Położenie popychacza jest ustalane poprzez wbudowany w dany nastawnik czujnik Halla, który podczas przełączania skoków zaworów wysyła do modułu sterującego ME odpowiedni sygnał.
P05.20-2453-07
Widok wałka rozrządu zaworów ssących od lewej strony |
Y49/19 | Nastawnik CAMTRONIC na wlocie cylindrów 1 i 2 | N2 | Elementy krzywkowe cylindra 2 | |
Y49/20 | Nastawnik CAMTRONIC na wlocie cylindrów 3 i 4 | N3 | Elementy krzywkowe cylindra 3 | |
Y49/21 | Nastawnik CAMTRONIC na wlocie cylindrów 5 i 6 | N4 | Elementy krzywkowe cylindra 4 | |
Hf | Krzywka z płaskim wzniosem krzywki | N5 | Elementy krzywkowe cylindra 5 | |
Hs | Krzywka ze stromym wzniosem krzywki | N6 | Elementy krzywkowe cylindra 6 | |
K | Bieżnie krzywkowe | S | Popychacz | |
N1 | Elementy krzywkowe cylindra 1 |
Powiązane dokumenty
- gf0770p9998mrt Benzynowy układ wtryskowy i zapłonowy z wtryskiem bezpośrednim, przegląd elementów