Κινητήρας N54

Κινητήρας N54

Η νέα γενιά των 6-κύλινδρων βενζινοκινητήρων (NG6) διευρύνεται με μια περαιτέρω εξέλιξη.
Με τον νέο υπερπληρούμενο 6-κύλινδρο βενζινοκινητήρα N54 με άμεσο ψεκασμό η BMW επανέρχεται στην τεχνολογία τούρμπο.

Στο νέο κινητήρα τούρμπο τοποθετείται ο άμεσος ψεκασμός 2ης γενιάς (DI2). Ο άμεσος ψεκασμός (HPI: Υψηλής Ακριβείας Ψεκασμός) παρέχει πρόσθετο βαθμό ελευθερίας κατά τη μέτρηση των ποσοτήτων ψεκασμού και της διάρκειας ψεκασμού (Πολλαπλός ψεκασμός ανάλογα με το φορτίο και τις στροφές μέχρι και 3 φορές) καθώς και στην κατανομή του μίγματος στο θάλαμο καύσης. Με αυτό τον τρόπο η ισχύς, η ροπή του κινητήρα, η κατανάλωση και οι εκπομπές ρύπων επηρεάζονται θετικά.
Ως συνέπεια της ψύξης του μίγματος μέσω του άμεσου ψεκασμού καυσίμου μπορεί να αυξηθεί η συμπίεση σε σχέση με έναν κινητήρα τούρμπο με ψεκασμό στον αυλό εισαγωγής. Έτσι βελτιώνεται ο συντελεστής απόδοσης.
Με την χρήση του άμεσου ψεκασμού δημιουργείται ένα ομογενές μίγμα σε όλο τον χώρο καύσης. Η δημιουργία ομογενούς μίγματος σημαίνει, ότι η αναλογία καυσίμου-αέρα όπως στον ψεκασμό στον αυλό εισαγωγής ρυθμίζεται στοιχειομετρικά (λάμδα = 1).
(Στοιχειομετρική ονομάζεται η αναλογία καυσίμου-αέρα από 14,8 kg αέρα με 1 kg καυσίμου.) Μέσω της δημιουργία ομογενούς μίγματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα συμβατικό σύστημα τελικής επεξεργασίας των καυσαερίων.

Για μια ιδιαίτερα άμεση απόκριση ισχύος φροντίζει κυρίων η Αρχή Διπλού Τούρμπο (Bi-Turbo). Αντί ενός μεγάλου τούμπο καυσαερίων δύο μικρότερα τροφοδοτούν ανά τρεις κυλίνδρους με συμπιεσμένο αέρα. Βασικό πλεονέκτημα των μικρότερων διαστάσεων τούρμπο καυσαερίων είναι η μικρότερη ροπή αδρανείας. Ακόμη και παραμικρή πίεση στο πεντάλ γκαζιού έχει ως απόκριση την άμεση αύξηση πίεσης.
Συγχρόνως η χρήση των μεταβλητών χρόνων ελέγχου (Διπλό-VANOS) επιτρέπουν μια βέλτιστη αλλαγή φορτίου, που οδηγεί σε μέγιστη ροπή κινητήρα σε χαμηλές στροφές και φροντίζει για κορυφαία ελαστικότητα.

Σύντομη περιγραφή του εξαρτήματος

Θα περιγραφούν τα παρακάτω εξαρτήματα του κινητήρα N54:

DME: Ψηφιακά Ηλεκτρονικά Κινητήρα

Στο τυπωμένο κύκλωμα της μονάδας ελέγχου DME (MSD80) υπάρχουν 3 αισθητήρες:

Ο αισθητήρας θερμοκρασίας χρησιμοποιείται για τον θερμικό υπολογισμό των εξαρτημάτων στη μονάδα ελέγχου DME.
Ο αισθητήρας πίεσης περιβάλλοντος χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της σύστασης του μίγματος. Η πίεση περιβάλλοντος μειώνεται όταν αυξάνεται το ύψος από την στάθμη της θάλασσας.
Ο αισθητήρας τάσης επιτηρεί την τροφοδοσία τάσης μέσω του ακροδέκτη Kl. 87.

Μονάδα ελέγχου EKP και ηλεκτρική αντλία καυσίμου

Η μονάδα ελέγχου DME υπολογίζει την απαίτηση καυσίμου του κινητήρα. Η απαιτούμενη ποσότητα καυσίμου μεταδίδεται με τη μορφή μηνύματος μέσω του PT-CAN στη μονάδα ελέγχου EKP. Το μήνυμα αυτό μετατρέπεται από τη μονάδα ελέγχου EKP σε μια τάση εξόδου. Με αυτή την τάση εξόδου ρυθμίζεται ο αριθμός στροφών της ηλεκτρικής αντλίας καυσίμου. Έτσι επιτυγχάνεται για την αντλία υψηλής πίεσης μια απαίτηση ανάλογα με την ανάγκη.

