Einführung neue Reihenmotoren- Generation 4-Zylinder M 270. Einführungsschrift für den Service

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1 Einführung neue Reihenmotoren- Generation 4-Zylinder M 270 Einführungsschrift für den Service

2 Mercedes-Benz Service Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 Daimler AG Technische Information und Werkstatteinrichtung (GSP/OI) D Stuttgart

3 Impressum Produkt-Portfolio Über unser vollständiges Produkt-Portfolio können Sie sich auch in unserem Internet-Portal umfassend informieren. Link: Fragen und Anregungen Haben Sie zum vorliegenden Produkt Fragen, Anregungen oder Vorschläge, schreiben Sie uns bitte. Telefax: +49-(0)18 05/ oder alternativ Adresse: Daimler AG GSP/OIS HPC R822, W002 D Stuttgart 2011 by Daimler AG Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung oder Nutzung bedarf der vorherigen schriftlichen Zustimmung der Daimler AG, Abteilung GSP/OIS, HPC R822, W002, D Stuttgart. Das gilt insbesondere für Vervielfältigung, Verbreitung, Bearbeitung, Übersetzung, Mikroverfilmung und die Einspeicherung und/oder Verarbeitung in elektronischen Systemen, einschließlich Datenbanken und Online-Diensten. Bild-Nr. des Titelbildes: P Bild-Nr. Poster: P Bestell-Nr. dieser Publikation: HLI /11

4 Inhalt Vorwort 5 Übersicht Kurzbeschreibung 6 Motoransichten 9 Motordaten-Vergleich mit Vorgängermotoren 14 CO2-Maßnahmen 16 Mechanik Kurbelgehäuse 18 Ölwanne 20 Kurbeltrieb 21 Zylinderkopf 22 Riementrieb 23 Kettentrieb und Nockenwellenverstellung 24 Verbrennung Luftversorgung 26 Unterdrucksystem 27 Aufladung 28 Einspritzsystem 32 Kraftstoffsystem 38 Abgassystem 42 Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 3

5 Inhalt Kühlung und Schmierung Motorkühlung 46 Motorschmierung 52 Elektrik und Elektronik Motorsteuerung 54 Zündsystem 58 On-Board-Diagnose OBD 60 ECO-Start-Stopp-System 62 Sonderwerkzeug Mechanik 65 Anhang Abkürzungen 68 Stichwörter 69 4 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

6 Vorwort Sehr geehrte Leserinnen und Leser, in der vorliegenden Einführungsschrift stellen wir Ihnen den neuen 4-Zylinder-Ottomotor 270 in Verbindung mit der Fahrzeug-Baureihe 246 vor. Auf diese Weise wollen wir Sie im Vorfeld der Markteinführung mit den technischen Highlights dieser neuen Motorengeneration bekannt machen. Die Broschüre soll vor allem in den Bereichen Service oder Instandhaltung / Instandsetzung sowie im After- Sales-Bereich zur Information dienen. Kenntnisse über bereits eingeführte Motoren von Mercedes-Benz setzen wir dabei voraus. Die vorliegende Einführungsschrift ist nicht als Grundlage für Reparaturen oder zur Diagnose von technischen Problemen gedacht. Hierfür stehen Ihnen weiterführende Informationen im Werkstatt-Informations-System (WIS) und Xentry Diagnostics zur Verfügung. WIS wird ständig aktualisiert. Die dort hinterlegten Informationen entsprechen immer dem neuesten technischen Stand unserer Fahrzeuge. Die Einführungsschrift stellt eine Erstinformation über die neuen Motorengeneration dar und wird als solche nicht im WIS hinterlegt. Die Inhalte dieser Broschüre werden nicht gepflegt. Nachträge sind nicht vorgesehen. Änderungen und Neuerungen veröffentlichen wir in den entsprechenden Literaturarten im WIS. Die Angaben in dieser Einführungsschrift können daher von einem neueren Stand der Informationen im WIS abweichen. Alle Angaben zu technischen Daten haben den Stand des Redaktionsschlusses im September 2011 und können daher vom Serienstand abweichen. Daimler AG Technische Information und Werkstatteinrichtung (GSP/OI) Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 5

7 6Übersicht Kurzbeschreibung Der M 270 wird ab November 2011 in den BlueEFFICIENCY-Modellen zur Markteinführung der neuen B-Klasse (Typ 246) eingesetzt. Die Motorenbaureihe M 270 verfügt über 1.6 l Hubraum und wurde für den Quereinbau entwickelt. Es gibt zwei Leistungsvarianten: 90 kw und 115 kw. Diese neue Motorenfamilie löst die sehr erfolgreichen Aggregate der Motorbaureihe M 266 ab. Die neue Direkteinspritzung kombiniert einen sehr schnellen und präzisen Injektor mit einem neuen, strahlgeführten Brennverfahren. Mit der Motorenbaureihe M 270 werden einerseits die sich weiter verschärfenden C0 2 -Grenzwerte erfüllt und andererseits hohe Drehmomente, Motorleistungen und ein besonders komfortables Geräuschund Schwingungsverhalten erreicht. Die Verwendung von flexibel einsetzbaren Technologiebausteinen ermöglicht es, Verbrauch und Rohemissionen zu reduzieren. Damit werden sowohl die weltweit unterschiedlichen Markt- und Gesetzesanforderungen erfüllt als auch die Zukunftsfähigkeit der Motorenfamilie sichergestellt. b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 Ergänzt wird das Technikportfolio durch ein Kühlmittelwärmemanagement zur Regelung des Kühlmittelkreislaufs während der Aufwärmphase. Die geregelte Flügelzellenölpumpe mit kennfeldgesteuertem zweistufigem Regeldruck ermöglicht die Versorgung der Schmier- und Kühlstellen des Motors mit deutlich niedrigerer Antriebsleistung gegenüber einer ungeregelten Pumpe. Geringes Motorgewicht im Vergleich zu anderen 4- Zylinder-Ottomotoren in diesem Segment, geringe Reibleistung und nach Bedarf geregelte Nebenaggregate sowie die serienmäßige ECO-Start-Stopp- Funktion leisten ihren Beitrag zur Energieeffizienz.

8 Die besonderen Merkmale des M 270 im Überblick: Erfüllung der EURO-5-Abgasnorm mit Zukunftspotenzial Benzin-Direkteinspritzung mit Piezo-Injektoren der neuesten Generation für das strahlgeführte Mercedes-Benz Brennverfahren Schnellschaltende Piezo-Injektoren für Mehrfacheinspritzung des Kraftstoffs Kombination der Direkteinspritzung mit einer Aufladung durch einen Abgasturbolader Ladedruckregelung über Unterdruck Kurzbeschreibung Weiterentwickelte Nockenwellenversteller für optimierte Steuerzeiten Weiterentwickelte Regelung und Optimierung des Öl- und Kühlkreislaufs durch eine geregelte Kühlmittelpumpe und eine geregelte Motorölpumpe ECO Start-Stopp-Funktion mittels anlassergestütztem Direktstart Bedarfsgerechte Mehrfunkenzündung Kurbelgehäuse aus Aluminium-Druckguss Übersicht M 270 mit 1,6 l Hubraum, Quereinbau in BR 246 P Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 7

9 8Übersicht Kurzbeschreibung M 270 DEH16LA b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 B 180 B 200 Hubraum cm Nennleistung Nenndrehmoment kw bei 1/min Nm bei 1/min Verdichtungsverhältnis ε 10,3 : 1 10,3 : 1 Drehmoment- und Leistungsverlauf M 270 P

10 Motoransichten Übersicht Motoransicht von vorn 1 Luftfiltergehäuse 19 Hochdruckpumpe 50 Abgasturbolader 50/2 Druckdose Ladedruckregelklappe 50/3 Geräuschdämpfer 158 Katalysator P A9 Kältemittelkompressor G2 Generator G3/1 Lambdasonde nach Katalysator G3/2 Lambdasonde vor Katalysator M16/6 Drosselklappenansteller N3/10 Steuergerät ME R39/2 Heizelement Entlüftungsleitung Volllastbetrieb Y94 Mengenregelventil Y101 Umschaltventil Schubumluft Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 9

11 Übersicht Motoransichten Motoransicht von hinten P A16/1 Klopfsensor 1 A16/2 Klopfsensor 2 B70 Hallsensor Kurbelwelle (mit Drehrichtungserkennung) S43 Schalter Ölstandskontrolle Y58/2 Ventil Kurbelgehäuseentlüftung Teillastbetrieb Y130 Ventil Motorölpumpe 10 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

12 Motoransichten Übersicht Motoransicht von rechts P B4/25 Druck- und Temperatursensor Kraftstoff B6/15 Hallsensor Einlassnockenwelle B6/16 Hallsensor Auslassnockenwelle B28/7 Drucksensor nach Drosselklappe T1/1 Zündspule Zylinder 1 T1/2 Zündspule Zylinder 2 T1/3 Zündspule Zylinder 3 T1/4 Zündspule Zylinder 4 Y49/1 Stellmagnet Einlassnockenwelle Y49/2 Stellmagnet Auslassnockenwelle Y76/1 Kraftstoffinjektor Zylinder 1 Y76/2 Kraftstoffinjektor Zylinder 2 Y76/3 Kraftstoffinjektor Zylinder 3 Y76/4 Kraftstoffinjektor Zylinder 4 Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 11

13 Übersicht Motoransichten Motoransicht von hinten links P B11/4 Kühlmitteltemperatur-Sensor B17/9 Temperatursensor Ladeluft nach Drosselklappe R48 Heizelement Kühlmittelthermostat Y77/1 Druckwandler Ladedruckregelung Y133 Umschaltventil Kühlmittelpumpe 12 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

14 Motoransichten Übersicht Motoransicht von links P B17/7 Temperatursensor Ladeluft vor Drosselklappe B28/6 Drucksensor vor Drosselklappe Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 13

