Iniezione diretta diesel CDI per OM 651. Descrizione del sistema

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1 Iniezione diretta diesel CDI per OM 651 Descrizione del sistema

2 Mercedes-Benz Service Iniezione diretta diesel CDI per OM 651 Descrizione del sistema Daimler AG Technical Information and Workshop Equipment (GSP/OI) D Stuttgart

3 Dati editoriali Ordinazione delle informazioni per l'officina Tutte le informazioni per l'officina su carta stampata di GSP / OI, quali ad es. le Descrizioni generali, le Descrizioni dei sistemi, le Descrizioni del funzionamento, le Guide pratiche, i Prontuari dati tecnici e le etichette adesive, possono essere ordinate nel modo seguente: In Germania Tramite lo shop on-line di GSP / OI in Internet Link: http: // gsp-ti-shop.com o, in alternativa: customer.support@daimler.com Telefono: +49-(0)18 05 / Telefax: +49-(0)18 05 / Fuori dalla Germania: Si prega di rivolgersi al responsabile per il relativo mercato. Avvertenza importante Desideriamo far presente che le informazioni per l'officina vengono prodotte solo in edizione limitata. L'approvvigionamento affidabile è garantito solo attraverso il distributore di routine. Consigliamo pertanto di controllare ad intervalli regolari il proprio distributore. Portfolio prodotti Informazioni dettagliate sul nostro portfolio prodotti completo sono reperibili anche nel nostro portale Internet. Link: http: // open.aftersales.daimler.com Domande e suggerimenti Per domande o suggerimenti inerenti a questo prodotto scrivere cortesemente ai seguenti indirizzi: customer.support@daimler.com Telefax: +49-(0)18 05 / o, in alternativa: Indirizzo: Daimler AG GSP / OIS HPC R822, W002 D Stuttgart 2008 by Daimler AG L'opera, comprese tutte le sue parti, è protetta dal copyright. Qualsiasi tipo di utilizzo o impiego necessita della previa autorizzazione scritta di Daimler AG, reparto GSP / OIS, HPC R822, W002, D Stuttgart. Ciò vale in particolare per la duplicazione, diffusione, modifica, traduzione, registrazione su microfilm e la memorizzazione e / o elaborazione in sistemi elettronici, compresi le banche dati ed i servizi on-line. N. immagine di copertina: P N. di ordinazione della presente pubblicazione: / 2008

4 Sommario Prefazione 5 Sistema complessivo Introduzione 6 Confronto dei sistemi 8 Schema di funzionamento CDI 10 Sistemi parziali Impianto del carburante 12 Formazione della miscela 17 Sistema di preriscaldamento 22 Esclusione del condotto di immissione 25 Sovralimentazione 26 Ricircolo dei gas di scarico 30 Impianto di scarico 32 Componenti del sistema Centralina di comando CDI 34 Alternatore 35 Pompa di alta pressione 36 Rail 38 Valvole di regolazione pressione rail 39 Iniettore piezoelettrico 40 Stadio finale di incandescenza 42 Candelette ad incandescenza 43 Sensore di Hall 44 Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 3

5 Sommario Sensore di posizione 45 Sensori di temperatura 46 Valvola di intercettazione spruzzatori d'olio 48 Controllo livello olio 49 Massa d'aria e aria aspirata 50 Sensore di pressione a valle del filtro aria 51 Servomotore per esclusione condotto di immissione 52 Valvola a farfalla 53 Elemento termico 54 Sensore di condensa 55 Turbocompressore a gas di scarico 56 Ricircolo dei gas di scarico 60 Valvole di commutazione 61 Sonda lambda 62 Sensori di pressione 63 Appendice Abbreviazioni 64 Indice analitico 66 4 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

6 Prefazione Gentile Lettore, con il presente opuscolo desideriamo presentarle il nuovo sistema CDI di Mercedes-Benz. Questa descrizione non si riferisce ad un veicolo specifico ed illustra, a titolo esemplificativo, il sistema Common Rail Direct Injection (CDI) della seconda generazione di Delphi. Con questa Descrizione del sistema intendiamo offrire una panoramica generale del nuovo sistema in occasione dell'introduzione sul mercato. Il presente documento è destinato in particolare ai tecnici e meccanici delle officine di manutenzione e funge da ponte tra le Descrizioni generali e le informazioni dettagliate contenute nel sistema di informazione per l'officina (WIS) e nel sistema di assistenza diagnosi (DAS). La presente Descrizione del sistema non intende costituire una guida per la riparazione o la diagnosi di guasti tecnici. A questo scopo sono infatti disponibili, come di consueto, il sistema di informazione per l'officina (WIS) ed il sistema di assistenza diagnosi (DAS). Modifiche e novità verranno diffuse esclusivamente nei corrispondenti documenti facenti parte di WIS. Pertanto, le informazioni contenute nella Descrizione del sistema possono differire da quelle pubblicate in WIS. Tutti i dati tecnici e dettagli indicati nel presente opuscolo sono aggiornati alla data della chiusura redazionale nell'agosto 2008 e possono quindi differire da quelli di serie. La Descrizione del sistema è incentrata sull'illustrazione generica, cioè non specifica per i singoli tipi, dei principi di funzionamento generali delle correlazioni funzionali: Struttura e funzionamento con i sistemi parziali Correlazioni tra i componenti del sistema Interazione tra il sistema ed i suoi componenti Daimler AG Technical Information and Workshop Equipment (GSP / OI) Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 5

7 Sistema complessivo Introduzione Cronologia dei motori diesel CDI Da quando, nel 1998, fu presentato il primo sistema ad iniezione diesel diretta a bordo della C 220 CDI (OM 611) di Mercedes-Benz, le vetture con motore diesel hanno definitivamente fatto il loro ingresso nel segmento della categoria superiore. Il sistema Common Rail dell'epoca raggiungeva una pressione di iniezione massima di 1350 bar. Con il metodo della Common Rail Direct Injection (CDI), il carburante viene iniettato ad alta pressione direttamente nella camera di combustione. La quantità del carburante iniettato viene determinata in base ai diagrammi caratteristici memorizzati nella centralina di gestione motore. Nell'iniezione CDI, la formazione della miscela con l'aria aspirata avviene durante la fase di compressione nella camera di combustione. A seconda della condizione di carico del motore si possono realizzare più di una iniezione per ogni fase di espansione. Motore 611 Con una cilindrata di 2,2 l e potenze da 60 kw a 95 kw impiegato dal 1998 al 2003 nella Classe C, CLK ed E. Negli anni a seguire ci fu un costante incremento di potenza. Furono ottimizzate sia la tecnica dell'iniezione diretta che quella della sovralimentazione a turbocompressore e i veicoli a motore diesel ebbero un successo di vendita impensabile fino a quel momento. Con l'introduzione del motore 646 nella variante da 125 kw, il sistema operava già con una pressione di iniezione massima di 1600 bar generando una coppia massima del motore di 400 Nm. Il nuovo motore 651 funziona con una pressione di iniezione massima pari a 2000 bar ed è in grado di erogare una coppia massima del motore di 500 Nm. Vengono inoltre impiegati iniettori piezoelettrici a comando diretto la cui velocità di commutazione è fino a cinque volte quella degli iniettori elettromagnetici utilizzati finora. Grazie alla suddivisione dell'iniezione nelle fasi di preiniezione, iniezione principale e postiniezione, si ottengono una migliore qualità della combustione e di conseguenza una riduzione delle emissioni inquinanti nei gas di scarico. Motore 646 Con una cilindrata di 2,2 l e potenze da 100 kw a 125 kw impiegato a partire dal 2003 nella Classe C, CLK ed E. Motore 651 Con una cilindrata di 2,2 l e 150 kw di potenza impiegato a partire da ottobre 2008 nella Classe C. 6 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

8 Motore 651 Con il motore 651 viene introdotto un intero pacchetto di tecnologie innovative, alcune di cui sono da considerare novità assolute che in questa combinazione non sono presenti in nessun altro motore diesel per autovetture prodotto in serie. In questo contesto vanno in particolare menzionati gli iniettori piezoelettrici, la sovralimentazione bistadio a due turbocompressori e la trasmissione ad ingranaggi e catena sul lato di trasmissione moto. I valori limite per i gas di scarico imposti dalla norma Euro 5 vengono pienamente rispettati ricorrendo al noto sistema di post-trattamento dei gas di scarico composto da catalizzatore ossidante e filtro per il particolato diesel (DPF). Contemporaneamente è stato persino possibile realizzare un incremento di potenza del 20% a ora 150 kw, pur riducendo la cilindrata, e aumentare la coppia massima del motore del 25% portandola a 500 Nm. Introduzione Misure operate all'interno del motore Grazie alle misure operate all'interno del motore e alle funzionalità di controllo ampliate della centralina di comando CDI è stato possibile ridurre ulteriormente le emissioni di ossidi di azoto (NO x ) e biossido di carbonio (CO 2 ) e il consumo di carburante rispetto al modello precedente già molto parsimonioso. Ai miglioramenti ottenuti hanno contribuito le seguenti misure: Camera di combustione ottimizzata Minore compressione Maggiore pressione di accensione Riduzione della potenza assorbita dall'attrito grazie all'impiego di cuscinetti di rotolamento per l'alloggiamento dei contralberi di bilanciamento Lanchester Attrito interno ridotto Sistema complessivo Il motore 651 si contraddistingue soprattutto per le seguenti innovazioni: Sistema Common Rail Direct Injection (CDI) della seconda generazione di Delphi Trasmissione ad ingranaggi combinata a trasmissione a catena sul lato di trasmissione moto Due contralberi di bilanciamento Lanchester integrati insieme all'albero motore in un unico corpo (ponte cuscinetti di banco) Iniettori piezoelettrici senza tubazione di recupero gasolio Ricircolo gas di scarico con un preradiatore integrato nel circuito del liquido di raffreddamento ed un radiatore gas di scarico di ricircolo con canale di bypass inseribile Gestione termica ampliata con comando della pompa del liquido di raffreddamento e degli spruzzatori d'olio in funzione del fabbisogno Pompa dell'olio a controllo volumetrico sul lato dell'olio filtrato i Avvertenza Una descrizione dettagliata del nuovo motore 651 sarà pubblicata nella relativa Descrizione generale. N. di ordinazione: Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 7

9 Sistema complessivo Confronto dei sistemi Motore EVO Motore Pressione di iniezione (max) 1600 bar 2000 bar Regolazione dell'alta pressione tramite la valvola di regolazione della portata e la valvola di regolazione pressione Alimentazione di carburante pompa di alimentazione del carburante elettrica non regolata nel serbatoio carburante Riscaldamento filtro carburante di serie a partire da 09 / 08 di serie Pompa di alta pressione a 3 pistoni a 2 pistoni Azionamento della pompa di alta pressione Valvola di regolazione della portata Valvola di regolazione pressione a catena X X a ruota dentata X X Sonda termica carburante X X Iniettore di carburante - tipo costruttivo Attivazione iniettori elettromagnetici attivazione idraulica indiretta all'aumento di tensione iniettori piezoelettrici attivazione elettrica diretta alla caduta di tensione Iniettore carburante iniettore a 7 fori iniettore a 7 fori Correzione della quantità / codice I2C a 18 caratteri a 24 caratteri Tipo di compressore Regolazione della pressione di sovralimentazione Esclusione del condotto di immissione sovralimentazione monostadio ad un turbocompressore con turbina a geometria variabile elettrica X sovralimentazione bistadio a due turbocompressori con geometria rigida pneumatica X 8 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