GR_FB1106010

Ευρετήριο

Επεξήγηση

Ευρετήριο

Επεξήγηση

1

CAS (Σύστημα Πρόσβασης στο Αυτοκίνητο):

2

Διανεμητής ρεύματος από το Κουτί Διακλάδωσης

3

Ηλεκτρική αντλία καυσίμου

4

Μονάδα ελέγχου EKP

5

Μονάδα ελέγχου DME

 

 

Ακροδέκτης Kl. 15 WUP

Γραμμή αφύπνισης (Ακροδέκτης Kl. 15 Wake-up)

Ακροδέκτης Kl. 30g

Ακροδέκτης Kl. 30 ενεργοποιημένος

PT-CAN

Powertrain-CAN

 

 


Η ηλεκτρική αντλία καυσίμου είναι μια εντός του ρεζερβουάρ αντλία.
Από ακροδέκτη Kl. 15 ΟΝ ενεργοποιείται η ηλεκτρική αντλία καυσίμου.

Αντλία υψηλής πίεσης καυσίμου

Η αντλία καυσίμου υψηλής πίεσης συμπιέζει το καύσιμο (Περιοχή από 50 έως 200 bar) και το οδηγεί στη μπεκιέρα.

Η αντλία καυσίμου υψηλής πίεσης είναι βιδωμένη στο πίσω άκρο της αντλίας χαμηλής πίεσης. Ο άξονας κίνησης της αντλίας καυσίμου υψηλής πίεσης είναι συνδεδεμένος με τον άξονα κίνησης της αντλίας χαμηλής πίεσης.

GR_FB1106011

Ευρετήριο

Επεξήγηση

Ευρετήριο

Επεξήγηση

1

Αντλία υψηλής πίεσης καυσίμου

2

Σύνδεση για την γραμμή υψηλής πίεσης στην μπεκιέρα

3

Βαλβίδα ελέγχου ποσότητας

4

Ηλεκτρική σύνδεση

5

Σύνδεση για τη γραμμή χαμηλής πίεσης από την αντλία καυσίμου

 

 


Η βαλβίδα ελέγχου ποσότητας ελέγχει την πίεση καυσίμου στη μπεκιέρα. Η βαλβίδα ελέγχου ποσότητας ελέγχεται μέσω ενός σήματος μεταβλητού πλάτους παλμού (σήμα PWM-) από τη μονάδα ελέγχου DME. Σε εξάρτηση με το σήμα PWM απελευθερώνεται μια μεταβλητή σε μέγεθος διατομή και ρυθμίζεται η απαραίτητη ποσότητα καυσίμου για την αντίστοιχη κατάσταση φορτίου του κινητήρα. Επιπρόσθετα δίνεται η δυνατότητα για εκτόνωση της πίεσης στη μπεκιέρα.
Αν διαγνωστεί ένα σφάλμα στο σύστημα, π.χ. βλάβη του αισθητήρα υψηλής πίεσης, η βαλβίδα ελέγχου ποσότητας ενεργοποιείται χωρίς ρεύμα. Το καύσιμο φτάνει έτσι στη μπεκιέρα μέσω μια βαλβίδας παράκαμψης (Bypass).

GR_FB1106013

Ευρετήριο

Επεξήγηση

Ευρετήριο

Επεξήγηση

1

Αντλία υψηλής πίεσης καυσίμου

2

Σύνδεση για την γραμμή υψηλής πίεσης στην μπεκιέρα

3

Σύνδεση για τη γραμμή χαμηλής πίεσης από την αντλία καυσίμου

4

Βαλβίδα ελέγχου ποσότητας

5

3 έμβολα καθώς και βαλβίδες εισόδου και εξόδου

6

Βαλβίδα υπερπίεσης

7

Βαλβίδα παράκαμψης (Bypass)

 

 


Η βαλβίδα ελέγχου ποσότητα είναι ένα εξάρτημα της αντλίας υψηλής πίεσης και μπορεί να αφαιρεθεί στο σέρβις.

Μπεκιέρα με αισθητήρα πίεσης μπεκιέρας

Στην μπεκιέρα γίνεται ενδιάμεση αποθήκευση του συμπιεσμένου καυσίμου και κατανέμεται στα μπεκ.

Ο αισθητήρας πίεσης μπεκιέρας μετρά την τρέχουσα πίεση καυσίμου στη μπεκιέρα.