15 Übersicht Motordaten-Vergleich mit Vorgängermotoren BR 245 B 160 B 180 B 200 B 200 TURBO Motorbaumuster Motorbezeichnung M266 Nennleistung kw bei 1/min Nenndrehmoment Nm bei 1/min Abgasnorm EU 4 Zylinderanordnung/ -anzahl R4 Ventile 2 Hubraum cm Luftversorgung Schaltsaugrohr Abgasturbolader mit Ladeluftkühlung Ladedruckregelung über Ladedruck Ladedruck bar ,7 Bohrung mm 83,0 Hub mm 69,2 78,5 94,0 Zylinderabstand mm 90,0 Pleuellänge mm 156,0 152,0 142,5 Einspritzung Kanaleinspritzung (KE) 14 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

16 Motordaten-Vergleich mit Vorgängermotoren BR 246 B 180 B 200 Übersicht Motorbaumuster Motorbezeichnung M 270 Nennleistung kw bei 1/min Nenndrehmoment Nm bei 1/min Abgasnorm EU 5 Zylinderanordnung/ -anzahl R4 Ventile 4 Hubraum cm Luftversorgung Abgasturbolader mit Ladeluftkühlung Ladedruckregelung über Unterdruck Ladedruck bar 0,7 Bohrung mm 83,0 Hub mm 73,7 Zylinderabstand mm 90,0 Pleuellänge mm 152,2 Einspritzung Direkteinspritzung (DE) Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 15

17 Übersicht CO2-Maßnahmen Wärmemanagement Mit dem vom Steuergerät ME gesteuerten Wärmemanagement wird die Kühlmitteltemperatur des Motors geregelt. Durch schnelleres Erreichen der optimalen Betriebstemperatur werden die Abgasemissionen reduziert und der Heizungskomfort verbessert. Nachstartphase In der Nachstartphase sendet das Steuergerät ME ein Signal an das Umschaltventil Kühlmittelpumpe. Daraufhin wird die Kühlmittelpumpe abgeschaltet. Durch die Unterbrechung der Kühlmittelzirkulation wird eine schnellere Aufwärmung des Motors und dadurch eine Reduzierung der Abgasemissionen erreicht. Beheizen des Kühlmittelthermostats Die Temperatur des Kühlmittels im Motor wird durch den beheizbaren Kühlmittelthermostat variabel gesteuert. Im Kühlmittelthermostat befinden sich ein Heizelement Kühlmittelthermostat und ein Dehnwachselement. Das Heizelement wird vom Steuergerät ME mit einem Massesignal angesteuert und stellt über das Dehnwachselement die Positionen eines Kugeldrehschiebers bedarfsgerecht ein. Lüftersteuerung Das Steuergerät ME steuert den Lüftermotor an. Dabei wird die Lüftersolldrehzahl über ein pulsweitenmoduliertes Signal (PWM-Signal) vom Steuergerät ME vorgegeben. Das Tastverhältnis des PWM-Signals beträgt 10 % bis 90 %. Dabei bedeuten z. B.: 10 % Lüftermotor AUS 20 % Lüftermotor EIN, minimale Drehzahl 90 % Lüftermotor EIN, maximale Drehzahl Bei fehlerhafter Ansteuerung dreht der Lüftermotor mit maximaler Drehzahl (Lüfternotlauf). Das Steuer- und Bediengerät Klimatisierungsautomatik überträgt auf dem Innenraum- und Fahrwerk- CAN den Status der Klimaanlage zum Steuergerät ME. Lüfternachlauf Der Lüftermotor läuft bei Zündung AUS bis zu 5 min nach, wenn die Kühlmitteltemperatur oder die Motoröltemperatur die vorgegebenen Höchstwerte überschritten haben. Das Tastverhältnis des PWM-Signals beträgt beim Lüfternachlauf maximal 40 %. Fällt dabei die Batteriespannung zu sehr ab, wird der Lüfternachlauf unterdrückt. Kühlerjalousie Die neue B-Klasse erhält in Verbindung mit dem Motor 270 eine verstellbare Kühlerjalousie, mit welcher der Luftstrom durch das Kühlmodul beziehungsweise durch den Motorraum regelbar ist. Vor dem Lüfterrad sind die über den Kreisumfang verteilten Radiallamellen der Kühlerjalousie angeordnet und in der Lüfterzarge integriert. Die Lamellen lassen sich durch ein am Kühlmodul befestigtes Stellglied öffnen und schließen. 16 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

18 Die Kühlerjalousie wird geschlossen, um den Kraftstoffverbrauch (durch einen geringeren Luftwiderstand) zu senken. Zusätzlich wird das Auskühlen des Motorraums reduziert und das Außengeräusch des Motors gedämpft. Das Stellglied Kühlerjalousie wird vom Steuergerät ME nach dem Motorstart mit einem Massesignal angesteuert. Damit wird Unterdruck in der Druckdose aufgebaut und die Kühlerjalousie wird über das Stellglied und das zugehörige Gestänge geschlossen. Beim Erreichen einer Kühlmitteltemperatur von 111 C wird die Kühlerjalousie geöffnet und bei 99 C wieder geschlossen. Ein besonderer Vorteil der verstellbaren Kühlerjalousie ist der positive Einfluss auf die Aerodynamik und das damit verbundene Reduzierungspotenzial beim Kraftstoffverbrauch. Weiterhin ermöglicht die verstellbare Kühlerjalousie in geschlossenem Zustand ein frühes Erreichen der Betriebstemperatur, eine Erhöhung des Heizkomforts und eine weitere Reduzierung des Motorgeräuschs. Überhitzungsschutz CO2-Maßnahmen Der Überhitzungsschutz schützt bei thermischer Überlastung vor Motorschäden und vor Überhitzungsschäden am Katalysator. Bei zu hoher Kühlmitteltemperatur bzw. Ladelufttemperatur wird der Zündzeitpunkt, abhängig von Motordrehzahl und -last, in Richtung spät verstellt. Die Korrektur in Richtung spät wird vom Steuergerät ME kennfeldgesteuert. Die Zündzeitpunktverstellung beginnt bei einer Kühlmitteltemperatur von ca. 90 C und einer Ladelufttemperatur von ca. 20 C. Die Zündzeitpunktverstellung in Richtung spät beträgt z. B.: 2 KW bei 100 C Kühlmittel, 20 C Ladeluft und Volllast 8 KW bei 100 C Kühlmittel, 60 C Ladeluft und Volllast 11 KW bei 125 C Kühlmittel, 60 C Ladeluft und Volllast Zusätzlich wird vom Steuergerät ME das Heizelement Kühlmittelthermostat angesteuert, damit der Thermostat voll öffnet und so das gesamte Kühlmittel über den Motorkühler gekühlt wird. Übersicht Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 17

19 Mechanik Kurbelgehäuse Das Kurbelgehäuse des Motors 270 besteht aus Aluminium-Druckguss und ist in einer Open-Deck- Bauweise gefertigt. Durch mehrere Quer- und Längsstreben verfügt es über eine hohe Steifigkeit. Die Kurbelwellenlagerdeckel und die Laufbuchsen bestehen aus Grauguss. P Kurbelgehäuse 2 Steuergehäusedeckel 3 Kurbelwellenlagerdeckel 4 Motorölpumpe 5 Abweiser 6 Schrauben Kurbelwellenlagerdeckel 7 Ölfilter 18 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

20 Be- und Entlüftung Die Be- und Entlüftung des Motors 270 erfolgt über einen Ölabscheider, eine Teillast- und eine Volllastentlüftung. Das Kurbelgehäuse wird über die Leitung vom Luftansaugrohr belüftet. Im Teillastbetrieb wird ausgehend vom Ölabscheider zum Ladeluftverteiler entlüftet. Im Volllastbetrieb wird ausgehend vom Ölabscheider zum Luftansaugrohr entlüftet. In der Vollast- Entlüftungsleitung befindet sich ein Heizelement, welches das Einfrieren des Kurbelgehäuseentlüftungssystems verhindert. Kurbelgehäuse Die Entnahme der Blow-by-Gase erfolgt über die Entlüftungsleitung Ölabscheider vom Öleinfüllstutzen zum Ölabscheider. Über einen Kanal im Kurbelgehäuse ist die Entlüftungsleitung mit dem Ölabscheider verbunden. Mechanik 1 Leitung Motorbelüftung 2 Ölabscheider 3 Entlüftungsventil 4 Regenerierleitung 5 Anschluss Tankentlüftung 6 Entlüftungsleitung Ölabscheider P R39/2 Heizelement Entlüftungsleitung Volllastbetrieb Y58/2 Ventil Kurbelgehäuseentlüftung Teillastbetrieb A B Teillast-Entlüftungsleitung Volllast-Entlüftungsleitung Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 19

21 Mechanik Ölwanne Die Ölwanne ist aus Aluminium-Druckguss gefertigt und verfügt über eine hohe Steifigkeit. Die Verrippung der Ölwanne ist so ausgelegt, dass die Schallabstrahlung reduziert wird. Das Ölmessstab-Führungsrohr ist beim Motor 270 hinten rechts angeordnet. Der Schalter Ölstandskontrolle ist motorseitig angeordnet. Zur Ölversorgung des Motors dient eine neu entwickelte, geregelte Motorölpumpe, die über eine Zahnkette von der Kurbelwelle angetrieben wird. Der Motoröldruck wird über das Ventil Motorölpumpe geregelt. Dieses wird vom Steuergerät ME kennfeldund bedarfsgerecht umgeschaltet. Ölwanne P Ölwanne 2 Motorölpumpe 3 Ölmessstab-Führungsrohr S43 Y130 Schalter Ölstandskontrolle Ventil Motorölpumpe 20 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

22 Die Mulden der gegossenen Kolben sind an das Brennverfahren und die Anordnung der Injektoren angepasst. Die Kurbelwelle ist zur Gewichtsreduzierung hohlgegossen und verfügt über vier Gegengewichte. Kurbeltrieb Mechanik Kurbeltrieb P Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 21