10 Preradiatore ricircolo gas di scarico Regolazione del ricircolo gas di scarico (AGR) Confronto dei sistemi Motore EVO Motore X elettrica Tipo di valvola AGR valvola a disco farfalla X Sistema complessivo Bypass AGR a comando pneumatico Pompa del liquido di raffreddamento non regolata disinseribile in via pneumatica Pompa dell'olio non regolata regolata sul lato dell'olio filtrato Spruzzatori d'olio (raffreddamento pistoni) X non disinseribili X disinseribili Funzionamento di emergenza X tramite sensore albero a camme Sensori di battito in testa 1 2 Catena duplice semplice Sensore albero motore trasduttore induttivo Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 9

11 Sistema complessivo Schema di funzionamento CDI Schema di funzionamento Common Rail Direct Injection (CDI) - Avviamento / comando motorino di avviamento 1 Strumento combinato, messaggio 2 Morsetto 50, stato 3 Motorino di avviamento, attivazione 4 Relè morsetto 87 motore a combustione, attivazione 5 Preriscaldamento, richiesta 6 Candelette ad incandescenza, attivazione 7 Relè pompa di alimentazione del carburante, attivazione 8 Diagnosi gestione del motore, comunicazione 9 Morsetto 61, stato 10 Centralina di comando modulo elettronico leva selettrice, stato 11 Sensore di Hall albero a camme, segnale 12 Sensore di temperatura liquido di raffreddamento, segnale 13 Sensore di posizione albero motore, segnale 14 Sensore di pressione del rail, segnale 15 Valvola di regolazione pressione, attivazione 16 Valvola di regolazione della portata, attivazione 17 Iniettori di carburante, attivazione 18 Misuratore della massa d'aria a film caldo, segnale 19 Sensore di temperatura aria aspirata, segnale 20 Sensore temperatura olio, segnale A1 Strumento combinato A8 / 1 Chiave trasmittente B1 Sensore temperatura olio B2 / 5 Misuratore massa d'aria a film caldo B2 / 5b1 Sensore di temperatura aria aspirata B4 / 6 Sensore di pressione del rail B6 / 1 Sensore di Hall albero a camme B11 / 4 Sensore di temperatura liquido di raffreddamento G2 Alternatore 10 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

12 Schema di funzionamento CDI Sistema complessivo L5 Sensore di posizione albero motore M1 Motorino di avviamento M3 Pompa di alimentazione del carburante N3 / 9 Centralina di comando CDI N10 / 1 Centralina di comando SAM con modulo fusibili e relè, lato anteriore N10 / 1kM Relè morsetto 50 motorino di avviamento N10 / 1kN Relè morsetto 87 motore N10 / 2 Centralina di comando SAM con modulo fusibili e relè, vano posteriore N10 / 2kD Relè pompa di alimentazione del carburante N14 / 3 Stadio finale di incandescenza N15 / 5 Centralina di comando modulo elettronico leva selettrice N73 Centralina di comando blocchetto di accensione elettronico N80 Centralina di comando modulo fodero del piantone R9 / 1 Candeletta ad incandescenza cilindro 1 R9 / 2 Candeletta ad incandescenza cilindro 2 R9 / 3 Candeletta ad incandescenza cilindro 3 R9 / 4 Candeletta ad incandescenza cilindro 4 X11 / 4 Connettore per la diagnosi Y74 Valvola di regolazione pressione Y76 / 1 Iniettore di carburante cilindro 1 Y76 / 2 Iniettore di carburante cilindro 2 Y76 / 3 Iniettore di carburante cilindro 3 Y76 / 4 Iniettore di carburante cilindro 4 Y94 Valvola di regolazione portata CAN B CAN C CAN D CAN E LIN C1 CAN abitacolo CAN motore CAN della diagnosi CAN autotelaio LIN motore Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 11

13 Sistemi parziali Impianto del carburante Tramite l'alimentazione di carburante viene garantito che il sistema di iniezione viene permanentemente alimentato con carburante. Nell'esercizio di marcia la pompa di alimentazione del carburante convoglia il carburante alla pompa di alta pressione. Da lì il carburante viene inviato, con la necessaria pressione, agli iniettori piezoelettrici. Il sistema di alimentazione del carburante è suddiviso nel "sistema di bassa pressione" e nel "sistema di alta pressione". Sistema di bassa pressione La pompa di alimentazione del carburante elettrica convoglia il carburante attraverso il filtro del carburante e la valvola di regolazione della portata fino alla pompa di alta pressione e da lì alla valvola di sovrappressione carburante. La valvola di regolazione della portata regola il volume del carburante che attraverso il canale anulare viene addotto ai due pompanti della pompa di alta pressione. Nella fase di rilascio, ossia quando la valvola di regolazione della portata è chiusa, attraverso la farfalla di portata zero il carburante viene convogliato dalla tubazione di mandata del carburante direttamente nel canale anulare per lubrificare i pompanti. La pressione del carburante presente sulla valvola di regolazione della portata viene limitata dalla valvola di sovrappressione carburante ad un valore tra 4,0 bar e 4,5 bar. Al superamento di questo valore, la valvola di sovrappressione carburante apre e fa defluire il carburante in eccesso di nuovo nella tubazione di ritorno verso il serbatoio carburante. La valvola di sovrappressione carburante provvede inoltre a convogliare una parte del carburante come lubrificante all'albero ad eccentrico. In presenza di aria nel carburante convogliato, l'aria viene inviata attraverso la valvola di sovrappressione carburante al ritorno della pompa di alta pressione e in questo modo viene effettuato lo sfiato del sistema di bassa pressione. Per aumentare il rendimento del motore e mantenere inoltre bassa la temperatura del carburante, la valvola di regolazione della portata regola il flusso del carburante verso la pompa di alta pressione. Per garantire che il carburante possa scorrere attraverso le tubazioni anche in presenza di temperature esterne molto basse, è disposto un elemento termico nel filtro del carburante. L'elemento termico viene alimentato elettricamente dal modulo anteriore di rilevamento del segnale e di comando (SAM). i Avvertenza Se la centralina di comando sistema di ritenuta invia un "segnale di crash" alla centralina di comando CDI, l'attivazione della pompa di alimentazione del carburante viene interrotta immediatamente e la pressione del sistema viene scaricata. 12 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

14 Impianto del carburante Sistemi parziali Sistema di bassa pressione 1 Valvola di regolazione pressione 2 Rail 3 Sensore di pressione del rail 4 Pompa di alta pressione 5 Serbatoio carburante 6 Pompa aspirante a getto 7 Reticella filtrante del carburante 8 Tazza di compensazione 9 Pompa di alimentazione del carburante Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 13

15 Sistemi parziali Impianto del carburante Sistema di alta pressione Tramite il sistema di alta pressione viene generata ed accumulata la necessaria pressione del carburante per l'iniezione. Il carburante viene alimentato in modo regolato dalla pompa di alta pressione nel rail. Attraverso le tubazioni di alta pressione il carburante arriva ai singoli iniettori piezoelettrici con una Pressione di iniezione massima fino a 2000 bar. Il sistema di alta pressione funziona inoltre senza dispersione di carburante. La quantità iniettata dipende dalla pressione del carburante nel rail e dalla durata di attivazione degli iniettori piezoelettrici. La pressione del rail viene regolata tramite la valvola di regolazione della portata o la valvola di regolazione pressione dalla centralina di comando CDI. La quantità di iniezione per ciascun cilindro viene calcolata dalla centralina di comando CDI sulla base di una mappatura. Regolazione dell'alta pressione La pompa di alta pressione comprime, a seconda del segnale del sensore del pedale dell'acceleratore e del n. di giri motore, una determinata quantità di carburante. La pressione del carburante e la temperatura del carburante effettivamente presenti nel rail vengono rilevate dal sensore di pressione del rail e dal sensore di temperatura del carburante e i relativi dati vengono costantemente inviati alla centralina di comando CDI. a Danneggiamento dei componenti Per gli interventi sul sistema di alta pressione (ad es. rail, tubazioni di mandata, pompa di alta pressione, iniettori di carburante) è indispensabile assicurare la massima qualità e pulizia. Persino contaminazioni minime possono rapidamente portare a contestazioni sul funzionamento del motore e a danni materiali. a Sicurezza Dopo l'arresto del motore nel sistema è ancora presente una pressione residua da 50 bar a 80 bar. Per motivi di sicurezza il sistema di iniezione deve essere aperto solo dopo aver scaricato la pressione dal sistema. Per informazioni più dettagliate, consultare il sistema di informazione per l'officina (WIS). 14 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

16 Impianto del carburante Sistemi parziali Sistema di alta pressione 1 Valvola di regolazione pressione 2 Rail 3 Sensore di pressione del rail 4 Iniettore piezoelettrico 5 Pompa di alta pressione Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 15

17 Sistemi parziali Impianto del carburante Regolazione della pressione del rail La centralina di comando CDI regola, sulla base di una mappatura, la pressione del rail tramite la valvola di regolazione pressione o la valvola di regolazione della portata. In questo contesto si distingue tra la regolazione tramite la valvola di regolazione pressione e la regolazione tramite la valvola di regolazione della portata. Regolazione tramite la valvola di regolazione pressione Dopo ogni avviamento del motore viene attivata dapprima la valvola di regolazione pressione, mentre la valvola di regolazione della portata non viene attivata ed è completamente aperta. In questo modo è possibile convogliare la massima quantità di carburante verso la pompa di alta pressione. La regolazione tramite la valvola di regolazione pressione avviene in presenza delle seguenti condizioni: Dopo ogni avviamento del motore al minimo fino ad una temperatura del carburante di 10 C, in caso di temperatura del carburante crescente. Dopo ogni avviamento del motore al minimo a partire da una temperatura del carburante di 5 C, in caso di temperatura del carburante decrescente. La regolazione tramite la valvola di regolazione pressione serve in particolare a riscaldare rapidamente il carburante freddo. In presenza delle condizioni idonee, il passaggio a pressione del carburante attraverso la fessura stretta nella valvola di regolazione pressione è in grado di riscaldare il carburante a oltre 150 C. Regolazione tramite la valvola di regolazione della portata Il vantaggio della regolazione tramite la valvola di regolazione della portata consiste nel fatto che la pompa di alta pressione deve comprimere solo la quantità di carburante che, sulla base di una corrispondente mappatura, viene fatta passare dalla valvola di regolazione della portata alla pompa di alta pressione. In questo modo viene ridotto il consumo di carburante e alleggerito il carico a cui è sottoposta la pompa di alta pressione. La regolazione tramite la valvola di regolazione della portata avviene in presenza delle seguenti condizioni: La temperatura del carburante è superiore a 10 C. In presenza di una richiesta unica di pressione del rail superiore a 310 bar (ad es. all'avviamento del veicolo). All'arresto del motore la valvola di regolazione della portata interrompe l'alimentazione del carburante verso i pompanti. 16 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