GR_FB1106003

Ευρετήριο

Επεξήγηση

Ευρετήριο

Επεξήγηση

1

Ηλεκτρική σύνδεση

2

Κύκλωμα αξιολόγησης

3

Μεμβράνη με στοιχείο αισθητήρα

4

Σύνδεση υψηλής πίεσης


Η πίεση καυσίμου φτάνει μέσω της σύνδεσης υψηλής πίεσης στην μεμβάρνη με το στοιχείο αισθητήρα. Η παραμόρφωση της μεμβράνης μετατρέπεται μέσω του στοιχείου αισθητήρα σε ένα ηλεκτρικό σήμα. Το κύκλωμα αξιολόγησης επεξεργάζεται το σήμα και δίνει ένα αναλογικό σήμα τάσης στην DME. Το σήμα τάσης αυξάνεται γραμμικά όταν αυξάνεται η πίεση καυσίμου.

Το σήμα από τον αισθητήρα πίεσης μπεκιέρας είναι ένα σημαντικό σήμα εισόδου της DME για τον έλεγχο της βαλβίδας ελέγχου ποσότητας (Εξάρτημα της αντλίας υψηλής πίεσης).
Σε περίπτωση βλάβης του αισθητήρα πίεσης μπεκιέρας, η βαλβίδα ελέγχου ποσότητας τίθεται σε λειτουργία ανάγκης από την DME.

Μπεκ (Βαλβίδα ψεκασμού υψηλής πίεσης)

Το μπεκ ψεκάζει το καύσιμο με υψηλή πίεση στο χώρο καύσης. Το μπεκ ανοίγει προς τα έξω την μύτη της βελόνας του ακροφυσίου και δημιουργεί έτσι ένα δακτυλιοειδές άνοιγμα ελάχιστων μόνο μικρομέτρων. Το δακτυλιοειδές άνοιγμα διαμορφώνει τον με μορφή δέσμης άμεσο ψεκασμό και φροντίζει για την συμμετρική, κωνική διεύρυνσή του.

Ο πιεζοηλεκτρικός έλεγχος έναντι του ελέγχου μέσω ηλεκτρομαγνητικών πηνίων έχει τα παρακάτω πλεονεκτήματα:

Έτσι προκύπτουν σημαντικές βελτιώσεις σε σχέση με τις εκπομπές ρύπων καθώς και την κατανάλωση καυσίμου.

GR_FB1106007

Ευρετήριο

Επεξήγηση

Ευρετήριο

Επεξήγηση

1

Ηλεκτρική σύνδεση

2

Σύνδεση γραμμής καυσίμου

3

Στρώσεις πιεζοηλεκτρικών στοιχείων

4

Βελόνα ακροφυσία, μύτη ανοικτή προς τα έξω

5

Δακτυλίδι τεφλόν
(στεγανοποιεί το χώρο καύσης)

 

 


Ένα πιεζοηλεκτρικό στοιχείο είναι ένας ηλεκτρομηχανικός μετατροπέας. Το πιεζοηλεκτρικό στοιχείο είναι ένα κεραμικό, το οποίο μετατρέπει απευθείας την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια (Δύναμη/Διαδρομή). Το πιεζοηλεκτρικό στοιχείο διαστέλλεται όταν εφαρμόζεται σε αυτό τάση. Έτσι δημιουργείται η διαδρομή της βελόνας ακροφυσίου.
Για να επιτευχθεί μια μεγαλύτερη διαδρομή, το πιεζοηλεκτρικό στοιχείο κατασκευάζεται με πολλές στρώσεις.

GR_FB1106008

Ευρετήριο

Επεξήγηση

Ευρετήριο

Επεξήγηση

1

Πιεζοηλεκτρικό στοιχείο χωρίς τάση

2

Στρώσεις πιεζοηλεκτρικών στοιχείων

3

Πιεζοηλεκτρικό στοιχείο, εφαρμόζεται τάση

 

 


Αισθητήρας πίεσης αυλού εισαγωγής

Ο αισθητήρας πίεσης αυλού εισαγωγής μετρά την υποπίεση στην εισαγωγή. Η υποπίεση αυλού εισαγωγής χρησιμοποιείται ως μέγεθος αντικατάστασης για το σήμα φορτίου. Ο αισθητήρας πίεσης αυλού εισαγωγής είναι τοποθετημένος πίσω από την πεταλούδα.