23 Mechanik Zylinderkopf Der Zylinderkopf besteht aus einer hochfesten Aluminiumlegierung. Die speziell konstruierten Einlasskanäle erzeugen im Brennraum die bei einem direkt einspritzenden Motor erforderliche Ladungsbewegung. Jeder Zylinder besitzt vier Ventile. Die Steuerung der Ventile erfolgt über zwei Nockenwellen. Für jede Nockenwelle sind zwei Niederhalter verbaut. Die Ladungswechselauslegung und die Ladungsbewegung des Motors 270 bewirken ein hohes Drehmoment über einen weiten Drehzahlbereich, geringen Kraftstoffverbrauch und niedrige Abgasemissionen. Dazu wird über eine entsprechende Gestaltung des Zylinderkopfes eine ausreichend hohe Turbulenz erzeugt, die den Verbrennungsvorgang weiter verbessert. Zylinderkopf P A Nockenwellenniederhalter mit Zapfen 22 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

24 Über den Riementrieb werden von der Riemenscheibe der Kurbelwelle die Kühlmittelpumpe, der Generator und der Kältemittelkompressor angetrieben. Der Antrieb erfolgt durch einen wartungsarmen Keilrippenriemen, der über einen automatischen Riemenspanner mit Spannrolle gespannt wird. Riementrieb Mechanik Riementrieb P Kühlmittelpumpe 2 Umlenkrolle 3 Riemenscheibe Kurbelwelle 4 Riemenspanner A9 G2 Kältemittelkompressor Generator Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 23

25 Mechanik Kettentrieb und Nockenwellenverstellung Die Nockenwellen werden über eine Zahnkette von der Kurbelwelle angetrieben. Die Lagerung der Führungsschienen und der Spannschiene ist komplett berührungslos mit dem Steuergehäusedeckel gestaltet. Dadurch wird eine deutliche Geräuschreduzierung erreicht. Die Motorölpumpe wird über eine Zahnkette von der Kurbelwelle angetrieben. Kettentrieb 1 Zahnrad Einlassnockenwelle 2 Zahnrad Auslassnockenwelle 3 Zahnkette Nockenwellen 4 Führungsschiene Zahnkette oben 5 Spannschiene 6 Kettenspanner hydraulisch 7 Zahnrad Kurbelwelle P Zahnkette Motorölpumpe 9 Motorölpumpe 10 Führungsschiene Zahnkette Motorölpumpe 11 Führungsschiene Zahnkette Y49/1 Stellmagnet Einlassnockenwelle Y49/2 Stellmagnet Auslassnockenwelle 24 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

26 Mit der Nockenwellenverstellung kann die Einlassnockenwelle bis zu 30 KW (Kurbelwellen-Winkel) nach früh und die Auslassnockenwelle bis zu 40 KW nach spät verstellt werden. Damit kann die Ventilüberschneidung beim Ladungswechsel in weiten Grenzen variiert werden. Dadurch wird der Verlauf des Motordrehmoments optimiert, der Kraftstoffverbrauch reduziert und das Abgasverhalten verbessert. Zur Nockenwellenverstellung werden der Stellmagnet Einlassnockenwelle und der Stellmagnet Auslassnockenwelle vom Steuergerät ME mit pulsweitenmodulierten Signalen von 150 Hz angesteuert. Kettentrieb und Nockenwellenverstellung Die Ansteuerung erfolgt kennfeldabhängig im Teil- und Volllastbereich und ermöglicht, je nach Tastverhältnis der PWM-Signale, die kontinuierliche Verstellung der Nockenwellen. Die Position der Einlassnockenwelle wird vom Hallsensor Einlassnockenwelle und die Position der Auslassnockenwelle vom Hallsensor Auslassnockenwelle erfasst und dem Steuergerät ME als Spannungssignal mitgeteilt. Mechanik Funktionsschema Nockenwellenverstellung P B6/15 Hallsensor Einlassnockenwelle B6/16 Hallsensor Auslassnockenwelle B11/4 Kühlmitteltemperatur-Sensor B28/7 Drucksensor nach Drosselklappe B70 Hallsensor Kurbelwelle (mit Drehrichtungserkennung) N3/10 Steuergerät ME Y49/1 Stellmagnet Einlassnockenwelle Y49/2 Stellmagnet Auslassnockenwelle Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 25

27 Verbrennung Luftversorgung Eines der wesentlichen Ziele der Luftversorgung ist es, die Strömungswege so widerstandsarm wie möglich zu gestalten und günstige Strömungsverhältnisse unter allen gegebenen Bedingungen zu erreichen. Ansaugluftführung P Luftfiltergehäuse A Ungefilterte Ansaugluft B Gefilterte Ansaugluft 26 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

28 Die Unterdruckpumpe versorgt den Unterdruckspeicher mit Unterdruck. Die Druckdosen Kühlmittelpumpe und Ladedruckregelklappe werden vom Unterdruckspeicher mit Unterdruck versorgt. Unterdrucksystem Verbrennung Unterdrucksystem, schematisch dargestellt P Unterdruckpumpe 2 Kühlmittelpumpe 3 Druckdose Kühlmittelpumpe 12 Ladeluftverteilerrohr 12/1 Unterdruckspeicher 50 Abgasturbolader 50/2 Druckdose Ladedruckregelklappe Y77/1 Druckwandler Ladedruckregelung Y133 Umschaltventil Kühlmittelpumpe A B C Unterdruckversorgung Unterdruck zur Steuerung der Ladedruckregelklappe Unterdruck zur Steuerung der Kühlmittelpumpe Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 27

29 Verbrennung Aufladung Durch die Aufladung wird der Zylinderfüllungsgrad verbessert. Damit erhöhen sich Motordrehmoment und Motorleistung. Die der erhöhten Luftmasse entsprechende Kraftstoffmenge wird vom Steuergerät ME zugemessen. Hauptbestandteil der Aufladung ist ein einstufiger, bis 1050 C belastbarer Abgasturbolader. Die unterschiedlichen Motorleistungen von 90 kw bzw. 115 kw werden über entsprechende Softwareprogrammierungen des Steuergeräts ME erreicht. Der Abgasturbolader ist als Modul auf der Auslassseite des Motors mit dem Abgaskrümmer verschweißt. Die Regelung des Drucks im Abgasturbolader erfolgt über eine Ladedruckregelklappe sowie eine Umluftfunktion. Abgasturbolader P /1 Ladedruckregelklappe 50/2 Druckdose Ladedruckregelklappe 50/3 Geräuschdämpfer 50/4 Abgaskrümmer A B C D Vorlaufleitung Kühlmittel Rücklaufleitung Kühlmittel Vorlaufleitung Motoröl Rücklaufleitung Motoröl Y101 Umschaltventil Schubumluft 28 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

30 Aufladung Der Abgasturbolader saugt Frischluft über den Luftfilter am Verdichtereintritt an und führt sie über den Verdichteraustritt in das Ladeluftrohr vor dem Ladeluftkühler. Durch die hohe Drehzahl des Verdichterrads und den daraus resultierenden hohen Volumenstrom wird die Luft im Ladeluftrohr auf einen Ladedruck von maximal 0,7 bar verdichtet. Ein Geräuschdämpfer dämpft Ladedruckschwankungen und Pulsationsgeräusche. Die Ladeluft strömt über eine Ladeluftleitung zum Ladeluftkühler. Dieser kühlt anschließend die verdichtete, erwärmte Ladeluft ab und leitet sie über eine Ladeluftleitung zum Ladeluftverteilerrohr. Verbrennung Strömungsverlauf Ansaugluft / Ladeluft P Ladeluftverteilerrohr 50 Abgasturbolader 50/1 Ladedruckregelklappe 50/2 Druckdose Ladedruckregelklappe 50/3 Geräuschdämpfer 110/1 Saugleitung 110/2 Ladeluftleitung zum Ladeluftkühler 110/3 Ladeluftkühler 110/4 Ladeluftleitung zur Drosselklappe B17/7 Temperatursensor Ladeluft vor Drosselklappe B17/9 Temperatursensor Ladeluft nach Drosselklappe B28/5 Drucksensor nach Luftfilter B28/6 Drucksensor vor Drosselklappe B28/7 Drucksensor nach Drosselklappe M16/6 Drosselklappenansteller Y77/1 Druckwandler Ladedruckregelung Y101 Umschaltventil Schubumluft A B C D Abgas Ansaugluft Ladeluft (ungekühlt) Ladeluft (gekühlt) Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 29

31 Verbrennung Aufladung Ladedruckregelung Beim Motor 270 erfolgt die Ladedruckregelung elektropneumatisch über den Druckwandler Ladedruckregelung. Der Unterdruck wird durch die am Motor angebaute mechanische Unterdruckpumpe erzeugt. Der Druckwandler wird kennfeld- und lastabhängig vom Steuergerät ME zur Ladedruckregelung angesteuert. Dazu wertet das Steuergerät ME folgende Größen der Motorsteuerung aus: Temperatursensor Ladeluft nach Drosselklappe Drucksensor vor Drosselklappe, Ladedruck Drucksensor nach Drosselklappe, Ladedruck Drucksensor nach Luftfilter Fahrpedalsensor, Lastanforderung vom Fahrer Hallsensor Kurbelwelle (mit Drehrichtungserkennung), Motordrehzahl Getriebe-Überlastschutz, Überhitzungsschutz Unterdrucksystem Ladedruckregelung P Unterdruckpumpe 12 Ladeluftverteilerrohr 12/1 Unterdruckspeicher 50 Abgasturbolader 50/2 Druckdose Ladedruckregelklappe Y77/1 Druckwandler Ladedruckregelung A B Unterdruckversorgung Unterdruck zur Steuerung der Ladedruckregelklappe 30 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

