Aus BS-Wiki: Wissen teilen Show Aufgabe: Die Motorsteuerung soll den Zustrom von Frischgas und die Abfuhr von Altgas so regeln, dass in den einzelnen Betriebszuständen bestimmte Abgas-, Verbrauchs- und Drehmomentanforderungen erreicht werden. Der Austausch von verbranntem Gemisch durch Frischgase im Zylinder wird auch Gaswechsel genannt. Beim Zweitaktmotor spricht man von Spülung. 'Offener Gaswechsel' Er entsteht, wenn Ein- und Auslasskanäle für einen bestimmten Zeitraum gleichzeitig offen sind, Frischgas also ins Abgas gelangen kann und umgekehrt. Bei Viertaktmotoren ist dies nur kurzzeitig bei der Ventilüberschneidung möglich. Dabei sind die Steuerzeiten und Kanäle so ausgelegt, dass Durchmischungen von Frisch- und Altgas nicht stattfinden. Häufiger kommt er bei Zweitaktmotoren vor und wirkt sich dort negativ auf Schadstoffentwicklung und Kraftstoffverbrauch aus.
Ventile öffnen und schließen die Ansaug- und Abgaskanäle so, dass möglichst wenig Frischgas in den Abgaskanal entweicht und eine gute Füllung ohne Altgase erreicht wird. Der geschlossene Gaswechsel ist typisch für den Viertaktmotor. Es gibt aber auch ventilgesteuerte Zweitaktmotoren.
Außer bei den meisten Zweitaktmotoren werden beim Hubkolbenmotor Ventile für die Motorsteuerung eingesetzt, die von einer oder mehreren Nockenwellen betätigt werden. Bei Pkw-Motoren treibt die Kurbelwelle über Zahnriemen, Steuerkette und Stirnräder bzw. Königswelle(n) die Nockenwelle(n) im Zylinderkopf an. Bei größeren Lkw-Motoren ist eine Nockenwelle in den meisten Fällen noch im Zylinderblock gelagert und wird durch Stirnräder oder Steuerkette angetrieben. Wichtig: Die Kurbelwelle hat beim Viertaktmotor gegenüber der Nockenwelle die doppelte Drehzahl, das Übersetzungsverhältnis beträgt also 2:1. Aufbau der Motorsteuerung: Der Antrieb der Motorsteuerung erfolgt von der Kurbelwelle über Zahnriemen, Rollenkette oder Zahnräder zur Nockenwelle. Die Nocken der Nockenwelle öffnen über Übertragungsorgane, z.B. Stößel, gegen die Federkraft der Ventilfedern die Ein- und Auslassventile. Durch die Federkraft der Ventilfedern werden die Ventile wieder geschlossen. Da sich ein Arbeitsspiel über vier Takte, also zwei Kurbelwellenumdrehungen erstreckt und die Ventile dabei nur einmal betätigt werden, muss die Nockenwelle mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle laufen. Das Kurbelwellenrad besitzt halb so viele Zähne wie das Nockenwellenrad.
Anordnung der Ventile. Man unterscheidet -Untengesteuerter Motor(sv-Motor, engl. side valves). Die Schließbewegung der Ventile erfolgt in Richtung UT. Unten gesteuerte Motoren haben seitlich stehende Ventile. Sie werden wegen ihrer ungünstigen Brennraumform nicht im Kraftfahrzeug verwendet. -Obengesteuerter MotorDie Schließbewegung der Ventile erfolgt in Richtung OT. Obengesteuerte Motoren haben hängende Ventile.
ohv-Motor (engl. overhead valves): Überkopfventile, im Zylinderkopf hängende Ventile; die Nockenwelle ist im Zylinderblock oder im Kurbelgehäuse angeordnet. ohc-Motor (engl. overhead camshaft): Überkopfnockenwelle; die Nockenwelle ist über dem Zylinderkopf angeordnet. dohc-Motor (engl. double overhead camshaft): Doppel-Überkopf-Nockenwelle; zwei Nockenwellen sind über dem Zylinderkopf angeordnet. cih-Motor (engl. camshaft in head). Nockenwelle ist im Zylinderkopf angeordnet.