Τούρμπο καυσαερίων

Ο κινητήρας είναι εξοπλισμένος με 2 τούρμπο καυσαερίων (ένα τούρμπο καυσαερίων στην πολλαπλή εξαγωγής για τους κυλίνδρους 1 έως 3, ένα τούρμπο καυσαερίων για τους κυλίνδρους 4 έως 6). Οι στρόβιλοι επιτρέπουν ιδιαίτερα υψηλές θερμοκρασίες καυσαερίων (1050 °C-τεχνικά), που ιδιαίτερα σε υψηλό φορτίο οδηγούν σε μια αισθητή μείωση της κατανάλωσης.
Η πίεση πλήρωσης του τούρμπο καυσαερίων ρυθμίζεται από την DME μέσω μιας βαλβίδας παράκαμψης (Βαλβίδα Wastegate). Μέσω της βαλβίδας παράκαμψης ένα μέρος των καυσαερίων παρακάμπτει τα τούρμπο.
Οι βαλβίδες παράκαμψης (Bypass) ελέγχονται μέσω ηλεκτροπνευματικών μετατροπέων πίεσης από την DME και ρυθμίζονται μεταβλητά.
Για την ψύξη και τη λίπανση του τούρμπο καυσαερίων υπάρχουν στα περιβλήματα έδρασης 2 συνδέσεις για το κύκλωμα ψύξης κινητήρα και 2 συνδέσεις για το κύκλωμα λαδιού.

GR_FB1106002

Ευρετήριο

Επεξήγηση

Ευρετήριο

Επεξήγηση

1

Πολλαπλή εξαγωγής διπλών τοιχωμάτων (κύλινδροι 1 έως 3), συγκολλημένη με τα περιβλήματα τούρμπο

2

Προσαγωγή λαδιού

3

Έξοδος ψυκτικού

4

Δοχείο μεμβράνης της βαλβίδας παράκαμψης (Bypass)

5

Επιστροφή λαδιού

6

Είσοδος ψυκτικού

7

Τούρμπο καυσαερίων με βαλβίδα παράκαμψης (Bypass)
(Βαλβίδα Wastegate)

8

Πολλαπλή εξαγωγής διπλών τοιχωμάτων (κύλινδροι 4 έως 6), συγκολλημένη με τα περιβλήματα τούρμπο


Αντλία λαδιού με ρυθμιζόμενη παροχή

Ο κινητήρας διαθέτει μια αντλία λαδιού με ρυθμιζόμενη παροχή. Η αντλία αυτή παρέχει τόσο λάδι, όσο απαιτείται για την επίτευξη τη στάθμης πίεσης ρύθμισης. Η αντλία λαδιού παίρνει κίνηση μέσω μιας αλυσίδας από τον στροφαλοφόρο.

Ηλεκτρική αντλία ψυκτικού κινητήρα

Ένα ηλεκτρικό μοτέρ κινεί την αντλία ψυκτικού. Η ισχύς του ηλεκτρικού μοτέρ (400 Watt) ελέγχεται μέσω ηλεκτρονικών ελέγχου. Αυτά τα ηλεκτρονικά ελέγχου συνδέονται μέσω σύνδεσης σειριακής bit μετάδοσης δεδομένων με την DME (Ψηφιακά Ηλεκτρονικά Κινητήρα). Η DME υπολογίζει από το φορτίο, την περιοχή λειτουργίας και τα δεδομένα των αισθητήρων θερμοκρασίας την απαιτούμενη ψυκτική ισχύ. Η DME μεταδίδει στα ηλεκτρονικά ελέγχου τα αντίστοιχα σήματα για τον έλεγχο της αντλίας ψυκτικού.
Το μοτέρ της αντλίας ψυκτικού περιρέεται από το ψυκτικό. Έτσι ψύχονται το μοτέρ και τα ηλεκτρονικά ελέγχου. Με το ψυκτικό λιπαίνονται επίσης τα έδρανα της ηλεκτρικής αντλίας ψυκτικού.

Αισθητήρας κατάστασης λαδιού

Ο αισθητήρας κατάστασης λαδιού μετρά τα εξής μεγέθη:

Ο αισθητήρας κατάστασης λαδιού στέλνει τις μετρούμενες τιμές στην DME.

Μεταβλητός χρονισμός εκκεντροφόρων για τους εκκεντροφόρους εισαγωγής και για τους εκκεντροφόρους εξαγωγής ”Διπλό-VANOS”

Ο μεταβλητός χρονισμός εκκεντροφόρων χρησιμοποιείται για την αύξηση της ροπής στην περιοχή των χαμηλών και μεσαίων στροφών.
Από μια μαγνητική βαλβίδα VANOS ελέγχει μια μονάδα ρύθμισης VANOS στην πλευρά εισαγωγής και στην πλευρά εξαγωγής. Οι μαγνητικές βαλβίδες VANOS ελέγχονται από τη μονάδα ελέγχου DME.
Οι χρονισμοί του κινητήρα επηρεάζονται αδιαβάθμητα μέσω των δύο μεταβλητών μονάδων VANOS.
Με μια μεγαλύτερη υπερκάλυψη βαλβίδων προκύπτουν μικρότερες ποσότητες παραμενόντων αερίων στο ρελαντί. Με την εσωτερική ανακύκλωση καυσαερίων στην περιοχή μερικού φορτίου μειώνονται τα οξίδια του αζώτου.