18 Regolazione dell'iniezione Tramite la regolazione dell'iniezione vengono definiti il punto e la durata dell'iniezione. La quantità iniettata dipende dalla pressione del rail e dalla durata dell'iniezione. Grazie all'attivazione diretta degli iniettori piezoelettrici da parte della centralina di comando CDI, l'iniezione di carburante può essere adattata ancora più miratamente alle relative condizioni di carico e di regime. A seconda del punto dell'iniezione si distingue tra preiniezione, iniezione principale e postiniezione. Preiniezione Formazione della miscela Durante la preiniezione una piccola quantità di carburante viene iniettata nel cilindro prima dell'inizio dell'iniezione principale vera e propria. Questo processo ha luogo fino a due volte. In questo modo viene migliorato il rendimento della combustione e ne consegue un andamento più morbido della combustione a causa del riscaldamento della camera di combustione. Ne risulta una riduzione sia delle sostanze nocive contenute nei gas di scarico che dei rumori della combustione. La centralina di comando CDI calcola la quantità della preiniezione e l'inizio di attivazione degli iniettori piezoelettrici in funzione dei seguenti fattori: Sistemi parziali Condizione di carico del motore Inizio di attivazione dell'ultima iniezione principale Rappresentazione schematica del metodo CDI Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 17

19 Sistemi parziali Formazione della miscela Iniezione principale Tramite l'iniezione principale vengono regolate la coppia del motore e la potenza. L'iniezione principale avviene a poca distanza dalla preiniezione. Grazie ad una pressione di iniezione che può arrivare fino a 2000 bar si ottiene una nebulizzazione molto fine del carburante. In rapporto al volume, le gocce di carburante formatesi sono caratterizzate da una superficie grande. In questo modo viene da una parte incrementata la velocità del processo di combustione e dall'altra parte ridotta la dimensione del particolato contenuto nelle emissioni. Postiniezione La centralina di comando CDI attiva fino a due postiniezioni che hanno luogo al termine dell'iniezione principale. La prima postiniezione serve ad aumentare la temperatura dei gas di scarico per favorire il processo di conversione delle sostanze contenute nei gas di scarico nel catalizzatore ossidante. La seconda postiniezione ha luogo in funzione dello stato di riempimento del filtro per il particolato diesel (DPF). In questo modo la temperatura dei gas di scarico viene ulteriormente aumentata e viene attivato il processo di rigenerazione nel DPF. Il materiale particolato contenuto nei gas di scarico viene combusto a posteriori. Sistema di iniezione CDI 1 Elemento termico carburante 2 Filtro carburante 3 Rail 4 Sensore di pressione del rail 5 Tubazione di mandata 6 Iniettore piezoelettrico 7 Pompa di alta pressione 8 Valvola di regolazione della portata 9 Valvola di regolazione pressione 18 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

20 Correzione della quantità di iniezione L'attrito durante l'apertura e la chiusura degli iniettori piezoelettrici determina l'usura della sede dell'ago dell'iniettore. Ne consegue una variazione della quantità di iniezione con l'aumentare del tempo di funzionamento la quale viene compensata tramite un'opportuna correzione della durata di attivazione. Formazione della miscela Calibratura della quantità zero Per contrastare la variazione della quantità di iniezione è possibile correggere la durata di attivazione degli iniettori di carburante tramite la cosiddetta calibratura della quantità zero. Nel motore 651 con sistema di iniezione Delphi, la correzione avviene con l'ausilio dei due sensori di battito in testa. Sistemi parziali La correzione della quantità di iniezione si suddivide nel modo seguente: Calibratura della quantità zero Correzione della quantità dell'iniezione principale Sono necessari i seguenti presupposti per il funzionamento: N. di giri motore tra 1000 e / min Fase di rilascio o esercizio di marcia maggiore a zero Temperatura olio motore superiore a 80 C Durante il funzionamento del motore o nella fase di rilascio viene calibrata una quantità di preiniezione per ogni singolo cilindro ad intervalli di tempo predefiniti. Partendo dalla durata di attivazione più corta possibile, la durata di attivazione viene aumentata sino a quando la centralina di comando CDI riceve un segnale da entrambi i sensori di battito in testa. La differenza tra la durata di attivazione rilevata e quella nominale viene utilizzata per la correzione della quantità di iniezione. Correzione della quantità dell'iniezione principale Questa funzione corregge la quantità dell'iniezione principale tramite la sonda lambda a monte del catalizzatore. La quantità di iniezione viene modificata fino a raggiungere il valore nominale lambda memorizzato nella centralina di comando CDI. Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 19

21 Sistemi parziali Formazione della miscela 20 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

22 Schema di funzionamento Common Rail Direct Injection (CDI) - Regolazione dell'iniezione B2 / 5 Misuratore massa d'aria a film caldo B2 / 5b1 Sensore di temperatura aria aspirata B4 / 6 Sensore di pressione del rail B5 / 1 Sensore della pressione di sovralimentazione B11 / 4 Sensore di temperatura liquido di raffreddamento B14 Sensore della temperatura esterna B17 / 8 Sensore di temperatura aria di sovralimentazione B19 / 9 Sensore di temperatura a monte del filtro per il particolato diesel B19 / 11 Sensore di temperatura a monte del turbocompressore a gas di scarico B28 / 8 Sensore della differenza di pressione DPF B37 Sensore del pedale dell'acceleratore B50 Sensore di temperatura carburante G1 Batteria rete di bordo G3 / 2 Sonda lambda a monte del catalizzatore L5 Sensore di posizione albero motore N3 / 9 Centralina di comando CDI Y76 / 1 Iniettore di carburante cilindro 1 Y76 / 2 Iniettore di carburante cilindro 2 Y76 / 3 Iniettore di carburante cilindro 3 Y76 / 4 Iniettore di carburante cilindro 4 1 Iniettori di carburante, attivazione 2 Sensore di temperatura carburante, segnale 3 Sensore del pedale dell'acceleratore, segnale 4 Tensione della batteria, segnale 5 Sensore di temperatura aria di sovralimentazione, segnale 6 Sensore della pressione di sovralimentazione, segnale 7 Sensore di temperatura a monte del DPF, segnale 8 Sensore di temperatura liquido di raffreddamento, segnale 9 Sensore di posizione albero motore, segnale 10 Sensore di pressione del rail, segnale 11 Sensore della differenza di pressione DPF, segnale 12 Sensore di temperatura aria aspirata, segnale 13 Misuratore della massa d'aria a film caldo, segnale 14 Sensore di temperatura a monte del turbocompressore a gas di scarico, segnale 15 Sonda lambda, segnale 16 Sensore della temperatura esterna, segnale 17 Sensore temperatura olio, segnale B1 Sensore temperatura olio Formazione della miscela Sistemi parziali Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 21

23 Sistemi parziali Sistema di preriscaldamento Sistema di preriscaldamento per avviamento rapido Il sistema di preriscaldamento per avviamento rapido a comando elettronico consiste in uno stadio finale di incandescenza e quattro candelette ad incandescenza ceramiche. Il sistema di preriscaldamento per avviamento rapido consente, in presenza di una temperatura elevata del liquido di raffreddamento, un immediato avviamento del motore senza preincandescenza. Per migliorare le caratteristiche di avviamento a freddo e della fase di riscaldamento del motore viene effettuato un graduale postriscaldamento tramite la temperatura di incandescenza regolabile. A tale scopo, la centralina di comando CDI regola, attraverso lo stadio finale di incandescenza, la tensione sulle candelette ad incandescenza in funzione del tempo e della temperatura. Ne risultano i seguenti vantaggi: periodo di preriscaldamento breve minimo stabile ridotta emissione di sostanze nocive nei gas di scarico buon comportamento di risposta temperatura di incandescenza regolabile Preriscaldamento Il preriscaldamento riscalda le camere di combustione del motore in modo da raggiungere la temperatura necessaria all'accensione della miscela carburantearia. La centralina di comando CDI valuta dapprima la temperatura dell'olio motore e attiva quindi, in funzione della temperatura del liquido di raffreddamento, lo stadio finale di incandescenza attraverso il LIN motore (LIN C1). Condizione preliminare per il preriscaldamento è una temperatura del liquido di raffreddamento inferiore a 30 C. Riscaldamento di preparazione all'avviamento Il riscaldamento di preparazione all'avviamento mette a disposizione una temperatura sufficientemente elevata dopo il preriscaldamento e fino all'avviamento definitivo del motore. A tal fine le candelette ad incandescenza vengono opportunamente attivate dallo stadio finale di incandescenza. Quando viene raggiunta la temperatura di preparazione all'avviamento di 1250 C della candeletta ad incandescenza, la spia di controllo preriscaldamento si spegne. Riscaldamento all'avviamento Il riscaldamento all'avviamento stabilizza il n. di giri all'avviamento del motore. Quando la centralina di comando CDI riceve l'informazione "mors. 50 ON" dalla centralina di comando blocchetto di accensione elettronico, lo stadio finale di incandescenza attiva le candelette ad incandescenza attraverso il LIN motore e supporta in questo modo le prime corse utili e l'aumento del n. di giri del motore. Postriscaldamento Il postriscaldamento migliora il funzionamento del motore dopo l'avviamento a freddo e le caratteristiche della fase di riscaldamento del motore. La centralina di comando CDI valuta la temperatura dell'olio motore e attiva dopo l'avviamento del motore le candelette ad incandescenza attraverso lo stadio finale di incandescenza. Il postriscaldamento termina quando la temperatura del liquido di raffreddamento ha raggiunto un valore predefinito. i Avvertenza Se si verifica un guasto nell'impianto di preriscaldamento, alle candelette ad incandescenza o ai cavi, tale condizione viene segnalata dalla spia di controllo preriscaldamento e inoltre registrata nella centralina di comando CDI. 22 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

24 Riscaldamento di diagnosi Questa funzione serve alla diagnosi dei diversi circuiti elettrici di riscaldamento. Le candelette ad incandescenza vengono alimentate con corrente elettrica fino a raggiungere un livello di temperatura basso, il che consente di individuare guasti nel sistema e registrarli nella memoria guasti della centralina di comando CDI. Il riscaldamento di diagnosi viene utilizzato per la ricerca guasti, per poter effettuare un controllo del sistema indipendentemente dalla temperatura dell'olio motore. Il riscaldamento di diagnosi viene inoltre effettuato autonomamente dal sistema quando l'impianto di preriscaldamento non è stato attivo per un tempo prolungato (ad es. non è stato attivato alcun processo di preriscaldamento a causa di temperature elevate del liquido di raffreddamento). Riscaldamento filtro per il particolato diesel Sistema di preriscaldamento Riscaldamento di emergenza Qualora si verifichi un problema nella comunicazione attraverso il bus Local Interconnect Network (LIN) (ad es. in caso di interruzione o cortocircuito), viene attivata la funzione di riscaldamento di emergenza per 180 s. Anche se la comunicazione durante il processo di incandescenza viene a mancare per più di 250 ms, la funzione di riscaldamento di emergenza viene attivata per 180 s. Per la durata di incandescenza e la tensione di incandescenza si ricorre a valori sostitutivi. Spia di controllo preriscaldamento La spia di controllo preriscaldamento nello strumento combinato è accesa durante il processo di incandescenza o segnala un guasto nel sistema di preriscaldamento. Sistemi parziali Il riscaldamento filtro per il particolato diesel (DPF) viene utilizzato solo durante la rigenerazione del DPF per consentire l'aumento del carico e la stabilizzazione della combustione. Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 23