32 Im Volllastbereich wird maximaler Ladedruck aufgebaut. Zur Verringerung des Ladedrucks wird der Abgasstrom für den Antrieb der Laderturbine, durch das Öffnen der Ladedruckregelklappe, über einen Bypass umgeleitet. Der Unterdruckspeicher versorgt das Ladedruckregelventil mit Unterdruck. Das Ladedruckregelventil wiederum steuert die Druckdose Ladedruckregelklappe an. Daraufhin öffnet die Druckdose über ein Gestänge die Ladedruckregelklappe, die den Bypass verschließt. Die Ladedruckregelklappe ermöglicht dem Abgasstrom das Turbinenrad zu umgehen (Bypass), wodurch der Ladedruck geregelt und die Turbinendrehzahl begrenzt wird. Damit kann der Ladedruck von maximal 0,7 bar an die momentane Lastanforderung des Motors angepasst werden. Zur Überwachung des aktuellen Ladedrucks gibt der Drucksensor vor Drosselklappe ein entsprechendes Spannungssignal an das Steuergerät ME. Der Drucksensor nach Luftfilter, der sich in der Saugleitung vor dem Abgasturbolader befindet, dient dem Steuergerät ME zur Überwachung der Aufladung. Die Ladelufttemperatur wird im Ladeluftverteilerrohr vom Temperatursensor Ladeluft nach Drosselklappe erfasst und dem Steuergerät ME in Form eines Spannungssignals mitgeteilt. Schubumluft Aufladung Der Abgasturbolader dreht durch die Massenträgheit von Welle, Verdichter- und Turbinenrad nach Schubbeginn noch einige Zeit nach. Beim schnellen Schließen des Drosselklappenanstellers läuft darum eine Ladedruckwelle zurück zum Abgasturbolader. Diese Ladedruckwelle würde am Verdichterrad einen Zustand mit niedrigem Fördervolumen und hohen Druckverhältnissen verursachen, was zum so genannten Laderpumpen führt (kurzer Heulton und mechanische Beanspruchung). Das Öffnen des Umschaltventils Schubumluft verhindert dies durch den schnellen Druckabbau in die Ansaugleitung. Erkennt das Steuergerät ME den Übergang von Last auf Schubbetrieb, wird das Umschaltventil Schubumluft angesteuert. Daraufhin öffnet das Umschaltventil Schubumluft den Bypass, der am Verdichterrad vorbei geht, durch den sich der Ladedruck abbaut. Unter Last schließt das Umschaltventil Schubumluft den Bypass durch eine integrierte Feder. Verbrennung Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 31

33 Verbrennung Einspritzsystem Direkteinspritzung Zur Hochdruckerzeugung wird eine Hochdruckpumpe (Einstempelpumpe) mit einem im Pumpenmodul integrierten Mengenregelventil eingesetzt. Der Kraftstoff wird über eine Hochdruck-Rail zu den Kraftstoffinjektoren geleitet, die zentral angeordnet in den Brennraum führen. Die neu entwickelten Hochdruckinjektoren mit Piezoaktoren sind in der Lage, bis zu fünf sehr präzise Einspritzungen je Zyklus abzusetzen. Hochdruckpumpe Die Hochdruckpumpe ist oben am Zylinderkopf angeordnet. Der maximale Förderdruck der Hochdruckpumpe beträgt 200 bar. Der Antrieb der Hochdruckpumpe erfolgt mechanisch über den Mitnehmer von der Einlassnockenwelle. Damit ist die Förderleistung der Hochdruckpumpe drehzahlabhängig. Bei der Aufwärtsbewegung der Pumpeneinheit wird das Kraftstoffvolumen im Pumpenzylinder verdichtet. Bei Erreichen des Systemdrucks öffnet das Auslassventil und der Kraftstoff wird über die Hochdruckleitung zur Rail gefördert. Ein Druckbegrenzungsventil schützt die Hochdruckpumpe vor zu hohem Druckaufbau. 32 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

34 Einspritzsystem Verbrennung Hochdruckpumpe P Hochdruckpumpe 19/1 Mitnehmer (Antrieb) 19/2 Anschlussstutzen Niederdruck 19/3 Druckbegrenzungsventil 19/4 Niederdruckpulsationsdämpfer 19/5 Ventilnadel 19/6 Kolben 19/7 O-Ring 19/8 Auslassventil Hochdruck 19/9 Anschlussstutzen Hochdruck Y94 A B Mengenregelventil Bereich mit Hochdruck Bereich mit Niederdruck Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 33

35 Verbrennung Rail Einspritzsystem Beim Motor 270 wird eine gelötete Rail aus Edelstahl verbaut. Sie dient als Hochdruckspeicher für den Kraftstoff. Durch die Speicherfunktion der Rail werden Schwingungen, die beim Einspritzvorgang entstehen, gedämpft. Kraftstoff-Hochdrucksystem P Hochdruckpumpe 19/1 Mitnehmer (Antrieb) 20 Rail B4/25 Druck- und Temperatursensor Kraftstoff Y76/1 Kraftstoffinjektor Zylinder 1 Y76/2 Kraftstoffinjektor Zylinder 2 Y76/3 Kraftstoffinjektor Zylinder 3 Y76/4 Kraftstoffinjektor Zylinder 4 Y94 Mengenregelventil A B Kraftstoff-Niederdruck (vom Kraftstoffbehälter) Kraftstoff-Hochdruck (zur Rail) 34 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

36 Raildruckregelung Das Mengenregelventil ist an der Hochdruckpumpe angeordnet und wird bedarfsgerecht vom Steuergerät ME mit einem PWM-Signal angesteuert. Die Kraftstoffmenge, die zur Pumpeneinheit gelangt, wird so geregelt und die Hochdruckpumpe verdichtet nur den Kraftstoff, der vom Motor benötigt wird. Damit erfolgt je nach Betriebszustand des Motors eine Regelung des Raildrucks von 130 bar bis 200 bar. Einspritzsystem Der momentane Raildruck und die Kraftstofftemperatur werden vom Druck- und Temperatursensor Kraftstoff erfasst und als Spannungssignale an das Steuergerät ME gegeben. Beim Abstellen des Motors wird das Mengenregelventil nicht weiter bestromt, wodurch sich im Hochdruckraum der Pumpe kein Druck mehr aufbauen kann. Der bestehende Raildruck bleibt auch nach Abschalten des Motors sehr lange erhalten. Verbrennung Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 35

37 Verbrennung Einspritzsystem Kraftstoffinjektoren Die Kraftstoffinjektoren spritzen zu einem bestimmten Zeitpunkt eine berechnete Kraftstoffmenge fein zerstäubt in den Brennraum des jeweiligen Zylinders. Im Kraftstoffinjektor sorgt ein Kopplermodul dafür, dass das Düsenmodul und das Piezo-Aktormodul in Längsrichtung spielfrei sind. Die Kraftstoffinjektoren sind ohne Kraftstoffrücklauf ausgeführt. Der Kraftstoffzulauf ist hochdruckseitig mit einem O- Ring an der Rail abgedichtet. Die Abdichtung des Kraftstoffinjektors zum Zylinderkopf erfolgt über einen Teflonring. Die Kraftstoffinjektoren schalten extrem schnell und können auch kleinste Kraftstoffmengen einspritzen. Aufgrund des hohen Kraftstoffdrucks von 130 bar bis 200 bar bildet die nach außen öffnende Düse einen unter allen Betriebsbedingungen stabilen Hohlkegelstrahl aus. Das Steuergerät ME erzeugt über eine integrierte Endstufe die Betriebsspannung von 125 V bis 160 V für die Kraftstoffinjektoren und steuert die Kraftstoffinjektoren mit einem Massesignal an. Der Hub der Düsennadel beträgt dabei ca. 35 μm. Das Piezo-Aktormodul stellt für das Steuergerät ME eine kapazitive Last dar. Beim Öffnen fließt für wenige Mikrosekunden ein Strom von ca. 8 A. Zum Öffnen und Schließen wird vom Steuergerät ME die Polarität umgekehrt. Die kurzen Schaltzeiten der Piezo-Injektoren ermöglichen während eines Verbrennungszyklusses Mehrfacheinspritzungen mit kurzen Pausen. i Hinweis Diagnose Parallel zum Piezo-Aktormodul ist ein Entladewiderstand mit 220 kω angeordnet. Dieser Wert ist an den elektrischen Anschlüssen der Kraftstoffinjektoren messbar. Von jedem Kraftstoffinjektor führen zwei Leitungen direkt zum Steuergerät ME. Strom- und Spannungsmessungen an diesen Leitungen nur mit Messzange (potenzialfrei) durchführen. a Warnhinweis Bei Verpolung der Leitungen vom Kraftstoffinjektor zum Steuergerät ME wird der Kraftstoffinjektor beschädigt! Haben die Leitungen einen Kurzschluss nach Masse, wird das Steuergerät ME beschädigt! Bei jedem Ausbau sind beide Enden eines Kraftstoffinjektors mit sauberen Schutzkappen zu versehen, da jede Berührung des im Brennraum eingebauten Injektortips mit anderen Bauteilen zu Beschädigungen führen kann. 36 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

38 Einspritzsystem Verbrennung Aufbau Kraftstoffinjektor (Schnittdarstellung) P Teflonring 2 Ventilgruppe 3 Piezo-Aktormodul 4 Koppler 5 O-Ring 6 Kraftstoff-Hochdruck 7 Elektrischer Anschluss i Hinweis Nach einer Demontage der Kraftstoffinjektoren müssen beim Einbau alle Dichtungen am Kraftstoffinjektor und in der Rail sowie die Niederhaltefedern beim Einbau erneuert werden. i Hinweis zur Sauberkeit Das Umfeld der zu öffnenden Kraftstoffleitung ist gründlich zu reinigen. Es darf kein Schmutz in das Einspritzsystem gelangen, da es sonst zum Ausfall kommt. Für die Montage bzw. Demontage der Kraftstoffinjektoren ist das entsprechende Sonderwerkzeug (W ) zu verwenden. Keinen Schlagabzieher verwenden, da die Rail gelötet ist! Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 37