GR_FB1106012

Ευρετήριο

Επεξήγηση

Ευρετήριο

Επεξήγηση

1

Μονάδα ρύθμισης VANOS πλευρά εξαγωγής

2

Μονάδα ρύθμισης VANOS πλευρά εισαγωγής

3

Αισθητήρας εκκεντροφόρου εισαγωγής

4

Μαγνητική βαλβίδα

5

Μαγνητική βαλβίδα

6

Αισθητήρας εκκεντροφόρου εξαγωγής


Προσοχή! Μη αλλάζετε μεταξύ τους τις μονάδες ρύθμισης VANOS.

Οι μονάδες ρύθμισης VANOS για τον εκκεντροφόρο εισαγωγής και τον εκκεντροφόρο εξαγωγής έχουν διαφορετικές διαδρομές ρύθμισης. Έτσι σε περίπτωση εναλλαγής των μονάδων ρύθμισης VANOS μπορεί να προκληθεί ζημιά στον κινητήρα εξαίτιας ανυψωμένης βαλβίδας.
Στην εμπρός πλευρά της μονάδας ρύθμισης VANOS είναι χαραγμένη η πλευρά τοποθέτησης.

Στροφαλοθάλαμος από αλουμίνιο

Στον κινητήρα έχει τοποθετηθεί ένας διαιρούμενος στροφαλοθάλαμος από αλουμίνιο. Για την αύξηση της ακαμψίας το κάτω τμήμα είναι κατασκευασμένο με τη μορφή κλίνης (Bedplate).

Λειτουργίες συστήματος

Περιγράφονται οι παρακάτω λειτουργίες συστήματος:

Ρύθμιση πίεσης πλήρωσης

Η πίεση πλήρωσης του τούρμπο καυσαερίων ρυθμίζεται από την DME μέσω μιας βαλβίδας παράκαμψης (Βαλβίδα Wastegate). Οι βαλβίδες παράκαμψης (Bypass) ελέγχονται μέσω ηλεκτροπνευματικών μετατροπέων πίεσης από την DME (έλεγχο με χαρακτηριστική καμπύλη).

Επιπρόσθετα στις βαλβίδες παράκαμψης (Bypass) έχουν τοποθετηθεί 2 ωστικές βαλβίδες ανακυκλοφορίας. Χωρίς τις ωστικές βαλβίδες ανακυκλοφορίας θα έπρεπε τα τούρμπο καυσαερίων να εργάζονται έναντι στη δυναμική πίεση των κλειστών πεταλούδων.
Όταν η πεταλούδα κλείνει, ανοίγει η ωστική βαλβίδα ανακυκλοφορίας μέσω της αυξημένης υποπίεσης στον αυλό εισαγωγής. Σε ανοικτή κατάσταση οι ωστικές βαλβίδες ανακυκλοφορίας συνδέουν την πλευρά εισόδου του συμπιεστή του τούρμπο με την πλευρά εξόδου του συμπιεστή. Έτσι εμποδίζεται μια πολύ υψηλή δυναμική πίεση.

GR_FB1106005

Ευρετήριο

Επεξήγηση

Ευρετήριο

Επεξήγηση

1

Ηλεκτροπνευματικός μετατροπέας πίεσης (για τη ρύθμιση της βαλβίδας παράκαμψης (Bypass) στο τούρμπο καυσαερίων των κυλίνδρων 4 έως 6), ελεγχόμενος από την DME

2

Ηλεκτροπνευματικός μετατροπέας πίεσης (για τη ρύθμιση της βαλβίδας παράκαμψης (Bypass) στο τούρμπο καυσαερίων των κυλίνδρων 1 έως 3), ελεγχόμενος από την DME

3

Θέρμανση εξαερισμού κινητήρα

4

Αισθητήρας πίεσης αυλού εισαγωγής

5

Αισθητήρας θερμοκρασίας αέρα εισαγωγής

6

Ηλεκτρικός ενεργοποιητής της πεταλούδας γκαζιού

7

Ωστική βαλβίδα ανακυκλοφορίας, ελεγχόμενη μέσω της υποπίεση του αυλού εισαγωγής

8

Αποσβεστήρας θορύβου αναρρόφησης

9

Αισθητήρας πίεσης πλήρωσης

10

Κινητήρας

11

Βαλβίδα παράκαμψης Bypass (Βαλβίδα Wastegate)