25 Sistemi parziali Sistema di preriscaldamento Schema di funzionamento Common Rail Direct Injection (CDI) - Preriscaldamento 6 Morsetto 61, stato 1 Morsetto 50, stato 2 Sensore temperatura olio, segnale 3 Preriscaldamento, richiesta 4 Candelette ad incandescenza, attivazione 5 Spia di controllo preriscaldamento, attivazione A1 Strumento combinato A1e16 Spia di controllo preriscaldamento A8 / 1 Chiave trasmittente B1 Sensore temperatura olio G2 Alternatore N3 / 9 Centralina di comando CDI N14 / 3 Stadio finale di incandescenza N73 Centralina di comando blocchetto di accensione elettronico R9 / 1 Candeletta ad incandescenza cilindro 1 R9 / 2 Candeletta ad incandescenza cilindro 2 R9 / 3 Candeletta ad incandescenza cilindro 3 R9 / 4 Candeletta ad incandescenza cilindro 4 CAN E CAN autotelaio LIN C1 LIN motore 24 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

26 Esclusione del condotto di immissione L'esclusione del condotto di immissione (EKAS) assicura, attraverso il tubo distributore aria di sovralimentazione, il miglior rapporto possibile tra turbolenza e massa d'aria in tutte le condizioni di carico del motore e di conseguenza un rendimento volumetrico ottimale. In questo modo vengono ottimizzate sia la composizione dei gas di scarico che la potenza del motore. Esclusione del condotto di immissione A causa del passaggio di una maggiore quantità di aria aumenta anche la velocità di flusso, il che fa sì che vi sia una turbolenza ottimale della miscela di aria. Tale condizione a sua volta migliora le caratteristiche della combustione e diminuisce la quantità di particolato contenuto nei gas di scarico nelle fasce superiori del n. di giri e del carico. Sistemi parziali Principio di funzionamento Nel tubo distributore aria di sovralimentazione sono predisposti per ciascun cilindro rispettivamente un canale di immissione tangenziale sempre aperto ed un canale di immissione elicoidale con comando a farfalle. Le farfalle sono collegate tra di loro per mezzo di un albero e la loro posizione viene regolata dalla centralina di comando CDI sulla base di una mappatura. In presenza di un guasto o in caso di un'interruzione della tensione di alimentazione, le farfalle nei canali di immissione elicoidali vengono aperte in via meccanica tramite la molla di richiamo. Nella fascia inferiore del n. di giri e del carico, i canali di immissione elicoidali vengono chiusi dalle farfalle e grazie ai canali di immissione tangenziali si ottiene un'elevata turbolenza dell'aria. Durante il passaggio da carico parziale a pieno carico, le farfalle nei canali di immissione elicoidali vengono aperti sulla base di una mappatura. Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 25

27 Sistemi parziali Sovralimentazione Generalità Nel motore 651 la sovralimentazione è del tipo bistadio a due turbocompressori. A seconda della relativa fase di esercizio, questo metodo, tramite l'interazione tra un turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione (compressore HD) ed un turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione (compressore ND), fornisce al motore la necessaria pressione di sovralimentazione per aumentare la carica dei cilindri e di conseguenza la potenza e la coppia del motore. Nella sovralimentazione con turbocompressore a gas di scarico, l'energia cinetica dei gas di scarico viene utilizzata per l'azionamento delle due turbine dell'aria di sovralimentazione. La pressione di sovralimentazione viene regolata tramite la valvola di regolazione della pressione di sovralimentazione (LRK), il waste-gate e la valvola bypass dell'aria di sovralimentazione. Il relativo controllo avviene sulla base di una mappatura tenendo conto della richiesta di coppia del motore. Svolgimento della funzione di regolazione della pressione di sovralimentazione Per rendere più chiaro e comprensibile il principio di funzionamento della sovralimentazione bistadio a due turbocompressori a gas di scarico sono stati scelti tre diversi stati nell'esercizio a pieno carico. In base a questi stati sarà quindi spiegato ed illustrato lo svolgimento preciso. Vengono descritti i seguenti stati della regolazione della pressione di sovralimentazione: Esercizio a pieno carico fino a / min Esercizio a pieno carico tra 1200 e / min Esercizio a pieno carico a partire da / min Turbocompressore a gas di scarico 1 Capsula a depressione 2 Immissione gas di scarico 3 Bypass 4 Raccordo flessibile aria di sovralimentazione 5 Compressore HD 6 Immissione aria di sovralimentazione 7 Compressore ND 8 Uscita gas di scarico 26 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

28 Regolazione della pressione di sovralimentazione nell'esercizio a pieno carico fino a / min Fino ad un n. di giri motore di / min nell'esercizio a pieno carico, la valvola di regolazione della pressione di sovralimentazione (LRK) è quasi completamente chiusa. In questa condizione l'intero flusso dei gas di scarico fluisce attraverso la girante turbina del turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione (compressore HD) alla girante turbina del turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione (compressore ND) e quindi nell'impianto di scarico. La maggior parte dell'energia cinetica dei gas di scarico agisce sulla girante turbina del compressore HD il quale genera quindi la quota principale della pressione di sovralimentazione necessaria. Ciò determina, nonostante il flusso dei gas di scarico piuttosto scarso, uno sviluppo rapido e consistente della pressione di sovralimentazione. Sovralimentazione La parte restante dell'energia cinetica dei gas di scarico agisce sulla girante turbina del compressore ND che aziona la girante del compressore tramite l'albero turbina. Di conseguenza il compressore ND non agisce come freno idrodinamico. Il waste-gate e la valvola bypass dell'aria di sovralimentazione sono chiusi in questo stato di esercizio. Sistemi parziali Rappresentazione schematica della regolazione della pressione di sovralimentazione nell'esercizio a pieno carico fino a / min A Aria di aspirazione 3 Valvola di regolazione della pressione 8 Attuatore della valvola a farfalla B Flusso dei gas di scarico di sovralimentazione (LRK) 9 Collettore di aspirazione 4 Waste-gate 10 Collettore dei gas di scarico 1 Turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione 5 Valvola bypass aria di sovralimentazione 11 Preradiatore ricircolo gas di scarico (AGR) 2 Turbocompressore a gas di scarico a 6 Filtro dell'aria 12 Attuatore AGR bassa pressione 7 Intercooler 13 Radiatore AGR 14 Valvola bypass AGR Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 27

29 Sistemi parziali Sovralimentazione Regolazione della pressione di sovralimentazione nell'esercizio a pieno carico tra 1200 e / min A partire da un n. di giri del motore di / min nell'esercizio a pieno carico viene aperta la valvola di regolazione della pressione di sovralimentazione (LRK) nel campo di lavoro (sezione di apertura) dal 5% al 95%, in funzione della pressione di sovralimentazione necessaria. L'inserimento del compressore ND si svolge in modo progressivo tramite la crescente sezione di apertura della LRK che determina il flusso di una quantità sempre maggiore di gas di scarico. Durante questa operazione l'aria depurata viene ulteriormente precompressa. In questa condizione le funzioni dei due compressori si integrano quindi ed essi forniscono insieme la pressione di sovralimentazione necessaria. Il waste-gate e la valvola bypass dell'aria di sovralimentazione sono chiusi in questo stato di esercizio. Rappresentazione schematica della regolazione della pressione di sovralimentazione nell'esercizio a pieno carico tra 1200 e / min A Aria di aspirazione 3 Valvola di regolazione della pressione 8 Attuatore della valvola a farfalla B Flusso dei gas di scarico di sovralimentazione (LRK) 9 Collettore di aspirazione 4 Waste-gate 10 Collettore dei gas di scarico 1 Turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione 5 Valvola bypass aria di sovralimentazione 11 Preradiatore ricircolo gas di scarico (AGR) 2 Turbocompressore a gas di scarico a 6 Filtro dell'aria 12 Attuatore AGR bassa pressione 7 Intercooler 13 Radiatore AGR 14 Valvola bypass AGR 28 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

30 Regolazione della pressione di sovralimentazione nell'esercizio a pieno carico a partire da / min A partire da un n. di giri motore di / min la LRK è completamente aperta. Di conseguenza quasi l'intero flusso massico dei gas di scarico viene addotto, con perdite solo minime, attraverso il canale di bypass alla turbina ND e la contropressione allo scarico viene limitata. In questa fase il compressore HD non contribuisce più all'aumento della pressione di sovralimentazione. Il compressore HD ha raggiunto la sua linea di saturazione. Ciò significa che non è più in grado di generare pressione di sovralimentazione e in caso di un'ulteriore carica provocherebbe una consistente caduta del n. di giri della turbina. Sovralimentazione Per evitare una perdita di pressione ed un ulteriore riscaldamento dell'aria di sovralimentazione durante il passaggio attraverso il compressore HD viene quindi aperta la valvola bypass aria di sovralimentazione, in modo che gran parte del flusso d'aria viene addotta all'intercooler attraverso il percorso diretto, con perdite solo minime. Attraverso il waste-gate, il rendimento della turbina ND viene regolato all'interno della mappatura del motore in funzione del fabbisogno dipendente dalla relativa condizione di carico. A seconda della condizione di carico, il compressore HD è quindi in grado di generare un'elevata pressione di sovralimentazione in presenza di regimi bassi e di evitare un sovraccarico del compressore ND in presenza di regimi elevati. Sistemi parziali Rappresentazione schematica della regolazione della pressione di sovralimentazione nell'esercizio a pieno carico a partire da 2800 / min A Aria di aspirazione 3 Valvola di regolazione della pressione 8 Attuatore della valvola a farfalla B Flusso dei gas di scarico di sovralimentazione (LRK) 9 Collettore di aspirazione 4 Waste-gate 10 Collettore dei gas di scarico 1 Turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione 5 Valvola bypass aria di sovralimentazione 11 Preradiatore ricircolo gas di scarico (AGR) 2 Turbocompressore a gas di scarico a 6 Filtro dell'aria 12 Attuatore AGR bassa pressione 7 Intercooler 13 Radiatore AGR 14 Valvola bypass AGR Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 29