Um den Gaswechsel im Zylinder noch zu verbessern, werden Motoren auch mit zwei oder drei Einlassventilen bei ein oder zwei Auslassventilen ausgestattet. Dreiventiler: Zwei Einlassventilen liegt ein vergrößertes Auslassventil gegenüber. Vierventiler: Sind die am meisten gebauten Motoren in der Mehrventiltechnik. Zwei häufig vergrößerte Einlassventile liegen zwei Auslassventilen gegenüber. Fünfventiler: Drei Einlassventile und zwei Auslassventile bieten ein Maximum an Durchflussquerschnitt.
Einlass- und Auslassventile dehnen sich im Betrieb je nach Temperatursteigerung und Werkstoff aus. Außerdem treten an den Übertragungsteilen der Motorsteuerung Längenänderungen durch Verschleiß auf. Damit die Einlass- und Auslassventile im allen Betriebszuständen einwandfrei schließen können, wird zwischen den Übertragungsteilen Spiel vorgesehen. Bei kaltem Motor ist das Ventilspiel im allgemeinen größer als bei warmem Motor. Das Spiel der Auslassventile ist gewöhnlich größer als das der Einlassventile, da diese wärmer werden. NockenwelleDie Nockenwelle muss die Hubbewegung der Ventile zum richtigen Zeitpunkt und in richtiger Reihenfolge durchführen und das Schließen durch die Ventilfedern ermöglichen.
1. Was versteht man unter einem obengesteuerten Motor? 2. Welche Aufgaben haben Nockenwellen? 3. Warum ist die Drehzahl der Nockenwelle nur halb so groß wie die der Kurbelwelle? 4. Welche Nockenwellenantriebe unterscheidet man? Motorsteuerungsgerät
Zündverstellung Schließwinkelsteuerung Klopfregelung Kraftstoffeinspritzung In Abhängigkeit der Signale der Sensoren für vorhandene Luftmasse, Drehzahl, Last und weiteren Korrekturfaktoren berechnet die Elektronik die notwendige Einspritzzeit und Einspritzmenge um einer Einschränkung des Kraftstoffverbrauchs, einer Verringerung der im Abgas enthaltenen Schadstoffe und um einer Erhöhung der spezifischen Motorleistung gerecht zu werden. Lambda-Regelung Leerlauf-Füllungs-Regelung Ladedruckregelung Bei Fahrzeugen mit Turbo-Aufladung wird zusätzlich durch das Steuergerät die Höhe des nötigen Ladedrucks und das notwendige Ladevolumen errechnet und durch entsprechende Fühler auf den Sollwert eingeregelt. Abgasrückführung Um die Abgasqualität zu erhöhen, wird der angesaugten Frischluft Abgas in berechneter Menge beigemischt. Service und Sicherheitsfunktionen
Dieser Artikel beschäftigt sich mit Steuergeräten für Ottomotoren (Zündung und Einspritzung). Die vergleichbare Motorsteuerung von Dieselmotoren wird unter Electronic Diesel Control behandelt. Eine Motorsteuerung (auch Motorsteuergerät; englisch Engine Control Unit, ECU) ist eine für einen bestimmten Motortyp entwickelte Elektronik (Steuergerät), welche die Steuerung, Regelung und Überwachung von Motorfunktionen übernimmt.  Frühe Motorsteuerungen waren Analogrechner, die eine elektronische Kraftstoffeinspritzung realisierten. Das erste in Serienwagen eingebaute Gerät war 1957 der Bendix Electrojector, der sich aber nicht bewährte. Bendix verkaufte das System an Bosch, die es zur Bosch-D-Jetronic weiterentwickelten. Sie wurde ab 1967 in Serienfahrzeuge eingebaut, etwa den VW 1600 LE. Moderne Motorsteuergeräte arbeiten mit digitalen Mikroprozessoren oder Mikrocontrollern. Auch Systeme mit mehreren CPUs sind durchaus üblich. Sie steuern den Zündzeitpunkt und regeln Einspritzmenge und -zeitpunkt. Dazu nutzen sie unter anderem Informationen über Temperaturen, Drehzahl, Last und Sauerstoffgehalt im Abgas, die von Sensoren gemessen werden. Der Begriff Motorsteuerung wird vor allem im Zusammenhang mit dem Ottomotor verwendet. Dabei tragen die Geräte der Robert Bosch GmbH den Markennamen Motronic.