39 Verbrennung Kraftstoffsystem Kraftstoffversorgung Die Kraftstoffversorgung stellt bei allen Betriebsbedingungen gefilterten Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter in ausreichender Menge und mit ausreichendem Druck der Hochdruckpumpe zur Verfügung. Die Hochdruckpumpe leitet dann den Kraftstoff an die Kraftstoffinjektoren weiter. Kraftstoff-Niederdrucksystem Das Einschalten der Kraftstoffpumpe erfolgt, wenn ein Signal Kraftstoffpumpe EIN vom Steuergerät Kraftstoffpumpe empfangen wird. Dieses Signal wird redundant sowohl vom Steuergerät ME als CAN-Signal über den Antriebs-CAN als auch direkt gesendet. Zusätzlich erhält das Steuergerät Kraftstoffpumpe das CAN-Signal Kraftstoff-Solldruck vom Steuergerät ME. Das Steuergerät Kraftstoffpumpe erfasst den aktuellen Kraftstoffdruck durch ein Spannungssignal vom Kraftstoffdruck-Sensor und sendet diese Information über den Antriebs-CAN zum Steuergerät ME. Das Steuergerät Kraftstoffpumpe wertet den aktuellen Kraftstoffdruck aus, gleicht ihn mit dem Kraftstoff- Solldruck ab und steuert entsprechend die Kraftstoffpumpe mit einem PWM-Signal so an, dass der Istwert dem Sollwert entspricht. Zur Ermittlung des Kraftstoff-Solldrucks (Kraftstoffbedarf) wertet das Steuergerät ME den Kraftstoffdruck und die Lastanforderung aus. Je nach Kraftstoffbedarf wird, bei einem Kraftstoffdruck von 4,0 bar bis 6,7 bar, die maximale Kraftstoffförderleistung von 130 l/h geregelt. Bei Ansteuerung saugt die Kraftstoffpumpe den Kraftstoff aus dem Kraftstofffördermodul und pumpt ihn zur Hochdruckpumpe (Einleitungssystem, ohne Rücklaufleitung). Dabei wird der Kraftstoffdruck durch den Kraftstoffdruckregler auf 4,0 bar bis 6,7 bar begrenzt. Der Kraftstofffilter befindet sich ebenfalls im Kraftstofffördermodul im Tank. Zum Tausch des Kraftstofffilters ist ein Ausbau des Kraftstoffbehälters erforderlich. Am Zulauf des Kraftstofffilters befindet sich ein Rückschlagventil, das den Abbau des Kraftstoffdrucks bei abgeschalteter Kraftstoffpumpe verhindert. 38 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

40 Kraftstoff-Hochdrucksystem Im Kraftstoff-Hochdruckkreislauf wird der für die Direkteinspritzung erforderliche Kraftstoff-Hochdruck von bis zu 200 bar erzeugt, geregelt und in der Rail gespeichert. An der Rail ist ein Druck- und Temperatursensor Kraftstoff angeordnet, der den Kraftstoffdruck erfasst und die Kraftstofftemperatur überwacht. Das Steuergerät ME liest zur Regelung des Kraftstoff- Hochdrucks die Signale des Druck- und Temperatursensors Kraftstoff ein. An der Hochdruckpumpe befindet sich ein Mengenregelventil. Dieses regelt je nach Kraftstoffsolldruck die Menge des Kraftstoffs, die dem Pumpenelement zur Verdichtung zugeführt wird. Kraftstoffsystem Die Hochdruckpumpe verdichtet den Kraftstoff bis auf max. 200 bar und fördert ihn über eine Hochdruckleitung in die Rail. Im Hochdrucksystem kann nicht aktiv Druck abgebaut werden. Deshalb kann sich im Schubbetrieb und nach dem Abschalten des Motors durch Erwärmung des Hochdrucksystems ein Druck von bis zu 270 bar aufbauen. Durch den Kraftstoffdruckdämpfer werden Pulsationen des Kraftstoffdrucks (z. B. bei sehr geringer oder sehr starker Beschleunigung) abgebaut. In der Rail wird der Kraftstoff gespeichert und von den Kraftstoffinjektoren fein zerstäubt in den jeweiligen Brennraum gespritzt. Verbrennung i Hinweis Die Hochdruck-Kraftstoffleitungen aus Edelstahl können wiederverwendet werden. Eine entsprechende Prüfvorschrift ist im WIS zu finden. Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 39

41 Verbrennung Kraftstoffsystem Sicherheitskraftstoffabschaltung Um die Verkehrs- und Insassensicherheit zu gewährleisten, findet unter bestimmten Bedingungen eine Sicherheitskraftstoffabschaltung statt. Das Steuergerät ME steuert die Sicherheitskraftstoffabschaltung auf Basis folgender Sensoren und Signale: Hallsensor Kurbelwelle (mit Drehrichtungserkennung), Motordrehzahl Drosselklappenansteller, Drosselklappenstellung Steuergerät Supplemental Restraint System, direktes Crashsignal und indirektes Crashsignal über Fahrwerk-CAN Die Sicherheitskraftstoffabschaltung wird vom Steuergerät ME bei mechanischen Fehlern des Drosselklappenanstellers, bei Fehlen des Motordrehzahlsignals und bei einem Crashsignal aktiviert. Mechanische Fehler im Drosselklappenansteller Erkennt das Steuergerät ME durch Auswerten der Drosselklappenstellung einen mechanischen Fehler im Drosselklappenansteller, wird durch teilweises Abschalten der Kraftstoffinjektoren die Motordrehzahl auf ca. 1400/min im Leerlauf und auf ca. 1800/min im Fahrbetrieb begrenzt. Fehlen des Motordrehzahlsignals Fehlt das vom Steuergerät ME generierte Motordrehzahlsignal, wird die Kraftstoffpumpe über das Steuergerät Kraftstoffpumpe abgeschaltet. Crashsignal Erhält das Steuergerät ME ein Crashsignal indirekt über den Fahrwerk-CAN oder direkt vom Steuergerät Supplemental Restraint System, schaltet es die Kraftstoffpumpe über das Steuergerät Kraftstoffpumpe (direkt und über den Antriebs-CAN) und das Mengenregelventil ab und steuert die Kraftstoffinjektoren kurzzeitig an, um die Kraftstoffanlage drucklos zu machen. Regenerierung Bei der Entlüftung des Kraftstoffbehälters dürfen keine Kraftstoffdämpfe ins Freie gelangen. Bei laufendem Motor werden die im Aktivkohlebehälter gespeicherten Kraftstoffdämpfe über das Umschaltventil Regenerierung abgesaugt und im Motor verbrannt. Zur Regelung der Regeneriermenge wird das Umschaltventil Regenerierung vom Steuergerät ME masseseitig durch ein PWM-Signal mit einer Frequenz von 10 Hz bis 30 Hz angesteuert. Durch das ständige Öffnen und Schließen des Umschaltventils Regenerierung mit verschieden langen Einschaltzeiten wird die Regeneriermenge bestimmt. i Hinweis Die Leerlaufdrehzahlregelung verhindert, dass es im Leerlauf durch die Regenerierung zu Drehzahländerungen kommt. Abhängig von der Beladung des Aktivkohlebehälters mit Kraftstoffdämpfen wird das Kraftstoff-Luftgemisch entsprechend abgemagert. 40 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

42 Kraftstoffsystem Verbrennung Funktionsschema Regenerierung P B11/4 Kühlmitteltemperatur-Sensor B17/7 Temperatursensor Ladeluft vor Drosselklappe B17/9 Temperatursensor Ladeluft nach Drosselklappe B28/7 Drucksensor nach Drosselklappe B70 Hallsensor Kurbelwelle (mit Drehrichtungserkennung) G3/1 Lambdasonde nach Katalysator G3/2 Lambdasonde vor Katalysator N3/10 Steuergerät ME Y58/1 Umschaltventil Regenerierung Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 41

43 Verbrennung Abgassystem Abgasreinigung Die Aufgabe der Abgasreinigung ist die Reduzierung der Abgasemissionen: Stickoxide (NOx) Kohlenwasserstoff (HC) Kohlenmonoxid (CO) Dazu muss u. a. der Katalysator schnell auf Betriebstemperatur gebracht werden, um beim Kaltstart die Abgasemissionen zu reduzieren. Die Abgasanlage besteht aus: Katalysator Entkopplungselement Vorschalldämpfer Nachschalldämpfer Mit Hilfe dieser neu entwickelten Abgasanlage wird die zum Serienstart geforderte Abgasnorm EURO 5 erfüllt. Die Erfüllung der EURO 6 Abgasnorm ist konzeptionell berücksichtigt. Abgasanlage P Katalysator 159 Entkopplungselement 160 Vorschalldämpfer 161 Nachschalldämpfer G3/1 Lambdasonde nach Katalysator G3/2 Lambdasonde vor Katalysator 42 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

