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Beschleunigung wellenförmig: Ursachen beim TDI (Fachartikel)

 
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Beschleunigung wellenförmig: Ursachen beim TDI
ulf Beitrag23-06-2011, 16:58  
Wenn der TDI sich trotz Vollgas so verhält, als würde man das Pedal rhythmisch ein Stück loslassen, wieder durchtreten usw., wird man beim Auslesen der Messwerte kaum einen klaren Hinweis auf die eigentliche Ursache finden, sodern nur mehr oder weniger wild schwankende Werte für Ladedruck, Luftmasse und Einspritzmenge.

Meist wird es sich um Regelschwingungen des Ladedrucks handeln, die durch andere Vorgänge ermöglicht oder verstärkt werden.

So etwas kann z.B. passieren, wenn im Fahrbetrieb die Rußbegrenzung aktiv ist (statt Fahrerwunsch bzw. Drehmomentbegrenzung, vgl. http://community.dieselschrauber.de/viewtopic.php?t=8670).

Dann führt jede Änderung des Ansaugluftstroms zu einer Änderung der Einspritzmenge.
Der Ansaugluftstrom hängt wiederum stark vom Ladedruck ab. Also verursacht jede Änderung des Ladedrucks bei aktiver Rußbegrenzung eine gleichsinnige Änderung der Einspritzmenge damit eine (mehr oder weniger spürbare) Änderung der Motorleistung:

Regeleingriff Ladedruckabsenkung -> geringere Einspritzmenge (= Beschleunigung bricht ein) -> verringerter Laderantrieb verstärkt den ursprünglichen Regeleingriff -> der Ladedruck kann deutlich unter den Sollwert fallen, was eine Regelkorrektur des Ladedrucks nach oben bewirkt.
Regeleingriff Ladedruckerhöhung -> größere Einspritzmenge (= Beschleunigung steigt an) -> mehr Laderantrieb verstärkt den ursprünglichen Regeleingriff -> der Ladedruck kann deutlich über den Sollwert steigen, was eine Regelkorrektur des Ladedrucks nach unten bewirkt -> siehe wieder oben bei Regeleingriff Ladedruckabsenkung usw. usw.

Damit ist der Kreis geschlossen, und wir haben eine selbstverstärkende Schwingung von Ladedruck und Einspritzmenge – was grundsätzlich bei jedem TDI passieren könnte / würde.

Das potentielle Aufschaukeln wird bei intakten Motoren grundsätzlich durch die Unterbrechung der Rückkopplungsschleife zwischen Luftmasse und Einspritzmenge verhindert – indem die niedrigere, starre Drehmomentbegrenzung oder der Fahrerwunsch die maximale Einspritzmenge unabhängig von (gemäßigten) Regelvorgängen des Ladedrucks vorgibt.
So kann die EDC den Ladedruck zügig und ungestört von Rückkopplungs-Effekten einregeln.


Ursachen für den Kameltreiber-Effekt können z.B. sein (in ungefährer Reihenfolge der Häufigkeit):
a) defekter LMM
b) extreme Ladedruck-Sprünge z.B. durch hängende Magnetventile oder sehr starke Klemmer in der Ladermechanik und kräftige Regelkorrekturen lassen während der Druckminima die Russbegrenzung aktiv werden
c) verstopfte Ansaug- und / oder Abgaswege ergeben niedrige LMM-Werte
d) der Ladedruck wird auf zu niedrigem Niveau geregelt (z.B. bei defektem Ladedrucksensor)
e) unwirksamer LLK, z.B. durch verschlossenen Kühllufteintritt, bei ungünstigen Rahmenbedingungen (z.B. Hitze + große Höhe) ergibt niedrige LMM-Werte
f) Chiptuning, durch dessen Auslegung die Rußbegrenzung (bei Volllast) ständig aktiv ist.

Im Fall a) mit alternden LMM sackt ihr Messwert meistens zuerst im obersten Messbereich ab.
Dann können sich die Regelschwingungen zunächst auch nur im oberen Drehzahlbereich ausbilden.
Breitet sich der Kameltreiber-Effekt mit zunehmender Laufleistung immer mehr in Richtung mittlere Drehzahlen aus, so liegt die Ursache ziemlich sicher in einem alternden (bzw. verdreckenden) LMM.

Allerdings zeigen nicht alle TDIs die Schaukelneigung bei aktiver Rußbegrenzung, denn die Rückkopplungsschleife kann auch entschärft werden, indem die Ladedruck-Regelparameter der EDC mit einer gewissen Toleranz gegenüber geringen Soll-Ist-Abweichungen ausgelegt werden.
Diese Regelfehler werden dann nicht mehr (oder so langsam) korrigiert, daß die Gesamtdynamik der Änderungen von Ladedruck und Einspritzmenge nicht mehr ausreicht, um eine sich aufschaukelnde Schwingung entstehen zu lassen.


Diese Darstellungen sind nur ein Gedankenmodell, das nach Kenntnis des Autors den Erfahrungen der Praxis entspricht.
Korrekturen und Ergänzungen sind ausdrücklich erwünscht!
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