[1] Die sehr ähnliche Motorsteuerung für den Dieselmotor wird unter Electronic Diesel Control behandelt. Fahrzeuge mit Hybridantrieb haben meist je eine Steuerung für den Verbrennungsmotor und eine Steuerung für die elektrische Maschine. Bei aktuellen Verbrennungsmotoren werden mit dem Motorsteuergerät die Verbrennungsabläufe im Motor so gesteuert und kontrolliert, dass das gewünschte Motorverhalten erreicht wird. In Abhängigkeit vom Anwendungsbereich müssen unterschiedliche Anforderungen vom Motorsteuergerät erfüllt werden. Zum Beispiel die Erreichung des optimalen Wirkungsgrades bei Stationärmotoren (z. B. BHKW), größtmögliche Motorausfallsicherheit bei Flugmotoren oder Einhaltung der gültigen Abgasnorm im Automobilbereich (siehe auch: Lambdaregelung). Hierzu muss das Motorsteuergerät synchron zum innermotorischen Prozess alle Stellsignale berechnen und ausgeben. Das gilt besonders für die Luftmasse im Zylinder, die Kraftstoffeinspritzung und die Steuerung des Zündzeitpunkts bis zur Regeneration/Reinigung der Abgasanlage. Motorsteuergeräte können über 200 Anschlüsse (analoge und digitale I/O-Schnittstellen) aufweisen. Bei großen Verbrennungsmotoren können darüber hinaus auch mehrere Motorsteuergeräte nach dem Master-Slave Prinzip eingesetzt werden. Hierbei wird der erheblich größeren Anzahl an Sensoren und Aktoren Rechnung getragen (zum Beispiel für Einspritz- und Zündsystem pro Zylinder aber auch Luft- und Lambdasensoren bei mehrflutigen Systemen) Typische Eingangssignale der Motorsteuerung sind:
Weitere Eingangssignale werden durch den Fahrer erzeugt, zum Beispiel:
Typische Ausgangssignale der Motorsteuerung sind:
Diagramm zur Funktionsweise eines Fahrzeugsteuergeräts Moderne Motorsteuerungen werden mit Mikrocontrollern, wie zum Beispiel dem Infineon TriCore, realisiert. Sie können in Echtzeit die benötigten Berechnungen genügend schnell und genau anstellen. Der Mikrocontroller hat Zugriff auf internen oder externen Speicher (RAM, ROM und Flash-Speicher). Bei den üblichen Stückzahlen verwendet man zusätzlich auch ASICs um den Mikrocontroller zu entlasten. Vorteilhaft kann aber auch sein, Motorsteuerungen mit FPGAs zu ergänzen, da diese einige digitale Funktionen schneller ausführen können als der Mikrocontroller. Gleichzeitig sind FPGAs in ihrer Anwendung flexibel und können durch die Software neu konfiguriert werden. Sie sind aber nicht kostenneutral und darum bei geringen Stückzahlen sinnvoll einsetzbar. Eine Besonderheit von Motorsteuergeräten ist, dass die darauf zyklisch ablaufenden Programme nicht alle zu festen Zeitintervallen ablaufen, sondern einige auch synchron zur Motordrehzahl, bzw. zur Kurbelwellenposition, zum Beispiel zur Berechnung des Zündzeitpunkts. Charakteristisch für einen Motorsteuerungscomputer ist die integrierte Schnittstelle für analoge und digitale