Aufladung des Motors XU10J4TE


Abgasturbolader mit variablem Querschnitt

Dieser Motor besitzt einen Turbolader GARRET VAT 25 der neusten Generation mit variablem Querschnitt. Er sorgt für hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen, spontanes Ansprechen beim Beschleunigen und hohes Leistungsangebot über einen breiten Betriebsbereich.





Funktionsprinzip

Das Funktionsprinzip besteht darin, den Durchlassquerschnitt der Abgase nach Bedarf zu verringern oder zu erhöhen. Eine im Eintritt des Turboladers vor dem Turbinenrad angebrachte Schaufel (1) sitzt auf einer Achse (3), die mit einer Druckdose (4) verbunden ist. Ein Regel-Magnetventil 1229, auf das der Saugrohrdruck wirkt und das vom Einspritz- und Zündsteuergerät 1320 angesteuert wird, steuert die Druckdose (4). Ein im Steuergerät gespeichertes Kennfeld bestimmt die Stellung der Schaufel (1) anhand folgenden Informationen:

- Drosselklappenöffnung - Fahrtgeschwindigkeit
- Motordrehzahl - Lufttemperatur
- Saugrohrdruck - Kühlmitteltemperatur


Durch Schwenken der Schaufel (1) im Abgaskanal wird dessen Querschnitt verändert. Die Geschwindigkeit des Abgasstroms wird, bezogen auf die Drehzahl des Turbinenrades, optimiert. Dadurch wird über einen breiten Betriebsbereich der maximale Wirkungsgrad erzielt. Bei Motordrehzahlen unter 2200 U/min bleibt die Schaufel (1) geschlossen (Stellung A). In diesem Zustand begünstigt der geringe Durchlassquerschnitt eine hohe Geschwindigkeit des Abgasstoms, der das Turbinenrad (2) antreibt und somit einen hohen Füllgrad. Über dieser Drehzahl bewegt sich die Schaufel (1) allmählich zum Turbinenrad hin (Stellung B).




Regelung des Ladedrucks

Die Regelung des Ladedrucks erfolgt durch das von der Druckdose (2) gesteuerte Ablassventil (1) sowie durch die Schaufel (3). Bei niedrigen Drehzahlen ist das Ablassventil geschlossen. Bei Motordrehzahlen über 3500 U/min regelt die allmähliche Öffnung des Ablassventils den Ladedruck bis zu seinem Höchstwert. Bei Drehzahlen unter 3500 U/min erfolgt die Regelung durch die Schaufel (3).





Wirkungsweise

Das vom Einspritz-/Zündgerät 1320 gesteuerte Ladedruckregelungs-Magnetventil 1233 lässt schrittweise den Saugrohrdruck in die Druckdose (2) ein und zwar in Abhängigkeit folgender Informationen:

- Drosselklappenöffnung

- Motordrehzahl

korrigiert um die Anpassmessgrössen aus:

- dem Ansaugluft-Temperaturfühler 1240

- dem Motortemperaturfühler 1220

- der verwendeten Getriebeübersetzung (Drehzahl 1313 und Geschwindigkeitsgeber 1620)


Sobald der Ladedruck den im Steuergerät 1320 gespeicherten Kennfeldwert um 0,2 bar überschreitet schaltet das Steuergerät die Öffnung des Ablassventils (1) und begrenzt dadurch den Ladedruck auf 1,1 bar (drehzahlabhängig).



Ladeüberdrucksystem (Over Boost)

Diese Funktion der Aufladung ermöglicht eine vorübergehende Anhebung der Ladedruckobergrenze von 1,1 auf 1,3 bar durch die Verzögerung der Öffnung des Ablassventils (1) (bei Drehzahlen über 3500 U/min) bzw. der Schaufel (2) (bei Drehzahlen unter 3500 U/min). Durch diese Ladedruckerhöhung steigt das maximale Motordrehmoment um etwa 30 Nm und die Leistung um 15 kW.


Funktionsprinzip

Der Einsatz dieser Funktion hängt ab von:

- vom eingelegten Gang (ausser 1. und Rückwärtsgang): Diese Information ermittelt das Einspritz-/Zündsteuergerät 1320 anhand der Signale des Drehzahl- und Bezugsmarkengeber 1313 und des Geschwindigkeitgebers 1620.

von der Ansaugluft-Temperatur: Sobald die vom Ansaugluft-Temperaturfühler 1240 gemeldete Temperatur 80° C erreicht, hebt das Steuergerät die Funktion auf.

- von der Erkennung der Volllaststellung des Drosselklappenpotentiometers 1317 (Gaspedal ganz durchgedrückt)

- von rascher Veränderung der Drosselklappenöffnung


Diese Ladeüberdruckfunktion kann ab 2300 U/min bis zur Höchstdrehzahl von 6500 U/min für eine vom Steuergerät ermittelte Zeitdauer von 45 Sekunden eingesetzt werden.

Die Rückkehr zum normalen Ladedruck erfolgt automatisch:

- entweder durch Verlassen der Volllaststellung

- oder nach Ablauf der 45 Sekunden

In letzterem Fall sinkt der Ladedruck allmählich. Bei jedem Gangwechsel kann diese Funktion jedoch unmittelbar nach ihrer automatischen Abschaltung erneut aktiviert werden ohne die Dekrementierung des Überdrucks abzuwarten, ebenso wenn im selben Gang nach Lossassen des Gaspedals dieses wieder ganz durchgetreten wird.


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