12

Ψυγείο αέρα εισαγωγής

13

Τούρμπο καυσαερίων

14

Αντεπίστροφη βαλβίδα με περιορισμό πίεσης
(για τον εξαερισμό του κινητήρα στα κανάλια εισαγωγής)

15

Αντεπίστροφη βαλβίδα στον αυλό καθαρού αέρα
(για τον εξαερισμό του κινητήρα)

 

 


Εξαερισμός κινητήρα

Ο εξαερισμός κινητήρα ελέγχεται με την πίεση. Ανάλογα με την υποπίεση αυλού εισαγωγής και την πίεση πλήρωσης ο εξαερισμός γίνεται είτε μέσω ενός 6πλου διανομέα στα κανάλια εισαγωγής είτε στον αυλό καθαρού αέρα πριν από το τούρμπο καυσαερίων (κύλινδροι 4 έως 6). Ο διανομέας είναι ενσωματωμένος στο κάλυμμα κυλινδροκεφαλής.

GR_FB1106014

Ευρετήριο

Επεξήγηση

Ευρετήριο

Επεξήγηση

1

Θέρμανση εξαερισμού κινητήρα

2

Αυλός καθαρού αέρα εμπρός από το τούρμπο καυσαερίων (Κύλινδροι 4 έως 6)

3

Ηλεκτρικός ενεργοποιητής της πεταλούδας γκαζιού

4

Αποσβεστήρας θορύβου αναρρόφησης

5

Συλλέκτης αέρα εισαγωγής

6

Κινητήρας

7

Αυλός καθαρού αέρα εμπρός από το τούρμπο καυσαερίων (Κύλινδροι 1 έως 3)

8

Τούρμπο καυσαερίων

9

Αντεπίστροφη βαλβίδα με περιορισμό πίεσης
(για τον εξαερισμό του κινητήρα στα κανάλια εισαγωγής), ενσωματωμένη στο κάλυμμα κυλινδροκεφαλής

10

Αντεπίστροφη βαλβίδα στον αυλό καθαρού αέρα
(για τον εξαερισμό του κινητήρα)


Για τον εξαερισμό του κινητήρα είναι τοποθετημένες 2 βαλβίδες.

Ψύξη κινητήρα

Για το σύστημα ψύξης με ηλεκτρική αντλία ψυκτικού χρησιμοποιούνται οι δυνατότητες του συμβατικού συστήματος ψύξης. Μέσω της διαχείρισης θερμότητας υπολογίζεται η στιγμιαία απαίτηση ψύξης και το σύστημα ψύξης ρυθμίζεται αντίστοιχα.

Τα παρακάτω εξαρτήματα επηρεάζονται από την διαχείριση θερμότητας:

Η απόδοση ψύξης του συστήματος προσαρμόζεται μέσω της μεταβλητής παροχής του ψυκτικού.

GR_FB1106006

Ευρετήριο

Επεξήγηση

Ευρετήριο

Επεξήγηση

1

Ψυγείο

2

Αισθητήρας θερμοκρασίας ψυκτικού στην έξοδο του ψυγείου

3

Ψυγείο λαδιού κιβωτίου
(ενσωματωμένο στο ψυγείο)

4

Ψυγείο λαδιού κιβωτίου με θερμοστάτη

5

Θερμοστάτης χαρακτηριστικού πεδίου

6

Ηλεκτρική αντλία ψυκτικού κινητήρα

7

Τούρμπο καυσαερίων

8

Κινητήρας

9

Εναλλάκτης θερμότητας

10

Αισθητήρας θερμοκρασίας ψυκτικού στον κινητήρα

11

Δοχείο διαστολής για το ψυκτικό

12

Ηλεκτρικός ανεμιστήρας


Η διαχείριση θερμότητας υπολογίζει την στιγμαία απαίτηση ψύξης και ρυθμίζει αντίστοιχα το σύστημα ψύξης. Υπό ορισμένες συνθήκες η αντλία ψυκτικού μπορεί να τεθεί τελείως εκτός, όπως για παράδειγμα για τη γρήγορη θέρμανση του ψυκτικού κατά τη φάση θέρμανσης.
Με σταματημένο και πολύ ζεστό κινητήρα η αντλία ψυκτικού αντλεί ακόμη και εν στάση. Η ψυκτική ικανότητα μπορεί να ρυθμιστεί ανεξάρτητα από τις στροφές του κινητήρα.

Η διαχείριση θερμότητας επιτρέπει λοιπόν, μέσω του θερμοστάτη ελεγχόμενου με χαρτογράφιση, διάφορες χαρτογραφίσεις για τον έλεγχο της αντλίας ψυκτικού. Έτσι η μονάδα ελέγχου κινητήρα μπορεί να προσαρμόσει τη θερμοκρασία του κινητήρα στις συνθήκες οδήγησης.