31 Sistemi parziali Ricircolo dei gas di scarico Generalità L'impianto di scarico assicura il rispetto dei valori limite prescritti dal legislatore per le emissioni di sostanze nocive nei gas di scarico. Il sistema di convogliamento dei gas di scarico del motore 651 combina due tecnologie per la riduzione delle emissioni di sostanze nocive. Tramite il ricircolo dei gas di scarico (AGR) vengono ridotte le emissioni di ossidi di azoto (NO x ) e tramite la depurazione dei gas di scarico vengono ridotte le emissioni di idrocarburi (HC) e di materiale particolato. Ricircolo dei gas di scarico Con il ricircolo dei gas di scarico (AGR), una parte del flusso dei gas di scarico viene nuovamente immessa nell'aria di sovralimentazione attraverso il percorso AGR. Grazie al ricircolo dei gas di scarico diminuiscono sia la temperatura di combustione che la percentuale di ossigeno in eccesso (O 2 ). La misura riduce la formazione di NO x durante la combustione. Inoltre, per effetto della mancanza di ossigeno, diminuiscono sia la velocità della combustione che il flusso dei gas di scarico verso il catalizzatore ossidante. Il gas di scarico messo in ricircolo fluisce dapprima attraverso un preradiatore per giungere poi nel percorso AGR vero e proprio. Tramite l'attuatore AGR viene regolata la quantità di gas di scarico messa in ricircolo. Per aumentare ulteriormente il rendimento, il gas di scarico, a seconda del diagramma caratteristico, viene convogliato attraverso il radiatore AGR e quindi ulteriormente raffreddato. Se la temperatura dei gas di scarico in ingresso è troppo bassa, una valvola bypass chiude il tratto che porta al radiatore AGR e i gas di scarico vengono convogliati direttamente verso il tubo distributore dell'aria di sovralimentazione. La valvola bypass AGR viene attivata dalla centralina di comando CDI tramite una capsula a depressione. Se una parte dei gas di scarico viene convogliata bypassando il radiatore AGR, le camere di combustione nella fascia inferiore di carico vengono riscaldate più rapidamente. In questo modo il gas di scarico contiene quantità minori di monossido di carbonio (CO) e di idrocarburi (HC). Nella fascia superiore del carico, i gas di scarico vengono convogliati attraverso il radiatore AGR e quindi raffreddati. Di conseguenza diminuisce la quantità di ossidi di azoto (NO x ) nei gas di scarico. 30 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

32 Ricircolo dei gas di scarico Schema di funzionamento Common Rail Direct Injection (CDI) - Ricircolo dei gas di scarico 1 Misuratore della massa d'aria a film caldo, segnale 2 Sensore della pressione di sovralimentazione, segnale 3 Sensore di temperatura ricircolo gas di scarico, segnale 4 Sensore di temperatura aria di sovralimentazione, segnale 5 Valvola di commutazione bypass radiatore gas di scarico di ricircolo, attivazione 6 Sensore di pressione a valle del filtro aria, segnale 7 Sensore del pedale dell'acceleratore, segnale 8 Sensore di posizione albero motore, segnale 9 Attuatore ricircolo gas di scarico, attivazione L5 Sensore di posizione albero motore N3 / 9 Centralina di comando CDI Y27 / 9 Attuatore ricircolo gas di scarico Y85 Valvola di commutazione bypass radiatore gas di scarico di ricircolo Sistemi parziali B2 / 5 Misuratore massa d'aria a film caldo B5 / 1 Sensore della pressione di sovralimentazione B16 / 14 Sensore di temperatura ricircolo gas di scarico B 17 / 8 Sensore di temperatura aria di sovralimentazione B28 / 5 Sensore di pressione a valle del filtro aria B37 Sensore del pedale dell'acceleratore Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 31

33 Sistemi parziali Impianto di scarico Depurazione dei gas di scarico Il sistema di depurazione dei gas di scarico filtra gran parte delle sostanze nocive residue ancora presenti nei gas di scarico. Il sistema è costituito dalla già nota combinazione di catalizzatore ossidante e filtro per il particolato diesel (DPF). Come integrazione del ricircolo gas di scarico, nella depurazione dei gas di scarico vengono trattenuti i seguenti agenti inquinanti e ridotti tramite un apposito post-trattamento: Ossidi di azoto (NO X ) Idrocarburi (HC) Monossido di carbonio (CO) Particelle di sostanze nocive e fuliggine Svolgimento della funzione di depurazione dei gas di scarico I gas di scarico espulsi dal motore vengono depurati in un catalizzatore ossidante ed un filtro per il particolato diesel (DPF). Il catalizzatore ossidante provvede alla diminuzione degli idrocarburi (HC) e del monossido di carbonio (CO) e, tramite una post-combustione, produce l'energia termica necessaria per la fase di rigenerazione DPF. Il DPF è costituito da un corpo filtrante ceramico a nido d'ape in carburo di silicio rivestito di platino. Il gas di scarico predepurato nel catalizzatore ossidante affluisce nei canali aperti sul lato anteriore del DPF e attraverso le pareti filtranti porose del corpo filtrante a nido d'ape giunge nei canali aperti sul lato posteriore. Le particelle di fuliggine vengono trattenute nel corpo filtrante a nido d'ape del DPF. Dopodiché il gas di scarico depurato e filtrato viene eliminato attraverso l'impianto di scarico. Funzionamento catalizzatore ossidante (rappresentazione schematica) 1 Corpo portante 2 Stuoia di supporto 3 Involucro 111 / 4 Monolito ceramico 113 / 4 Strato portante (wash-coat) CO Monossido di carbonio CO 2 Biossido di carbonio HC Idrocarburi H 2 O Acqua N 2 Azoto NO 2 Biossido di azoto 32 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

34 Rigenerazione del DPF Il sensore della differenza di pressione DPF segnala alla centralina di comando CDI lo stato di riempimento del DPF. Quando il caricamento con materiale particolato diventa eccessivo e supera un valore limite memorizzato nel diagramma caratteristico, la centralina di comando CDI, in presenza di una condizione di carico idonea, avvia la fase di rigenerazione. La rigenerazione avviene tramite un aumento periodico della temperatura dei gas di scarico. Durante questo processo le particelle di fuliggine depositatesi nel filtro vengono bruciate e trasformate prevalentemente in biossido di carbonio (C0 2 ). La riduzione del materiale particolato è del 99% circa. La cenere residua formatasi rimane nel DPF. Impianto di scarico I tempi di rigenerazione dipendono dalla temperatura e si riducono notevolmente con una temperatura crescente dei gas di scarico. Le seguenti misure vengono utilizzate per aumentare la temperatura dei gas di scarico: postiniezione ricircolo gas di scarico con esclusione del condotto dell'aria aspirata riscaldamento DPF Durante la rigenerazione, la temperatura dei gas di scarico viene sorvegliata dal sensore di temperatura a monte del turbocompressore a gas di scarico e dal sensore di temperatura a monte del DPF. Sistemi parziali i Avvertenza In caso di frequenti tragitti brevi, una eventuale rigenerazione interrotta del DPF viene distribuita su diversi cicli di marcia. Di conseguenza le fasi di riscaldamento fino al raggiungimento della necessaria temperatura di rigenerazione sono più frequenti. Il processo di rigenerazione si svolge senza che il cliente se ne accorga. i Avvertenza Se il riempimento del DPF con ceneri è eccessivo, la spia di controllo diagnosi motore nello strumento combinato segnala la necessità di effettuare la manutenzione del DPF. Al termine della rigenerazione, la centralina di comando CDI rileva la differenza di pressione misurata dal sensore della differenza di pressione DPF e la confronta con un valore di riferimento. In base al risultato di questo confronto, la centralina di comando CDI rileva il caricamento del filtro per il particolato diesel con la cenere residua. Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 33

35 Componenti del sistema Centralina di comando CDI Centralina di comando CDI (N3 / 9) La centralina di comando CDI è disposta sulla scatola del filtro dell'aria e sul lato inferiore è dotata di alette di raffreddamento le quali sporgono all'interno della scatola del filtro dell'aria e vengono raffreddate dall'aria aspirata. La funzione della centralina di comando CDI si suddivide nei seguenti compiti parziali: Regolazione della coppia del motore Regolazione dell'iniezione Sovralimentazione Disinserimento alimentazione in fase di rilascio Gestione termica Ricircolo dei gas di scarico (AGR) Depurazione dei gas di scarico La centralina di comando CDI funge da interfaccia tra il CAN motore (CAN C) e il CAN autotelaio (CAN E). Per la sorveglianza di tutti i componenti del sistema e di tutte le funzioni, la gestione del motore dispone di una memoria guasti e di efficaci funzionalità di diagnosi. Queste ultime riguardano i seguenti aspetti: Controllo della memoria guasti Diagnosi gestione motore Diagnosi on-board, standard europeo (EOBD) Diagnosi tramite il bus CAN Diagnosi tramite il cavo K Centralina di comando CDI 1 Centralina di comando CDI 2 Alette di raffreddamento 3 Scatola del filtro dell'aria 4 Filtro dell'aria 34 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

36 Alternatore (G2) In funzione del consumo di corrente elettrica o rispettivamente dello stato di carica della batteria, l'alternatore regola la tensione di carica. Attraverso l'interfaccia alternatore la centralina di comando CDI comanda la potenza dell'alternatore. In questo modo si riducono ad es. il n. di giri al minimo del motore e le emissioni di sostanze nocive nei gas di scarico. L'alternatore è in grado di riconoscere diversi guasti che segnala alla centralina di comando CDI. La comunicazione tra la centralina di comando CDI e l'alternatore si svolge attraverso il bus Local Interconnect Network (LIN). Alternatore Componenti del sistema Alternatore i Avvertenza Durante il controllo della tensione di regolazione si deve applicare un carico alla batteria rete di bordo tramite un tester per batterie. Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 35

37 Componenti del sistema Pompa di alta pressione La pompa di alta pressione a 2 pistoni è disposta sul lato sinistro del basamento sul lato di trasmissione moto. La pompa di alta pressione provvede alla compressione del carburante e alla generazione della pressione necessaria del rail. La ruota dentata della pompa di alta pressione viene azionata dalla trasmissione ad ingranaggi con metà del n. di giri dell'albero motore. Tramite un dispositivo di trascinamento a denti multipli la coppia viene trasmessa sull'albero della pompa di alta pressione. Pompa di alta pressione 1 Ritorno 2 Valvola di regolazione della portata 3 Mandata 4 Sensore di temperatura del carburante 5 Ruota dentata 6 Dispositivo di trascinamento a denti multipli i Avvertenza Le tubazioni di alta pressione tra la pompa di alta pressione, il rail e gli iniettori piezoelettrici possono essere utilizzate solo una volta. 36 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

38 Lato di alta pressione Mediante la camma a disco (2), l'albero ad eccentrico (3) provoca il moto ascendente e discendente dei pistoni (6) rispetto alle rispettive molle (7). Ciò consente il riempimento del pistone (figura A) e la conseguente compressione del carburante. Riempimento del pistone Il pistone viene spinto in basso dalla molla pistone caricata (7). Il carburante convogliato giunge nel canale anulare e quindi, attraverso una valvola (9), nel cilindro. Durante questa operazione deve essere esercitata una forza predefinita per contrastare la molla valvola (5). La valvola a sfera (8) impedisce il riflusso del carburante dal canale di alta pressione (1) nei pompanti. Pompa di alta pressione Generazione dell'alta pressione Il pistone viene spostato verso l'alto a causa del movimento dell'albero ad eccentrico. Di conseguenza il carburante viene compresso (figura B). La valvola separa il volume di portata dalla tubazione di mandata del carburante. Quando la pressione del carburante nel cilindro supera la pressione presente nel sistema di alta pressione, la valvola a sfera apre e il carburante fluisce nel sistema di alta pressione. Componenti del sistema Rappresentazione schematica 1 Canale di alta pressione 2 Camma a disco 3 Albero ad eccentrico 4 Mandata del carburante verso gli elementi di alta pressione 5 Molla valvola 6 Pistone 7 Molla pistone 8 Valvola a sfera 9 Valvola A B Riempimento del pistone Generazione dell'alta pressione Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 37