44 Folgende Teilsysteme sind an der Abgasreinigung beteiligt: Katalysator Getriebeschaltpunktanhebung (bei Doppelkupplungsgetriebe) Überwachung der Katalysatorwirkung Katalysator Die vom Motor ausgestoßenen Schadstoffe in den Abgasen werden vom Katalysator (Dreiwege- Katalysator) konvertiert. Durch Oxidation werden Kohlenmonoxid in Kohlendioxid (CO 2 ) und Kohlenwasserstoff in Wasser (H 2 O)+ Kohlendioxid umgewandelt. Durch Reduktion werden die Stickoxide in Stickstoff (N 2 )+ Kohlendioxid umgewandelt. Getriebeschaltpunktanhebung (bei Doppelkupplungsgetriebe) Die Getriebeschaltpunktanhebung bringt den Katalysator nach dem Motorstart schneller auf Betriebstemperatur. Das Steuergerät ME steuert die Getriebeschaltpunktanhebung, indem es über den Antriebs- CAN das Steuergerät Vollintegrierte Getriebesteuerung Doppelkupplungsgetriebe auffordert, die Schaltlinien zu verschieben. Die Getriebeschaltpunktanhebung ist für maximal 160 s aktiv und erfolgt ausschließlich elektronisch. Überwachung der Katalysatorwirkung Nach den gesetzlichen Anforderungen darf die Kohlenwasserstoff-Emission (HC-Emission) eine vorgegebene Grenze nicht überschreiten. Die Aufgabe der Überwachung der Katalysatorwirkung ist es, aus der Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators eine Aussage über dessen Alterung und somit über die HC-Konvertierung (Umwandlung) zu treffen. Der in einer mageren Betriebsphase gespeicherte Sauerstoff wird in einer fetten Betriebsphase ganz oder teilweise abgebaut. Durch Alterung verringern sich Sauerstoffspeicherfähigkeit und HC-Konvertierung des Katalysators. Abgassystem Durch die hohe Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators wird die Änderung des Sauerstoffgehalts nach dem Katalysator fast vollständig gedämpft. Dies hat zur Folge, dass das Lambdasondensignal nach dem Katalysator eine kleine Amplitude besitzt und nahezu konstant ist. Bei betriebswarmem Katalysator und freigegebener Lambdaregelung werden die Amplitudengrößen der Lambdasondensignale nach und vor dem Katalysator verglichen. Ist der Katalysator nicht mehr funktionsbereit, sind die Signale der Lambdasonde vor und nach Katalysator gleich groß. Im vorgegebenen Motordrehzahlbereich erfolgen im unteren Teillastbereich mehrere Messungen. Die Ergebnisse werden mit einem Kennfeld im Steuergerät ME verglichen. Bei Fehlererkennung wird vom Steuergerät ME die Kontrollleuchte Motordiagnose im Kombiinstrument über den Fahrwerk-CAN angesteuert. Verbrennung Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 43

45 Verbrennung Abgassystem P b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

46 1 Kontrollleuchte Motordiagnose, Ansteuerung 2 Raddrehzahl, Signal 3 Schaltpunkt, Anforderung Anhebung Abgassystem Funktionsschema Abgasreinigung A1 Kombiinstrument A1e58 Kontrollleuchte Motordiagnose B11/4 Kühlmitteltemperatur-Sensor B70 Hallsensor Kurbelwelle (mit Drehrichtungserkennung) G3/1 Lambdasonde nach Katalysator G3/2 Lambdasonde vor Katalysator N3/10 Steuergerät ME Verbrennung N30/4 Steuergerät Elektronisches Stabilitäts- Programm Y3/14 Steuereinheit Vollintegrierte Getriebesteuerung Doppelkupplungsgetriebe (bei Code (429) Doppelkupplungsgetriebe) CAN C Antriebs-CAN CAN E Fahrwerk-CAN Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 45

47 Kühlung und Schmierung Motorkühlung Kühlkreislauf Die Motorkühlung erfolgt durch eine Querstromkühlung. Ein elektronisch gesteuerter Thermostat sorgt für eine kennfeldgesteuerte Warmlaufregelung. Durch diese Regelung wird ein schnelles Aufwärmen der Brennräume während der Warmlaufphase möglich. Die Kühlmitteltemperaturen sind dabei in Abhängigkeit von Fahrweise und Umgebungsbedingungen einstellbar. Die Regelung der Kühlmittelpumpe ist so ausgelegt, dass der Fahrzeuginnenraum so früh wie möglich erwärmt werden kann. Kühlmittelthermostat Der Kühlmittelthermostat regelt für das Wärmemanagement die Kühlmitteltemperatur im Bereich von 98 C bis 108 C in Abhängigkeit von der Motorbelastung. Die Ansteuerung des Heizelements erfolgt masseseitig vom Steuergerät ME. Ab ca. 108 C ist der Kühlmittelthermostat, unabhängig von der Regelung, immer voll geöffnet. Der Kühlmittelthermostat wurde zur Minimierung der auftretenden Druckverluste mit einem Kugeldrehschieber zur Regelung der Volumenströme ausgeführt. Kühlmittelthermostat geschlossen P Kühlmittelthermostat geöffnet P Gehäuse Kühlmittelthermostat 48a Dehnwachselement 48b Kugeldrehschieber R48 Heizelement Kühlmittelthermostat 48 Gehäuse Kühlmittelthermostat 48a Dehnwachselement 48b Kugeldrehschieber R48 Heizelement Kühlmittelthermostat 46 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

48 Kühlmittelpumpe Während des Aufwärmbetriebs wird die Kühlmittelpumpe durch einen mit Unterdruck beaufschlagten Kugeldrehschieber abgeschaltet, so dass das Kühlmittel im Motor steht. Hierdurch wird eine beschleunigte Erwärmung des Motors und entsprechend eine schnellere Aktivierung energiesparender Betriebsstrategien (z.b. ECO-Start-Stopp-System) realisiert. Liegen Heizungs- oder Klimatisierungsanforderungen vor, so wird die Kühlmittelpumpe bedarfsgerecht aktiviert. Motorkühlung Kühlung und Schmierung P Kühlmittelpumpe 1 Gehäuse Kühlmittelpumpe 2 Druckdose Kühlmittelpumpe 3 Riemenscheibe 4 Kugeldrehschieber Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 47

49 Kühlung und Schmierung Motorkühlung P Kühlmittelkreislauf, schematisch dargestellt 1 Motorkühler 2 Ausgleichsbehälter Kühlmittel 3 Kühlmittel-/Getriebe-Ölkühler (bei Code (429) Doppelkupplungsgetriebe) 4 Abgasturbolader 5 Kühlmittelpumpe 6 Motor Motoröl-/Kühlmittel-Wärmetauscher 8 Thermostat 9 Heizungs-Wärmetauscher M13/5 Umwälzpumpe Kühlmittel (bei Code (581) Komfort-Klimatisierungsautomatik) M13/7 Umwälzpumpe Kühlmittel Getriebeölkühlung (bei Code (429) Doppelkupplungsgetriebe) A B C D Kühlmittelrücklauf Niedertemperatur- Kühlkreislauf Kühlmittelrücklauf zum Motor Kühlmittelvorlauf Entlüftung Kühlmittelkreislauf 48 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

50 Motorkühlung Kühlung und Schmierung P Unterdrucksystem Steuerung Kühlmittelpumpe 1 Unterdruckpumpe 2 Kühlmittelpumpe 3 Druckdose Kühlmittelpumpe 12 Ladeluftverteilerrohr 12/1 Unterdruckspeicher Y133 A C Umschaltventil Kühlmittelpumpe Unterdruckversorgung Unterdruck zur Steuerung der Kühlmittelpumpe Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 49

51 Kühlung und Schmierung Motorkühlung P Kühlmittelverteilung P A Kurbelgehäuse links B Kurbelgehäuse hinten 50 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

52 Motorkühlung Kühlung und Schmierung Kühlmittelführung Zylinderkopf P A B Schnell fließend (kalt) Langsam fließend (warm) Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 51

53 Kühlung und Schmierung Motorschmierung Geregelte Motorölpumpe Der Motoröldruck wird über das Ventil Motorölpumpe an der Motorölpumpe geregelt. Das Steuergerät ME steuert das Ventil Motorölpumpe an. Dieses ermöglicht eine bedarfsgerechte Umschaltung des Öldrucks von 3,9 bar auf 1,7 bar. Damit wird die Versorgung mit Motoröl im Ölkreislauf des Motors auf den jeweiligen Bedarf optimal abgestimmt. Zugleich sinkt hierdurch die Verlustleistung der Motorölpumpe und daraus resultierend die Verlustleistung des Motors. Sobald der minimale Motorölstand erreicht wird, wird dies vom Schalter Ölstandskontrolle in der Ölwanne erfasst und an das Steuergerät ME gesendet. Der über den Regelkanal rückgemeldete Motoröldruck wird am Vorsteuerventil moduliert und wirkt entsprechend am Stellring gegen die Kraft der gegenüber liegenden Regelfeder. Mit der Stellringposition ergibt sich eine entsprechende Exzentrizität zur Drehachse des Rotors, wobei mit zunehmender Exzentrizität das Fördervolumen steigt. Motorölpumpe P Antriebsrad 2 Regelfeder 3 Ölpumpendeckel 4 Ölansaugrohr 5 Ölsieb 6 Ölpumpengehäuse 7 Rotor mit Flügel 8 Stellring 9 Regelkanal 10 Vorsteuerventil Y130 Ventil Motorölpumpe 52 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

54 Motorschmierung Kühlung und Schmierung P Ölkreislaufschema M Ölwanne 2 Kurbelgehäuse 3 Zylinderkopf A B C D E F G H Ölfilter Motoröl-/Kühlmittel-Wärmetauscher Motorölpumpe Kettenspanner Hydraulischer Ventilspielausgleich Ölspritzdüse Abgasturbolader Nockenwellenversteller Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 53

55 Elektrik und Elektronik Motorsteuerung Steuergerät Motorelektronik (ME) Der Motor erhält ein neu entwickeltes Steuergerät ME. Das Steuergerät ME ist auf der Saugseite des Luftfiltergehäuses befestigt, um die Kühlwirkung der Ansaugluft zu nutzen. Im Steuergerät ME befindet sich die gesamte Motorsteuerung. Das Steuergerät ME bildet im elektrischen Verbund mit den Sensoren und Aktoren vom Motor 270 die Motorsteuerung. Von der Motorsteuerung werden Sensordaten direkt und über den CAN-Verbund indirekt eingelesen und die entprechenden Aktoren angesteuert. Die Motorsteuerung beruht auf einem Ein-Rechner- Konzept mit einem separaten Überwachungsrechner und arbeitet mit einer Taktfrequenz von 150 MHz. Die wichtigsten Merkmale der Motorsteuerung sind: Zylinderselektive, adaptive Klopfregelung Momentenregelung Lambdaregelung Steuerung der direkteinspritzenden Kraftstoffinjektoren Steuerung des Drosselklappenanstellers Kurbelwellensensor mit Drehrichtungserkennung Entsprechend den Eingangssignalen werden folgende Systeme und Funktionen vom Steuergerät ME gesteuert und koordiniert: Zündsystem Kraftstoffversorgung Hochdruck-Benzineinspritzung Elektronisches Fahrpedal Diagnose und Fehlerspeicherung Motorsteuerung Start-Stopp Funktion Fahrberechtigungssystem und Wegfahrsperre Stufenlose Nockenwellenverstellung für Ein- und Auslass Ladedruckregelung Momentenschnittstelle zu ESP, Getriebe und Klimaanlage Generatorschnittstelle Wärmemanagement zur Verkürzung der Warmlaufphase Abgasreinigung Regelung Motorölpumpe i Hinweis Im Fehlerspeicher des Steuergeräts ME werden erkannte Fehler abgelegt. Diese können mit Xentry Diagnostics ausgelesen werden. 54 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