Eingangssignale von Sensoren und Ausgangssignale für Aktoren. Für die On-Board-Diagnose im Automobilbereich gibt es eine separate, vorgeschriebene und genormte Schnittstelle (K-Leitung), um mit geeigneten Geräten die Fehlerspeicher auslesen zu können. Das Motorsteuergerät ist über den CAN-Bus oft mit weiteren Steuergeräten, wie zum Beispiel Getriebesteuerung, Antiblockiersystem (ABS), Elektronischem Stabilitätsprogramm (ESP), Kombiinstrument und Klimaanlage im Fahrzeug oder aber mit übergeordneten SPS-Steuerungen in stationären Anwendungen vernetzt. Motorsteuergeräte sind im Automobilbereich oftmals nicht Steuerungen, sondern Regelungen, das heißt, sie haben geschlossene Regelkreise, weil der mit einem Sensor gemessene IST-Zustand mit einem berechneten SOLL-Zustand verglichen wird (Rückkopplung) und über einen Aktuator dann die Abweichung im geschlossenen Regelkreis minimiert wird. Man bezeichnet die Software in der Motorsteuerung auch als elektronisches Motormanagement. Bei stationären Anwendungen (z. B. BHKW) können Regelkreise, die nicht synchron zur Kurbelwelle arbeiten auch außerhalb der Motorsteuerung liegen. Das Motorsteuergerät ist im Fahrzeug zumeist an geschützter Stelle an der Motorspritzwand bzw. oftmals zum Innenraum eingebaut (unter dem Armaturenbrett). Ein Motorsteuergerät gehört (nach Austauschmotor und -getriebe) meist zu den teuersten Ersatzteilen eines Autos. Dies liegt vor allem daran, dass das Steuergerät unter schwierigen Betriebsbedingungen, wie zum Beispiel ein sehr großer Temperaturbereich, Vibrationen vom Motor und Erschütterungen durch den Straßenzustand sowie Über- und Unterspannung, einwandfrei funktionieren soll. Es kann oft auch im Austausch geliefert oder repariert werden. Das Motorsteuergerät ist eines der wichtigsten Steuergeräte eines Kraftfahrzeuges. Es übernimmt die notwendigen Berechnungen zum Betrieb des Motors im Fahrzeug. KraftstoffeinspritzungDie Kraftstoffeinspritzung stellt unter Berücksichtigung hinterlegter Verbrauchskennfelder die richtige Kraftstoffmenge zum richtigen Zeitpunkt sicher. Die Berechnung benötigt unter anderem die Gaspedalstellung, die Drehzahl, den Kurbelwellenwinkel, die verfügbare Verbrennungsluft und das Signal der Lambdasonde. Die Lambdaregelung soll ein passendes Verhältnis von Kraftstoff und Luft einstellen, um den 3-Wege-Katalysator optimal betreiben zu können. Ansteuerung der DrosselklappeDer frühere Bowdenzug ist heute durch das elektronische Gaspedal (E-Gas) ersetzt. Über einen Winkelgeber kann die Drosselklappenstellung an die Motorsteuerung zurückgemeldet werden. ZündungDie in einem separaten Artikel beschriebene Zündung entflammt das Luft-/Kraftstoffgemisch. LadedruckregelungWird der Motor mit einem Turbolader aufgeladen, so muss der Ladedruck geregelt werden. Dazu misst die Motorsteuerung den Ladedruck und öffnet bei Bedarf ein Ventil (Wastegate). Regelung der LeerlaufdrehzahlDie Leerlaufdrehzahlregelung passt die Luft- und Kraftstoffmenge so an, dass eine konstante Drehzahl gehalten wird. Weitere Funktionen
Commons: Engine control unit – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
|
Welche aufgabe hat die motorsteuerung
zusammenhängende Posts
Urheberrechte © © 2024 frojeostern Inc.