39 Componenti del sistema Rail Rail Il rail è disposto a sinistra della testata ed accumula il carburante con la corrispondente pressione di iniezione. Inoltre il volume di carburante accumulato funge da ammortizzatore delle onde di pressione generate dalle pulsazioni dell'alimentazione di carburante della pompa di alta pressione e dal prelievo di carburante, a tratti elevato, durante l'iniezione. Il rail svolge le seguenti funzioni: Sensore di pressione del rail (B4 / 6) Il sensore di pressione del rail è avvitato direttamente nel rail e rileva la pressione attuale del rail. La pressione del rail deforma una membrana di misurazione con estensimetri a resistenza. Le conseguenti variazioni della resistenza provocano, a loro volta, variazioni di tensione che vengono valutate dalla centralina di comando CDI. Serbatoio di accumulo ad alta pressione Ripartizione del carburante agli iniettori piezoelettrici Regolazione della pressione tramite la valvola di regolazione pressione e il sensore di pressione del rail Rail e sensore di pressione del rail 1 Valvola di regolazione pressione 2 Rail 3 Sensore di pressione del rail 38 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

40 Valvola di regolazione pressione (Y74) La valvola di regolazione pressione è avvitata nel rail sul lato di trasmissione moto. Quando non attivata, la valvola di regolazione pressione è aperta per effetto di una forza idraulica in modo che possa aver luogo una compensazione della pressione tra il lato di alta pressione e quello di bassa pressione. Tramite un segnale a modulazione dell'ampiezza degli impulsi la centralina di comando CDI regola la corrente della bobina la quale determina una forza magnetica. Per effetto di questo processo il perno valvola viene spinto contro la sfera, generando così un equilibrio di forze rispetto al lato di alta pressione. Il carburante in eccesso defluisce attraverso il raccordo di ritorno sul rail nel serbatoio carburante. Valvole di regolazione pressione rail Valvola di regolazione della portata (Y94) La valvola di regolazione della portata è disposta direttamente sulla pompa di alta pressione. La valvola di regolazione della portata regola, in base al segnale proveniente dalla centralina di comando CDI, la quantità di carburante che attraverso un canale anulare viene addotta ai pompanti. La valvola di regolazione della portata ha i seguenti compiti: Regolazione del flusso di carburante verso i pompanti della pompa di alta pressione. Interruzione dell'alimentazione del carburante verso i pompanti della pompa di alta pressione all'arresto del motore. Componenti del sistema Valvola di regolazione pressione Valvola di regolazione della portata Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 39

41 Componenti del sistema Iniettore piezoelettrico Gli iniettori piezoelettrici (Y76) iniettano il carburante ad alta pressione nel relativo cilindro. La quantità iniettata dipende dalla durata di attivazione, dalla pressione presente e dalla velocità di apertura e chiusura dell'iniettore. A differenza degli iniettori di carburante noti finora, i nuovi iniettori piezoelettrici iniettano il carburante non in presenza di un aumento di tensione, bensì in presenza di una riduzione di tensione. Codifica I2C Con il nuovo sistema CDI del motore 651 la codifica viene estesa ad un codice I2C a 24 caratteri. La codifica I2C rende possibile una taratura ancora più precisa (quantità di iniezione e durata di iniezione) dei singoli iniettori piezoelettrici allo stato nuovo. In caso di sostituzione di un iniettore piezoelettrico, la codifica deve essere comunicata alla centralina di comando CDI tramite Star Diagnosis. Funzionamento La scarica determina l'accorciamento dell'elemento piezoelettrico. Il relativo movimento viene trasmesso mediante un convertitore percorso-alzata (modulo accoppiatore) sull'ago dell'iniettore del modulo iniettore. Di conseguenza l'ago dell'iniettore viene sollevato liberando i fori di iniezione. L'iniezione termina nel momento in cui l'elemento piezoelettrico viene nuovamente caricato dalla centralina di comando CDI. Durante la fase di carica l'elemento piezoelettrico si allunga nuovamente. L'ago dell'iniettore si abbassa e i fori di iniezione vengono richiusi. In presenza dello stato "mors. 16 OFF" e ritardo di disinserimento decorso della centralina di comando CDI, l'ago dell'iniettore viene riportato nella sua posizione originaria tramite una molla, in modo da richiudere gli iniettori. È indispensabile assicurarsi che dopo la sostituzione degli iniettori siano registrati i codici I2C corretti. Qualora la registrazione non venga eseguita oppure vengano registrati dei codici I2C non corretti, tale mancanza può dare luogo alle seguenti contestazioni: formazione di fumo funzionamento irregolare o a strappi del motore perdita di potenza rumorosità Iniettore piezoelettrico 40 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

42 Attivazione degli iniettori piezoelettrici Motore spento: accensione ON La pressione nel sistema di bassa pressione del carburante viene sviluppata. Una molla mantiene l'ago dell'iniettore nella sua sede fino alla carica ed avvenuta estensione dell'elemento piezoelettrico. Motore in moto: nessuna iniezione La pressione del rail generata è presente sull'ago dell'iniettore. L'elemento piezoelettrico dell'iniettore di carburante in questo stato è carico. Una molla mantiene l'ago dell'iniettore nella sua sede. L'iniettore è chiuso. Motore in moto: iniezione Per effetto di una scarica dell'elemento piezoelettrico quest'ultimo si accorcia. Tramite un convertitore percorso-alzata, il movimento viene trasmesso sull'ago dell'iniettore. L'ago dell'iniettore viene sollevato e libera i fori dell'iniettore. L'iniezione avviene fino alla nuova carica dell'elemento piezoelettrico da parte della centralina di comando CDI. Iniettore piezoelettrico a Attenzione, pericolo di morte! Durante il funzionamento del motore, sugli iniettori piezoelettrici è presente una tensione alta fino a 250 Volt. a Avviso Non si devono eseguire misurazioni della tensione sugli iniettori. A causa del rischio di danni al motore non si devono staccare collegamenti sul sistema di iniezione con il motore in moto. Componenti del sistema Motore in moto: fine dell'iniezione A causa dell'applicazione di tensione all'elemento piezoelettrico, quest'ultimo viene di nuovo portato nella sua posizione di partenza. Il convertitore percorso-alzata trasmette il movimento sull'ago dell'iniettore. Di conseguenza l'ago dell'iniettore viene spinto nella sua sede chiudendo i fori di iniezione. Motore spento: termine del ritardo di disinserimento della centralina di comando Il sistema di iniezione è pieno di carburante, ma senza pressione (pressione atmosferica). Una molla mantiene l'ago dell'iniettore nella sua sede. L'iniettore è chiuso e l'iniezione non ha luogo. Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 41

43 Componenti del sistema Stadio finale di incandescenza Stadio finale di incandescenza (N14 / 3) Lo stadio finale di incandescenza è disposto sulla superficie frontale della testata ed è costituito da un involucro di plastica rinforzato sul lato inferiore mediante una piastra in alluminio. Per il comando dello stadio finale di incandescenza, la centralina di comando CDI legge i seguenti parametri relativi agli stati di esercizio del motore: n. di giri carico temperatura del liquido di raffreddamento Lo stadio finale di incandescenza viene attivato dalla centralina di comando CDI attraverso Local Interconnect Network (LIN). La comunicazione di diagnosi tra lo stadio finale di incandescenza e la centralina di comando CDI si svolge tramite la stessa connessione LIN. Si distinguono i seguenti tipi di incandescenza: Preriscaldamento: per il rapido raggiungimento della temperatura di avviamento delle candelette ad incandescenza Riscaldamento di preparazione all'avviamento: assicura dopo il preriscaldamento e fino all'avviamento del motore una temperatura sufficientemente alta Riscaldamento all'avviamento: per la stabilizzazione del n. di giri all'avviamento del motore Postriscaldamento: migliora il funzionamento del motore dopo l'avviamento a freddo e le caratteristiche della fase di riscaldamento del motore Riscaldamento di diagnosi: per la diagnosi del sistema Riscaldamento per filtro per il particolato diesel (DPF): per favorire la rigenerazione Riscaldamento di emergenza: viene avviato in caso di disturbi della comunicazione attraverso il bus Local Interconnect Network (LIN) Stadio finale di incandescenza 42 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

44 Candelette ad incandescenza ceramiche (R9) Il motore 651 monta candelette ad incandescenza dotate di bulbo ceramico. Rispetto alle candelette ad incandescenza di tipo convenzionale, le candelette ad incandescenza ceramiche con ca C raggiungono una temperatura di incandescenza superiore di ca. 200 C e sono inoltre meno soggette alla riduzione della temperatura di incandescenza con l'aumentare del tempo di funzionamento. Proprietà delle candelette ad incandescenza ceramiche: ridotto consumo energetico eccellente comportamento di avviamento aumento rapido della temperatura ottima conduttività elevata temperatura di incandescenza elevata durata Candelette ad incandescenza a Rischio di danni al motore Avvertenze di sicurezza per la manipolazione di candelette ad incandescenza ceramiche: Utilizzare solo candelette ad incandescenza prelevate da imballaggi originali mai aperti. In caso di caduta la candeletta ad incandescenza non va più utilizzata. Attenzione: si possono verificare danni al motore, in quanto questo tipo di candelette ad incandescenza è molto sensibile agli urti! Si potrebbero formare incrinature capillari nell'inserto ceramico. Come conseguenza, parti dell'inserto ceramico si potrebbero staccare e cadere nella camera di combustione durante il funzionamento del motore. Manipolare le candelette ad incandescenza sempre con la massima cautela! Prima di smontare la testata si devono smontare le candelette ad incandescenza, le quali potranno essere rimontate solo dopo aver montato la testata. Componenti del sistema Candeletta ad incandescenza ceramica Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 43

45 Componenti del sistema Sensore di Hall Sensore di Hall per l'albero a camme (B6 / 1) Il sensore di Hall si trova al centro del coperchio testata sopra l'albero a camme di scarico. Un magnete permanente incorporato genera un campo magnetico nel sensore di Hall il quale viene periodicamente interrotto da un diaframma forato posizionato sull'albero a camme di scarico. Tramite l'elettronica integrata nel sensore, il campo magnetico determina la generazione di un segnale di tensione. L'elettronica converte il segnale in un segnale rettangolare che viene valutato dalla centralina di comando CDI. Insieme al segnale del sensore di posizione dell'albero motore, la centralina di comando CDI utilizza il segnale del sensore di Hall dell'albero a camme per il riconoscimento del 1 cilindro. In mancanza del segnale proveniente dal sensore di posizione dell'albero motore, il motore può essere comunque avviato in quanto la centralina di comando CDI ricorre al segnale del sensore di Hall dell'albero a camme in qualità di valore sostitutivo (funzionamento di emergenza). Sensore di Hall con albero a camme 44 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

46 Sensore di posizione per l'albero motore (L5) Il sensore di posizione è disposto sul lato di trasmissione moto a sinistra sulla flangia cambio. Il sensore di posizione dell'albero motore viene alimentato con tensione dalla centralina di comando CDI. Nel sensore di posizione dell'albero motore è incorporato un magnete permanente. Il relativo campo magnetico viene interrotto periodicamente da un diaframma forato. Per effetto del campo magnetico, nell'elettronica incorporata viene generato un impulso di tensione. L'elettronica Hall converte il segnale in un segnale rettangolare che viene trasmesso alla centralina di comando CDI. Sensore di posizione Componenti del sistema Sensore di posizione per l'albero motore 1 Sensore di posizione albero motore 2 Volano 3 Diaframma forato Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 45