56 Motorsteuerung P Elektrik und Elektronik Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 55

57 Elektrik und Elektronik Motorsteuerung CAN B Innenraum-CAN CAN C Antriebs-CAN CAN D Diagnose-CAN CAN E Fahrwerk-CAN F58kM Relais Klemme 50 Starter F58kN Relais Klemme 87M F58kR Relais Klemme 15 F58kO Relais Umwälzpumpe Kühlmittel Getriebeölkühlung (bei Code (429) Doppelkupplungsgetriebe) G1 Bordnetzbatterie G2 Generator G3/1 Lambdasonde nach Katalysator G3/2 Lambdasonde vor Katalysator L6/1 Drehzahlsensor Vorderachse links L6/2 Drehzahlsensor Vorderachse rechts L6/3 Drehzahlsensor Hinterachse links L6/4 Drehzahlsensor Hinterachse rechts LIN B15 Batteriesensor-LIN LIN C1 Antriebs-LIN Blockschaltbild A1 Kombiinstrument A1e4 Warnleuchte Kraftstoffreserve A1e58 Kontrollleuchte Motordiagnose A1p13 Multifunktions-Display A16/1 Klopfsensor 1 A16/2 Klopfsensor 2 A89 Elektrische Steuereinheit DISTRONIC (mit Code (239) DISTRONIC PLUS und BAS PRO) B4/2 Füllstandssensor Kraftstoffbehälter Kraftstoffanzeige, rechts B4/7 Kraftstoffdruck-Sensor B4/25 Druck- und Temperatursensor Kraftstoff B6/15 Hallsensor Einlassnockenwelle B6/16 Hallsensor Auslassnockenwelle B11/4 Kühlmitteltemperatur-Sensor B17/7 Temperatursensor Ladeluft vor Drosselklappe B17/9 Temperatursensor Ladeluft nach Drosselklappe B28/5 Drucksensor nach Luftfilter B28/6 Drucksensor vor Drosselklappe B28/7 Drucksensor nach Drosselklappe B37 Fahrpedalsensor B64/1 Bremsunterdrucksensor (bei Code (B03) ECO Start-Stopp-Funktion) B70 Hallsensor Kurbelwelle (mit Drehrichtungserkennung) B79/3 Positionssensor Zentralschaltwelle Schaltgetriebe (bei Schaltgetriebe und Code (B03) ECO Start-Stopp-Funktion) 56 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

58 Y3/14 Steuereinheit Vollintegrierte Getriebesteuerung Doppelkupplungsgetriebe (bei Code (429) Doppelkupplungsgetriebe) Y49/1 Stellmagnet Einlassnockenwelle Y49/2 Stellmagnet Auslassnockenwelle Y58/1 Umschaltventil Regenerierung Y58/2 Ventil Kurbelgehäuseentlüftung Teillastbetrieb Y76/1 Kraftstoffinjektor Zylinder 1 Y76/2 Kraftstoffinjektor Zylinder 2 Y76/3 Kraftstoffinjektor Zylinder 3 Y76/4 Kraftstoffinjektor Zylinder 4 Y77/1 Druckwandler Ladedruckregelung Y84 Stellglied Kühlerjalousie Y94 Mengenregelventil Y101 Umschaltventil Schubumluft Y130 Ventil Motorölpumpe Y133 Umschaltventil Kühlmittelpumpe Motorsteuerung M1 Starter M3 Kraftstoffpumpe M4/7 Lüftermotor M13/5 Umwälzpumpe Kühlmittel (bei Code (581) Komfort-Klimatisierungsautomatik) M13/7 Umwälzpumpe Kühlmittel Getriebeölkühlung (bei Code (429) Doppelkupplungsgetriebe) M16/6 Drosselklappenansteller N2/10 Steuergerät Supplemental Restraint System N3/10 Steuergerät ME N10 Steuergerät SAM N22/7 Steuer- und Bediengerät Klimatisierungsautomatik N30/4 Steuergerät Elektronisches Stabilitäts- Programm N69/1 Steuergerät Vordertür links N72/1 Steuergerät Oberes Bedienfeld N73 Steuergerät elektronisches Zündschloss N80 Steuergerät Mantelrohrmodul N118 Steuergerät Kraftstoffpumpe Elektrik und Elektronik R39/2 Heizelement Entlüftungsleitung Volllastbetrieb R48 Heizelement Kühlmittelthermostat S9/1 Schalter Bremslicht S40/3 Schalter Kupplungspedal (bei Schaltgetriebe) S40/4 TEMPOMAT Hebel S40/5 Schalter Kupplungspedal Startfreigabe (bei Schaltgetriebe) S43 Schalter Ölstandskontrolle T1/1 Zündspule Zylinder 1 T1/2 Zündspule Zylinder 2 T1/3 Zündspule Zylinder 3 T1/4 Zündspule Zylinder 4 X11/4 Diagnosekupplung Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 57

59 Elektrik und Elektronik Zündsystem Die Zündspulen sind als Einzelfunken-Zündspulen ausgeführt und über kurze Zündleitungen ( Boot ) direkt auf die Zündkerzen gesteckt. Die Zündspulen stellen bei allen Betriebsbedingungen ausreichende Zündenergie für die jeweiligen Zylinder bereit. Das Steuergerät ME steuert mit einem 5 V-Signal die Zündspule an. Die Zündspule unterbricht im Moment des Zündzeitpunkts masseseitig den Primärstromkreis. Von der Zündspule gelangt die Zündspannung zu der Zündkerze und verursacht den Funkenüberschlag im Luftspalt zwischen der Mittel- und der Masseelektrode. Die Zündwinkelbestimmung erfolgt entsprechend den Eingangssignalen vom Steuergerät ME kennfeldabhängig. Betriebsmodi der Zündspule Singlespark - Einzelfunkenzündung In diesem Betriebsmodus wird die Zündspule einmal pro Zündvorgang geladen und ein Zündfunke erzeugt. Mit neuen Brennverfahren steigen auch die Anforderungen an die Zündung. Bei aufgeladenen Motoren muss die Zündspule eine höhere Sekundärspannung bereitstellen, damit ein Zündfunke erzeugt werden kann. Um das Gemisch sicher zu entzünden, können Zündspulen mit hohen Energien verwendet werden, die eine lange Funkenbrenndauer ermöglichen. Es gibt auch die Möglichkeit, statt nur einem Funken mehrere pro Zündvorgang zu verwenden. Diese Betriebsart wird Multispark-Betrieb genannt. Multispark - Mehrfunkenzündung Im Gegensatz zum Singlespark-Betrieb werden im Multispark-Betrieb mehrere Funken genutzt. Eine Multispark-Zündung beginnt wie eine Singlespark- Zündung. Die Zündspule wird anfänglich bis zu einem gewünschten Zielprimärstrom aufgeladen. Zum Zündzeitpunkt wird der Ladestrom abgeschaltet, wodurch der Zündfunke entsteht. Die Zündspule wird im Multispark-Betrieb nicht vollständig entladen, sondern zwischenzeitlich nachgeladen, um wieder genug Energie für die Funken bereitzustellen. Der fließende Sekundärstrom, der direkt vom Ladezustand der Zündspule abhängt, wird in der Zündspule gemessen. Fällt er unter die Sekundärstromschwelle, schaltet die Zündspulenelektronik die Leistungsendstufe wieder leitend, wodurch der Ladestrom erneut fließt. Die Höhe des fließenden Primärstroms wird ebenfalls überwacht. Wird die Primärstromschwelle erreicht, schließt die Leistungsendstufe den Primärkreis und es kommt wieder zur Hochspannungserzeugung. Dadurch wird ein weiterer Zündfunke erzeugt. Nach gleichem Schema werden auch die folgenden Funken erzeugt. i Hinweis Die Zündwinkel können nur mit Xentry Diagnostics geprüft werden. 58 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

60 Zündsystem Elektrik und Elektronik P Idealer Primär- und Sekundärstromverlauf einer Mehrfunkenzündung A B C D E Schließzeit Funkendauer Nachladeschwelle Entladeschwelle Zündzeitpunkt i 1 i 2 V Primärladestrom Sekundärstrom Betriebsspannung Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 59

61 Elektrik und Elektronik On-Board-Diagnose OBD Beim Motor 270 wird ein On-Board-Diagnose-System der zweiten Generation (OBD II) eingesetzt. In Europa wird die OBD II, mit entsprechenden Anpassungen für den europäischen Markt, Europäische On-Board- Diagnose (EOBD) genannt. Das OBD-System ist in das Steuergerät ME integriert und überwacht ständig alle abgasrelevanten Komponenten und Systeme des Fahrzeugs. Die OBD hat folgende Aufgaben: Abgasrelevante Bauteile und Systeme während der Fahrt überwachen Fehlfunktionen feststellen und speichern Fehlfunktionen durch die Kontrollleuchte Motordiagnose anzeigen Ermittelte Fehler über eine einheitliche Schnittstelle (Diagnosekupplung) an ein Diagnosegerät (z. B. Xentry Diagnostics) übertragen Zielsetzung der OBD ist die Gewährleistung dauerhaft niedriger Abgasemissionen sowie der Schutz gefährdeter Bauteile (wie z. B. Katalysator) vor Fehlzündungen. Folgende Bauteile und Systeme werden überwacht: Lambdasonden Wirkungsgrad des Katalysators (Katalysatorfunktion) Katalysatoraufheizung Regenerierung Laufruheauswertung (Erkennung Verbrennungsaussetzer) Sonstige emissionsrelevante Komponenten oder solche Komponenten, deren Störung die Diagnose einer anderen Komponente verhindert 60 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