Η μονάδα ελέγχου κινητήρα (MSD80) ρυθμίζει τις παρακάτω περιοχές θερμοκρασίας:


Θερμοστάτης λαδιού κινητήρα

Ο θερμοστάτης λαδιού κινητήρα βρίσκεται στο φίλτρο λαδιού.

GR_FB1106009

Ευρετήριο

Επεξήγηση

Ευρετήριο

Επεξήγηση

1

Ψυγείο λαδιού κινητήρα

2

Κυκλοφορία με κλειστό θερμοστάτη

3

Θερμοστάτης λαδιού κινητήρα

4

Κινητήρας


Ο θερμοστάτης λαδιού κινητήρα ανοίγει και κλείνει σε εξάρτηση από την θερμοκρασία. Δεν κλείνει όμως ποτέ τελείως, αλλά έχει μια ελάχιστη ροή προς το ψυγείο λαδιού κινητήρα.
Μέχρι μια θερμοκρασία λαδιού κινητήρα 110 °C ο θερμοστάτης λαδιού κινητήρα είναι κλειστός.
Το παρεχόμενο λάδι κινητήρα επιστρέφει μέσω του θερμοστάτη λαδιού κινητήρα στην επιστροφή λαδιού κατά την κυκλοφορία με κλειστό θερμοστάτη. Έτσι είναι εγγυημένο ένα πιο γρήγορο ζέσταμα του κινητήρα.
Από μια θερμοκρασία λαδιού κινητήρα 110 °C ο θερμοστάτης λαδιού κινητήρα ανοίγει και μειώνεται η κυκλοφορία με κλειστό θερμοστάτη. Έτσι αυξάνεται η ροή λαδιού στον αγωγό του ψυγείου λαδιού κινητήρα. Από περίπου 125 °C ο θερμοστάτης είναι τελείως ανοικτός.

Τροφοδοσία λαδιού μεταβλητής παροχής

Η αντλία λαδιού με ρυθμιζόμενη παροχή (Αντλία ολισθαίνοντος εμβόλου) παρέχει ακριβώς τόσο λάδι, όσο απαιτείται για την επίτευξη της απαιτούμενης στάθμης πίεσης ελέγχου.

Η πίεση λαδιού που δημιουργείται, ασκείται μέσω της γραμμής ελέγχου πάνω σε ένα ρυθμιστικό έμβολο με επικλινή επιφάνεια (αιωρούμενος βραχίονας) αντίθετα στη δύναμη ενός ελατηρίου πίεσης.
Όταν αυξάνεται η απαίτηση λαδιού του κινητήρα, η πίεση στο σύστημα λίπανσης μειώνεται και έτσι και αυτή στο ρυθμιστικό έμβολο. Η αντλία λαδιού αυξάνει την παροχή και επαναφέρει τις συνθήκες πίεσης. Όταν υποχωρήσει η απαίτηση λαδιού του κινητήρα, η αντλία ρυθμίζει αντίστοιχα την θέση του ρυθμιστικού εμβόλου για μικρότερη παροχή.

GR_FB1106001

Ευρετήριο

Επεξήγηση

Ευρετήριο

Επεξήγηση

1

Κινητήρας

2

Ψηφιακά Ηλεκτρονικά Κινητήρα (DME)

3

Διακόπτης πίεσης λαδιού

4

Φίλτρο λαδιού

5

Αντλία λαδιού μεταβλητής παροχής με ρυθμιστικό έμβολο

6

Γραμμή ελέγχου (Πίεση λαδιού)

7

Αισθητήρας κατάστασης λαδιού στο κάρτερ λαδιού

8

Τούρμπο καυσαερίων
(Κύλινδροι 1 έως 3)

9

Τούρμπο καυσαερίων
(Κύλινδροι 4 έως 6)

 

 


Ο αισθητήρας κατάστασης λαδιού μεταδίδει στη μονάδα ελέγχου DME την θερμοκρασία λαδιού του κινητήρα και την στάθμη λαδιού. Για τον υπολογισμό της στάθμης λαδιού η μονάδα ελέγχου DME μετρά τη διάρκεια για την θέρμανση και την ψύξη του λαδιού του κινητήρα. Η πίεση λαδιού σηματοδοτείται από τον διακόπτη πίεσης λαδιού. Η μονάδα ελέγχου DME ελέγχει μέσω του PT-CAN την προειδοποιητική και την ενδεικτική λυχνία στο ταμπλό οργάνων (κόκκινο: Πίεση λαδιού χαμηλή κίτρινο: Στάθμη λαδιού χαμηλή)