47 Componenti del sistema Sensori di temperatura Sensori per basse temperature I sensori per basse temperature sono eseguiti come resistenze con coefficiente di temperatura negativo (NTC). Essi sono realizzati in materiale conduttivo (silicio). I sensori per basse temperature sono caratterizzati da una resistenza che diminuisce con l'aumento della temperatura. Le variazioni di tensione vengono trasmesse alla centralina di comando CDI dove vengono valutate. Sensori per alte temperature I sensori per alte temperature sono eseguiti come resistenze con coefficiente di temperatura positivo (PTC). Essi sono di metallo. I sensori per alte temperature sono caratterizzati da una resistenza che aumenta con l'aumento della temperatura. Le variazioni di tensione vengono trasmesse alla centralina di comando CDI dove vengono valutate. Sensore di temperatura liquido di raffreddamento (B11 / 4) Il sensore di temperatura liquido di raffreddamento è montato all'interno della scatola del termostato. Sensore di temperatura aria di sovralimentazione (B17 / 8) Il sensore di temperatura per l'aria di sovralimentazione è disposto all'interno di un involucro di plastica davanti all'attuatore della valvola a farfalla. Sensore di temperatura carburante (B50) Il sensore di temperatura rileva la temperatura del carburante che attraversa la pompa di alta pressione ed è disposto accanto al raccordo di mandata del carburante della pompa di alta pressione. Non appena la temperatura del carburante convogliato supera i 90 C vengono automaticamente ridotte sia la quantità di iniezione che la pressione del rail. Sensore di temperatura a monte del turbocompressore a gas di scarico (B19 / 11) Il sensore di temperatura si trova in corrispondenza della flangia del collettore dei gas di scarico a monte del turbocompressore, dove rileva la temperatura dei gas di scarico. In questo modo viene sorvegliata la sollecitazione termica del motore e del turbocompressore a gas di scarico. Sensore di temperatura a monte del filtro per il particolato diesel (B19 / 9) Il sensore di temperatura si trova nell'unità costruttiva a monte del filtro per il particolato diesel (DPF). Il sensore misura la temperatura dei gas di scarico e rileva inoltre la sollecitazione termica del catalizzatore ossidante. Sensore di temperatura olio (B1) Il sensore di temperatura olio rileva la temperatura dell'olio motore e si trova al di sopra della pompa di depressione nel canale dell'olio sul basamento. Sensore di temperatura aria aspirata (B2 / 5b1) Il sensore di temperatura aria aspirata è disposto nella scatola del misuratore della massa d'aria a film caldo 46 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

48 Sensori di temperatura Componenti del sistema Motore 651 con sensori di temperatura Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 47

49 Componenti del sistema Valvola di intercettazione spruzzatori d'olio Valvola di intercettazione per gli spruzzatori d'olio (Y131) La valvola di intercettazione per gli spruzzatori d'olio si trova in direzione di marcia a sinistra sul basamento. La valvola di intercettazione provvede a disinserire la mandata dell'olio verso gli spruzzatori d'olio per il raffreddamento dei cieli dei pistoni. Se non attivata, la valvola di intercettazione è aperta. Gli spruzzatori d'olio vengono disinseriti nella fase post-avviamento se è soddisfatta una delle seguenti condizioni: Temperatura olio motore superiore a -10 C e: La max durata di disinserimento (in funzione dell'aria aspirata e della temperatura olio motore) non è ancora stata raggiunta oppure: Il n. di giri motore o la quantità iniettata non hanno ancora raggiunto un valore limite predefinito Basamento con valvola di intercettazione 1 Valvola di intercettazione per gli spruzzatori d'olio 48 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

50 Interruttore per il controllo del livello dell'olio (S43) L'interruttore per il controllo del livello dell'olio è avvitato esternamente sulla parte inferiore della coppa dell'olio. Attraverso un foro di afflusso e di scarico nell'interruttore del controllo del livello dell'olio e nella coppa dell'olio, il livello dell'olio nella vaschetta del galleggiante dell'interruttore si allinea a livello dell'olio nella coppa dell'olio. Se la quantità di olio motore è sufficiente, il contatto reed è chiuso tramite il campo magnetico del magnete anulare. Quando si scende sotto il livello minimo, il contatto reed si apre. Il collegamento al contatto di massa viene interrotto e un messaggio di avvertimento viene visualizzato nello strumento combinato. Controllo livello olio Componenti del sistema Controllo del livello dell'olio 1 Interruttore controllo livello olio 2 Parte superiore della coppa dell'olio 3 Parte inferiore della coppa dell'olio i Avvertenza Grazie al volume della coppa e alla dimensione dei fori di scarico dell'interruttore di controllo del livello dell'olio è possibile compensare variazioni temporanee del livello. In questo modo si impediscono messaggi di avvertimento ingiustificati, provocati ad es. dalla marcia in curva. Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 49

51 Componenti del sistema Massa d'aria e aria aspirata Misuratore della massa d'aria a film caldo (B2 / 5) Il misuratore della massa d'aria a film caldo (HFM) è disposto nel collettore di aspirazione a valle del filtro dell'aria. L'HFM rileva l'effettivo flusso massico dell'aria con molta precisione. Nell'HFM l'elemento sensore riscaldato viene tanto più raffreddato quanto più grande è la massa d'aria di passaggio. La corrente di riscaldamento necessaria per mantenere la temperatura dell'elemento sensore serve come misura per il flusso massico dell'aria. Sensore di temperatura aria aspirata (B2 / 5b1) Il sensore di temperatura è disposto nella stessa scatola dell'hfm ed è eseguito come resistenza NTC. Un'elettronica integrata valuta i valori misurati e consente così un rilevamento preciso della quantità d'aria di passaggio. Dall'elemento sensore viene rilevata solo una parte del flusso massico dell'aria. L'intera massa d'aria che attraversa il tubo di misurazione viene rilevata sulla base di un modello di dati. Scatola del filtro dell'aria 1 Misuratore della massa d'aria a film caldo 50 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

52 Il sensore di pressione (B28 / 5) si trova sulla tubazione dell'aria depurata a valle della scatola del filtro dell'aria e provvede al rilevamento della depressione nel sistema di aspirazione dell'aria. Durante lo sviluppo della pressione dell'aria si deforma una membrana di misurazione con estensimetri a resistenza. Le conseguenti variazioni della resistenza provocano, a loro volta, variazioni di tensione che vengono valutate dalla centralina di comando CDI. Sensore di pressione a valle del filtro aria Componenti del sistema Tubazione dell'aria depurata sul filtro dell'aria 1 Sensore di pressione a valle del filtro dell'aria Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 51

53 Componenti del sistema Servomotore per esclusione condotto di immissione Il servomotore per l'esclusione del condotto di immissione (EKAS / M55) è disposto al di sopra del tubo distributore aria di sovralimentazione sul lato di trasmissione moto a sinistra. Tramite una leva di regolazione, il servomotore per l'ekas varia, a seconda dell'attivazione da parte della centralina di comando CDI, la posizione delle farfalle nei canali di immissione elicoidali del tubo distributore aria di sovralimentazione. Un potenziometro funge da sensore angolare in modo da poter effettuare un controllo tra valore nominale e valore effettivo per la posizione della leva di regolazione. In presenza di un guasto o in caso di un'interruzione della tensione di alimentazione, le farfalle nei canali di immissione elicoidali vengono aperte in via meccanica tramite la molla di richiamo. Esclusione del condotto di immissione 1 Servomotore 2 Farfalla di regolazione 3 Canale di immissione elicoidale 4 Canale di immissione tangenziale 5 Tubo distributore aria di sovralimentazione 52 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

54 Attuatore della valvola a farfalla (M16 / 6) L'attuatore della valvola a farfalla è disposto a sinistra al di sotto del collettore dell'aria di sovralimentazione sul motore. L'attuatore della valvola a farfalla viene attivato dalla centralina di comando CDI tramite un segnale a modulazione dell'ampiezza degli impulsi. L'attuatore della valvola a farfalla influenza la quantità d'aria addotta al motore e il rapporto di miscelazione tra aria di sovralimentazione e gas di scarico messo in ricircolo a valle della valvola a farfalla. All'arresto del motore la valvola a farfalla viene chiusa. Sensore della pressione di sovralimentazione (B5 / 1) Valvola a farfalla Il sensore della pressione di sovralimentazione si trova a sinistra sul motore, a valle dell'attuatore della valvola a farfalla. Durante lo sviluppo della pressione dell'aria di sovralimentazione, una membrana di misurazione si deforma di un valore predefinito e tale condizione viene elaborata sotto forma di una variazione di resistenza dalla centralina di comando CDI. Componenti del sistema Valvola a farfalla 1 Sensore della pressione di sovralimentazione 2 Valvola a farfalla 3 Attuatore della valvola a farfalla Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 53

55 Componenti del sistema Elemento termico Elemento termico per la tubazione di sfiato (R39 / 1) L'elemento termico si trova sull'estremità finale della tubazione di sfiato che è montata sulla tubazione dell'aria depurata che porta verso il turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione. Con questo elemento termico viene impedito il congelamento dello sfiato del motore. L'elemento termico consiste in un involucro di plastica con resistenza di riscaldamento integrata. In funzione della temperatura esterna, la centralina di comando CDI provvede ad inserire o disinserire l'elemento termico. Elemento termico per la tubazione di sfiato 54 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

56 Elemento termico per il preriscaldamento del carburante (R54) L'elemento termico per il preriscaldamento del carburante è disposto nella scatola del filtro carburante. Per garantire che il carburante possa scorrere attraverso le tubazioni anche in presenza di temperature esterne molto basse è disposto un elemento termico nel filtro del carburante. L'elemento termico viene alimentato elettricamente dal modulo di rilevamento del segnale e di comando (SAM). Sensore di condensa Sensore di condensa filtro carburante con elemento termico (B76 / 1) Il sensore di condensa è presente solo nei veicoli con codice U41 (separatore acqua-carburante e pacchetto di lubrificazione). Esso è inserito dall'alto nel filtro del carburante e misura il livello dell'acqua. A tal fine il sensore rileva la resistenza elettrica tra gli elettrodi nel sensore livello acqua. Finché tra gli elettrodi è presente del carburante non viene inviato alcun segnale in uscita. Se il livello dell'acqua nel filtro del carburante sale fino agli elettrodi, la resistenza diminuisce. La risultante variazione di tensione viene rilevata e trasmessa alla centralina di comando CDI. In presenza di un livello alto di acqua nel filtro del carburante, la centralina di comando CDI invia, attraverso il CAN autotelaio (CAN E) un messaggio allo strumento combinato. Componenti del sistema Sensore di condensa filtro carburante con elemento termico (codice U41) 1 Elettronica integrata 2 Elettrodo 1 3 Elettrodo 2 4 Elemento termico 5 Scatola del filtro carburante 6 Chiusura (per l'aspirazione dell'acqua) Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 55