62 On-Board-Diagnose OBD Elektrik und Elektronik Funktionsschema On-Board-Diagnose (OBD) P A1 Kombiinstrument A1e58 Kontrollleuchte Motordiagnose N3/10 Steuergerät ME N73 Steuergerät elektronisches Zündschloss X11/4 Diagnosekupplung CAN D CAN E Diagnose-CAN Fahrwerk-CAN 1 Diagnose Motorsteuerung, Kommunikation 2 Kontrollleuchte Motordiagnose, Ansteuerung Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 61

63 Elektrik und Elektronik ECO-Start-Stopp-System Der neue Motor 270 ist mit einer anlasserunterstützten innermotorischen Direktstart-Funktion ausgerüstet. Diese Funktion bildet gemeinsam mit der Motor-Stopp-Funktion eine Start-Stopp-Funktion. Die Direktstart-Funktion bewirkt, dass beim gewählten Kraftstoffinjektor der unmittelbar erste Verdichtungshub eines Zylinders schon für eine kontrollierte Verbrennung genutzt werden kann. Beim Abschalten des Motors bei Fahrzeugen mit Doppelkupplungsgetriebe im ECO Start-Stopp-Modus fällt mit stillstehenden Motor die Ölversorgung durch die Primärpumpe aus. Somit gehen alle Steuerungselemente und Aktoren in den unbelasteten Grundzustand über und das Doppelkupplungsgetriebe ist nicht mehr kraftschlüssig. Die elektrische Zusatzölpumpe wird beim Start und beim Abstellen des Motors über das Steuergerät Vollintegrierte Getriebesteuerung Doppelkupplungsgetriebe angesteuert. Bei stillstehendem Motor übernimmt die elektrische Zusatzölpumpe die Ölversorgung der Steuerungselemente und Aktoren des Doppelkupplungsgetriebes. Zusätzlich vermindert sie den auftretenden Zeitverlust zwischen Anfahrwunsch und Anfahrzeitpunkt. Durch den Einsatz einer 12 Ah Zusatzbatterie ECO Start-Stopp-Funktion wird der Spannungsabfall während eines Motorstarts gepuffert. Die Zusatzbatterie übernimmt dabei die Spannungsversorgung aller aktiven Verbraucher, während die Bordnetzbatterie vom Bordnetz entkoppelt ist und ausschließlich für den Starter zur Verfügung steht. Das Steuergerät ME führt permanent eine Systemdiagnose durch und bewertet die Systemzustände für die ECO Start-Stopp-Funktion. Alle an der ECO Start-Stopp-Funktion beteiligten Systeme prüfen ständig ihren Status und senden diesen über den Fahrwerk-CAN oder Antriebs-CAN an das Steuergerät ME. Die Verfügbarkeit der Start-Stopp-Funktion wird dem Fahrer mit einem Symbol ECO im Multifunktions- Display im Kombiinstrument angezeigt. Bei stehendem Fahrzeug schaltet die Start-Stopp- Funktion den Motor automatisch ab und startet ihn wieder, sobald der Fahrer anfahren möchte. Durch das Abschalten des Motors bei Fahrzeugstillstand werden der Kraftstoffverbrauch und somit die Abgasemissionen reduziert. Das konventionelle Abschalten und Starten des Motors mit dem Senderschlüssel oder über die Start- Stopp-Taste KEYLESS GO (bei Code (889) Keyless Go) ist weiterhin möglich. Beim Motor 270 wird ein Hallsensor Kurbelwelle mit Drehrichtungserkennung verbaut. Der Hallsensor erfasst berührungslos über das Inkrementrad (Lochblech) am Starterzahnkranz die Stellung und die Drehzahl der Kurbelwelle und sendet die Signale zum Steuergerät ME. Zusammen mit dem Signal des Hallsensors Einlassnockenwelle dient das Signal des Hallsensors Kurbelwelle zur Zylinder-1-Erkennung. Steht dem Steuergerät ME das Signal des Hallsensors Kurbelwelle nicht zur Verfügung, verwendet das Steuergerät ME das Signal des Hallsensors Einlassnockenwelle als Ersatzwert für den Motorstart. 62 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

64 ECO-Start-Stopp-System P Elektrik und Elektronik Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 63

65 Elektrik und Elektronik ECO-Start-Stopp-System 10 Motorstart, Anforderung 11 Motorstopp Freigabe, Status 12 Crash, Signal 13 Fahrstufe, Anforderung 14 Fahrstufe, Status 15 Taste ECO Start-Stopp-Funktion, Status 16 Motorstopp Verbot, Anforderung 17 Lenkradwinkelsensor, Signal 18 Schalter Drehfalle Tür, Status 19 Kraftstoffpumpe, Ansteuerung 20 Motordrehzahl, Signal 21 Kühlmitteltemperatur-Sensor, Signal 22 Fahrpedalsensor, Signal 23 Schalter Bremslicht, Signal 24 Bremsunterdrucksensor, Signal 25 Schalter Rückhaltesystem Gurtschloss, Status 26 Schalter Einbruch-Diebstahl-Warnanlage Motorhaube, Status 27 Raddrehzahl, Signal 28 Positionssensor Zentralschaltwelle Schaltgetriebe, Signal 29 Schalter Kupplungspedal, Status 30 Kontaktschalter Motorhaube, Status 31 Motordrehmoment, Anforderung Anhebung 32 Motordrehmoment, Anforderung Reduzierung Funktionsschema ECO-Start-Stopp-System A1 Kombiinstrument A1p13 Multifunktions-Display A89 Elektrische Steuereinheit DISTRONIC B11/4 Kühlmitteltemperatur-Sensor B37 Fahrpedalsensor B64/1 Bremsunterdrucksensor B70 Hallsensor Kurbelwelle B79/3 Positionssensor Zentralschaltwelle Schaltgetriebe (bei Schaltgetriebe) F58kM Relais Klemme 50 Starter F58kN Relais Klemme 87M L6/1 Drehzahlsensor Vorderachse links L6/2 Drehzahlsensor Vorderachse rechts L6/3 Drehzahlsensor Hinterachse links L6/4 Drehzahlsensor Hinterachse rechts M1 Starter M3 Kraftstoffpumpe N2/10 Steuergerät Supplemental Restraint System N3/10 Steuergerät ME N10 Steuergerät SAM N22/7 Steuer- und Bediengerät Klimatisierungsautomatik N30/4 Steuergerät Elektronisches Stabilitäts- Programm N49 Lenkradwinkelsensor N69/1 Steuergerät Vordertür links N73 Steuergerät elektronisches Zündschloss N80 Steuergerät Mantelrohrmodul N118 Steuergerät Kraftstoffpumpe S9/1 Schalter Bremslicht S40/3 Schalter Kupplungspedal (bei Schaltgetriebe) S40/5 Schalter Kupplungspedal Startfreigabe (bei Schaltgetriebe) Y3/14 Steuereinheit Vollintegrierte Getriebeeinheit Doppelkupplungsgetriebe (bei Code (429) Doppelkupplungsgetriebe) CAN B Innenraum-CAN CAN C Antriebs-CAN CAN E Fahrwerk-CAN 1 Klimaanlage, Status 2 Kombiinstrument, Meldung 3 Kraftstoffpumpe, Anforderung Solldruck 4 Kraftstoffdruck, Status 5 Relais Klemme 50 Starter, Ansteuerung 6 Starter, Ansteuerung 7 Schalter Bremslicht, Status 8 Klemme 87, Status 9 Fahrzeuggeschwindigkeit, Signal 64 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

66 Montagehebel Verwendung Zum Spannen und Entspannen der Spannvorrichtung des Riementriebs. Mechanik Sonderwerkzeug P MB-Nummer W FG 13 Satz Kategorie B Mercedes-Benz Pkw Basic-Operation- Pflicht/ohne Ausnahmeregelung Haltesperre Verwendung Zur Arretierung des Schwungrads oder der Mitnehmerscheibe. P MB-Nummer W FG 01, 03, 05 Satz Kategorie B Mercedes-Benz Pkw Basic-Operation- Pflicht/ohne Ausnahmeregelung Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 65

67 Sonderwerkzeug Mechanik Haltevorrichtung Verwendung Die Haltevorrichtung ermöglicht das Niederhalten und die Fixierung der Nockenwellen im Montagezustand. Damit ist ein Lösen und Festziehen der Befestigungsschrauben an den Nockenwellenrädern möglich. P MB-Nummer W FG 05 Satz Kategorie C Mercedes-Benz Pkw Special-Operation Prüfverschluss Verwendung Zur Prüfung des Öldrucks am Ölfiltereinsatz. Nur in Verbindung mit Prüfgerät W P MB-Nummer W FG 18 Satz Kategorie B Mercedes-Benz Pkw Basic-Operation- Pflicht/ohne Ausnahmeregelung 66 b Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270

68 Steckschlüsseleinsatz Verwendung Zum Verdrehen der Nockenwellen. Mechanik Sonderwerkzeug P MB-Nummer W FG 05 Satz Kategorie C Mercedes-Benz Pkw Special-Operation Anschlussadapter Verwendung Zur Dichtigkeitsprüfung des Ladeluftsystems. Nur in Verbindung mit Dichtigkeitsprüfgerät W P MB-Nummer W FG 09 Satz Kategorie B Mercedes-Benz Pkw Basic-Operation- Pflicht/Freigegeben zur Kooperation Einführung neue Reihenmotoren-Generation 4-Zylinder M 270 b 67