Τροφοδοσία καυσίμου ανάλογα με την απαίτηση

GR_FB1106004

Ευρετήριο

Επεξήγηση

Ευρετήριο

Επεξήγηση

1

Αισθητήρας πίεσης μπεκιέρας

2

Αντλία υψηλής πίεσης με βαλβίδα ελέγχου ποσότητας

3

Ηλεκτρική αντλία καυσίμου

4

Αισθητήρας χαμηλής πίεσης καυσίμου

5

Εγχυτήρες (μπεκ)

6

Μπεκιέρα

EKP

Μονάδα ελέγχου EKP

DME

Ψηφιακά Ηλεκτρονικά Κινητήρα

PT-CAN

Powertrain-CAN

 

 


Ανάλογα με την εφαρμοζόμενη πίεση συστήματος ανάμεσα στην αντλία καυσίμου και την αντλία υψηλής πίεσης μεταδίδεται από τον αισθητήρα χαμηλής πίεσης καυσίμου στη μονάδα ελέγχου κινητήρα (μονάδα ελέγχου DME).
Η πίεση συστήματος (Χαμηλή πίεση καυσίμου) μετράται με τον αισθητήρα χαμηλής πίεσης καυσίμου πριν από την αντλία υψηλής πίεσης.

Στη μονάδα ελέγχου DME γίνεται διαρκώς μια σύγκριση της Ονομαστικής τιμής με την Πραγματική τιμή. Σε περίπτωση απόκλισης της Ονομαστικής τιμής από την Πραγματική τιμή η μονάδα ελέγχου DME αυξάνει ή μειώνει την τάση για την ηλεκτρική αντλία καυσίμου, η οποία μεταδίδεται με το μορφή μηνύματος μέσω του PT-CAN στη μονάδα ελέγχου EKP. Η μονάδα ελέγχου EKP μετατρέπει το μήνυμα σε μια τάση εξόδου για την ηλεκτρική αντλία καυσίμου. Έτσι ρυθμίζεται η απαιτούμενη πίεση προσαγωγής για τον κινητήρα (ή την αντλία υψηλής πίεσης).

Σε περίπτωση απώλειας σήματος (Αισθητήρας χαμηλής πίεσης καυσίμου) με ακροδέκτη Kl. 15 ΟΝ η ηλεκτρική αντλία καυσίμου λειτουργεί με προέλεγχο.
Σε περίπτωση απώλειας του διαύλου CAN-Bus, η ηλεκτρική αντλία καυσιμου λειτουργεί με την εφαρμοζόμενη τάση του ηλεκτρικού κυκλώματος.

Η αντλία υψηλής πίεσης συμπιέζει το καύσιμο σε μια πίεση μεταξύ 50 και 200 bar. Μέσω της γραμμής υψηλής πίεσης το συμπιεσμένο καύσιμο καταλήγει στην μπεκιέρα. Στην μπεκιέρα γίνεται ενδιάμεση αποθήκευση του συμπιεσμένου καυσίμου και κατανέμεται στα μπεκ.
Ο αισθητήρας πίεσης μπεκιέρας μετρά την τρέχουσα πίεση καυσίμου στη μπεκιέρα. Όταν ανοίγει η βαλβίδα ελέγχου ποσότητας στην αντλία υψηλής πίεσης, το πλεονάζον καύσιμο επιστρέφει πάλι πίσω στην αντλία υψηλής πίεσης.
Σε περίπτωση βλάβης της αντλίας υψηλής πίεσης είναι δυνατή μια οδήγηση με περιορισμό.

Προστασία συστήματος

Σε περίπτωση που κατά τη λειτουργία του κινητήρα προκύψει μια πολύ υψηλή θερμοκρασία ψυκτικού ή λαδιών κινητήρα, επηρεάζονται συγκεκριμένες λειτουργίες του αυτοκινήτου, ώστε η ψύξη του κινητήρα να έχει στη διάθεσή της περισσότερη ενέργεια.

Τα λαμβανόμενα μέτρα διαιρούνται σε 2 είδη λειτουργίας:

Οδηγίες για το σέρβις

Γενικές οδηγίες

Προειδοποίηση! Οι εργασίες στο σύστημα καυσίμου θα πρέπει να πραγματοποιούνται μόνο με κρύο κινητήρα.

Σε θερμοκρασίες ψυκτικού πάνω από 40 °C κατά το λύσιμο των μπεκ μπορεί να εξέλθει καύσιμο με πολύ υψηλή ταχύτητα.

Με κάθε επιφύλαξη για τυπογραφικά λάθη, σφάλματα και τεχνικές αλλαγές.