57 Componenti del sistema Turbocompressore a gas di scarico Il turbocompressore a gas di scarico bistadio I due turbocompressori a gas di scarico si trovano a destra sul basamento, al di sotto del collettore dei gas di scarico. La sovralimentazione bistadio comprende due turbocompressori a gas di scarico di dimensioni diverse con una regolazione a bypass. La sovralimentazione bistadio consente un'erogazione continua di potenza senza il noto "turbo-lag". Ecco una panoramica dei più importanti vantaggi: Andamento marcato della coppia ad un livello elevato Aumento della potenza nominale con un contestuale abbassamento del n. di giri nominale Miglioramento dell'andamento della pressione di sovralimentazione Riduzione del consumo di carburante Riduzione delle emissioni di ossidi di azoto (NO x ) Elevato ciclo di vita e massima affidabilità Principio di funzionamento Il flusso dei gas di scarico proveniente dai cilindri fluisce dapprima nel collettore dei gas di scarico. Da lì il flusso può essere o convogliato attraverso il turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione (compressore HD) oppure, attraverso la tubazione di bypass, deviato al turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione (compressore ND). Il flusso dei gas di scarico viene addotto al compressore HD o al compressore ND a seconda della posizione della valvola di regolazione della pressione di sovralimentazione (LRK). La posizione della LRK viene regolata dalla centralina di comando CDI sulla base di una mappatura. Lo sviluppo iniziale della pressione di sovralimentazione avviene principalmente tramite il compressore HD, mentre successivamente la pressione di sovralimentazione verrà generata in misura sempre crescente dal compressore ND. Quando il compressore HD si avvicina al suo limite di rendimento, la pressione di sovralimentazione viene generata esclusivamente dal compressore ND. Viene aperta la valvola bypass aria di sovralimentazione e l'aria di sovralimentazione compressa del compressore ND viene convogliata bypassando il corpo del compressore HD. La pressione di sovralimentazione viene limitata tramite il waste-gate. i Avvertenza Le capsule a depressione e le aste di regolazione delle relative valvole e del waste-gate possono essere sostituite. In fase di montaggio delle tubazioni di depressione prestare assolutamente attenzione ai colori distintivi della tubazione di depressione e della capsula a depressione. 56 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

58 Turbocompressore a gas di scarico Sovralimentazione bistadio a due turbocompressori 108 Collettore dei gas di scarico 110 Turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione (compressore HD) 110 / 1 Girante compressore del compressore HD 110 / 2 Girante turbina del compressore HD 111 Capsula a depressione (valvola di regolazione della pressione di sovralimentazione) 121 Capsula a depressione waste-gate 122 Asta di regolazione waste-gate 123 Waste-gate 124 Capsula a depressione valvola bypass aria di sovralimentazione 125 Asta di regolazione valvola bypass aria di sovralimentazione 126 Valvola bypass aria di sovralimentazione Componenti del sistema 112 Asta di regolazione (valvola di regolazione della pressione di sovralimentazione) 113 Valvola di regolazione della pressione di sovralimentazione 120 Turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione (compressore ND) 120 / 1 Girante compressore del compressore ND 120 / 2 Girante turbina del compressore ND Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 57

59 Componenti del sistema Turbocompressore a gas di scarico Convertitore di pressione per la valvola di regolazione della pressione di sovralimentazione (Y93) Il convertitore di pressione per la valvola di regolazione della pressione di sovralimentazione è disposto sul lato posteriore sinistro, al di sopra dell'attuatore della valvola a farfalla. i Avvertenza La centralina di comando CDI invia un segnale a modulazione dell'ampiezza degli impulsi ai convertitori di pressione. Il relativo convertitore di pressione regola tramite le capsule a depressione la posizione delle valvole (sezione di apertura dal 5% al 95%). Convertitore di pressione per regolazione waste-gate (Y31 / 4) Il convertitore di pressione per la regolazione del waste-gate si trova davanti a destra sulla testata. Convertitore di pressione 58 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

60 Valvola di commutazione valvola bypass aria di sovralimentazione (Y132) La valvola di commutazione per la valvola bypass aria di sovralimentazione è disposta sul lato anteriore della testata. La posizione della valvola (sezione di apertura dal 5% al 95%) viene comandata tramite depressione. Se la valvola bypass non viene attivata, il collegamento tra il raccordo di ventilazione (atmosfera) e la capsula a depressione è ventilato. Di conseguenza la valvola bypass aria di sovralimentazione chiude il canale di bypass. Turbocompressore a gas di scarico Sensore della pressione di sovralimentazione del turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione (B5 / 4) Il sensore della pressione di sovralimentazione del turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione (compressore ND) si trova a sinistra del misuratore della massa d'aria a film caldo sulla testata. Il sensore della pressione di sovralimentazione rileva la pressione di sovralimentazione generata dal compressore ND. La pressione di sovralimentazione deforma una membrana di misurazione con estensimetri a resistenza. Le conseguenti variazioni della resistenza provocano, a loro volta, variazioni di tensione che vengono valutate dalla centralina di comando CDI. Componenti del sistema Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 59

61 Componenti del sistema Ricircolo dei gas di scarico Attuatore AGR (Y27 / 9) L'attuatore AGR è integrato a sinistra tra la valvola bypass AGR e il tubo AGR. L'attuatore AGR regola, attraverso una farfalla, la quantità dei gas di scarico di passaggio per ridurre le emissioni di ossidi di azoto (NO x ). La centralina di comando CDI attiva direttamente il servomotore dell'agr. La sezione di apertura della valvola determina la quantità di gas di scarico che viene ricondotta attraverso il tubo distributore aria di sovralimentazione nel sistema di aspirazione del motore. L'attuatore AGR è integrato nel circuito del liquido di raffreddamento del motore e di conseguenza protetto contro il sovraccarico termico. Radiatore AGR Il radiatore AGR si trova in direzione di marcia a sinistra, a valle della valvola bypass AGR. La scatola è di acciaio inossidabile e viene attraversata dal liquido di raffreddamento. A causa della diminuzione della temperatura risulta una maggiore densità nel gas di scarico senza che aumenti la quantità delle particelle di fuliggine. Di conseguenza viene alzato il tasso di ricircolo dei gas di scarico e contemporaneamente vengono ridotte le emissioni di NO x. Percorso AGR 1 Radiatore AGR 2 Valvola bypass per il radiatore AGR 3 Attuatore AGR 4 Servomotore per attuatore AGR 60 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

62 Valvola di commutazione per il bypass radiatore AGR (Y85) La valvola di commutazione è disposta a sinistra sul basamento. In funzione della temperatura dei gas di scarico viene regolata la posizione della valvola bypass radiatore AGR (aperta oppure chiusa) mediante depressione. Con la valvola bypass aperta, il gas di scarico messo in ricircolo fluisce attraverso il radiatore AGR. Allo stato di riposo, il collegamento tra il raccordo di ventilazione (atmosfera) e la capsula a depressione viene ventilato e la valvola bypass chiude il canale di bypass. Valvole di commutazione Valvola di commutazione per la pompa liquido di raffreddamento (Y133) La valvola di commutazione si trova sul lato anteriore del motore, a sinistra sull'attuatore della valvola a farfalla. Tramite la valvola di commutazione della pompa del liquido di raffreddamento viene regolata la posizione della valvola regolatrice (aperta oppure chiusa) nella pompa del liquido di raffreddamento. Quando la valvola regolatrice è aperta, il liquido di raffreddamento può circolare nel circuito del liquido di raffreddamento. Allo stato di riposo la valvola regolatrice è aperta. La pompa del liquido di raffreddamento viene disinserita all'avviamento a freddo per max 500 s se sono soddisfatte le seguenti condizioni: I valori limite memorizzati nella centralina di comando per la temperatura dell'aria aspirata e quella del liquido di raffreddamento nonché per la quantità complessiva di carburante iniettato non sono ancora stati raggiunti. Il n. di giri motore o rispettivamente la quantità iniettata non hanno superato il valore limite predefinito. Dall'apparecchiatura di controllo e di comando del climatizzatore automatico non è pervenuta alcuna richiesta di "riscaldamento". Componenti del sistema Valvola di commutazione Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 61

63 Componenti del sistema Sonda lambda La sonda lambda a banda larga (G3 / 2) è una sonda planare, vale a dire una sonda multistrato a due celle per corrente limite con cella di pompaggio ossigeno, la quale, grazie alla sua struttura modulare, integra diverse funzioni. La sonda lambda planare a banda larga comprende due sonde di tipo on / off (a salto di tensione) in biossido di zirconio (ZrO 2 ): la prima funge da cella sensore e la seconda funge da cella di pompaggio ossigeno. Principio di funzionamento della cella di pompaggio: Applicando una tensione all'elettrolita solido della sonda di tipo on / off è possibile generare un movimento degli ioni di ossigeno (corrente di pompaggio). La direzione di migrazione degli ioni dipende dalla polarità (+ / -) della tensione applicata. Principio di funzionamento della cella sensore: Entrambe le celle sono disposte in maniera tale che tra loro si forma un traferro di diffusione minimo (ca μm). Il traferro di diffusione funge da camera di misurazione ed è a contatto con il gas di scarico attraverso un'apposita apertura di immissione. Nella cella di misurazione è disposto un canale aria di riferimento che è a contatto con l'atmosfera. Poiché la conduttività della ceramica della sonda dipende dalla temperatura, la temperatura di esercizio ottimale della sonda lambda a banda larga si aggira intorno ai C circa. Tramite un elemento termico la temperatura della ceramica della sonda viene regolata costantemente ad un valore di ca. 780 C. La cella sensore funziona in base al principio della sonda di tipo on / off. Essa rileva il tasso di ossigeno residuo (O 2 ) nel gas di scarico. Struttura della sonda lambda a banda larga 1 Elemento sensore 2 Boccola isolante superiore 3 Pacchetto di tenuta 4 Involucro esterno sonda 5 Boccola isolante inferiore 6 Tubo di protezione esterno 7 Tubo di protezione interno 62 q Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema

64 Sensore della differenza di pressione sul DPF (B28 / 8) Il sensore della differenza di pressione del DPF è disposto a destra sulla testata, in corrispondenza del supporto posteriore del filtro dell'aria. Il sensore è costituito dai seguenti componenti singoli: elemento sensore di pressione elettronica per l'amplificazione del segnale Attraverso le tubazioni di pressione gas di scarico, il sensore della differenza di pressione rileva la pressione dei gas di scarico a monte e a valle del DPF e ne ricava la differenza di pressione. Questa differenza di pressione agisce sull'elemento sensore di pressione determinando la generazione di una tensione che viene trasmessa alla centralina di comando CDI. Sensori di pressione Sensore della contropressione allo scarico (B60) Il sensore si trova nella parte posteriore sinistra sul tubo AGR. Con l'applicazione di una pressione, una membrana divisoria metallica con punteria agisce sulla membrana del sensore. A causa delle resistenze dipendenti dalla pressione disposte sulla membrana del sensore, in presenza di una deviazione la resistenza si modifica. Il relativo valore viene inoltrato, sotto forma di segnale di tensione, alla centralina di comando CDI la quale ne calcola la contropressione allo scarico. L'informazione relativa alla pressione viene utilizzata dalla centralina di comando CDI per la protezione del turbocompressore a gas di scarico e del motore. Componenti del sistema Sensore della differenza di pressione Sensore della contropressione allo scarico Iniezione diretta diesel CDI per OM Descrizione del sistema q 63