906: Bauteile und Funktionen des OM646

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906: Bauteile und Funktionen des OM646

Beitrag von Vanagaudi » 14 Jun 2019 19:01

Nachstehend werden verschiedene Bauteile und Funktionen des OM646, wie er im 906 eingesetzt wird, erläutert.

Der OM 646 DE 22 LA wurde in Europa in der Zeit von 2006 bis 2009 im Sprinter eingesetzt. Anderswo wird er auch heute noch verkauft. Als 4-Zylinder-Reihendieselmotor besitzt er 2148 cm³ Hubraum und konnte mit folgenden Leistungsklassen geordert werden:

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646.984   x09CDI    65 kW  (88 PS) bei 3800/min   220 Nm bei 1600–2600/min
646.985   x11CDI    80 kW (109 PS) bei 3800/min   280 Nm bei 1600–2400/min
646.986   x13CDI    95 kW (129 PS) bei 3800/min   305 Nm bei 1200–2400/min
646.989   x15CDI   110 kW (150 PS) bei 3800/min   330 Nm bei 1200–2400/min
646.990   x15CDI   110 kW (150 PS) bei 3800/min   330 Nm bei 1200–2400/min
Zuletzt geändert von Vanagaudi am 15 Jun 2019 17:28, insgesamt 2-mal geändert.
Für (Folge-) Schäden aller Art übernehme ich keine Haftung. Alle einschlägigen (Sicherheits-) Vorschriften sind zu beachten. Im Zweifelsfalle grundsätzlich einen Fachmann fragen bzw. die Arbeiten von einer Fachfirma ausführen lassen.

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906: Bauteile und Funktionen des OM646: Die Hochdruckpumpe

Beitrag von Vanagaudi » 14 Jun 2019 19:05

Aufbau der Hochdruckpumpe beim 646.984 /985 /986 /989

Anordnung
Die Hochdruckpumpe ist vorn am Zylinderkopf oberhalb des Riementriebs montiert.

Aufgabe
Die Hochdruckpumpe ist eine Radialkolbenpumpe mit 3 im Winkel von 120° angeordneten Kolbenpumpenelementen, die den von der Kraftstoffpumpe geförderten Kraftstoff bis auf 1600 bar verdichten und der Railleitung zuführen. Die Kolben der einzelnen Pumpenelemente werden von einer Exzenterwelle angetrieben.

Niederdruckseite
Der von der Kraftstoffpumpe geförderte Kraftstoff kommt am Hochdruckpumpenflansch an und wird dort zum Mengenregelventil und zum Kraftstoffüberdruckventil geleitet. Das Mengenregelventil steuert das eingehende Kraftstoffvolumen, das über den Ringkanal den 3 Pumpenelementen der Kolbenhochdruckpumpe zugeführt wird (Kraftstoffzulauf zu den Hochdruckelementen).
Zur Schmierung der Pumpenelemente bei geschlossenem Mengenregelventil (Schiebebetrieb) wird über die Nullförderdrossel Kraftstoff vom Kraftstoffzulauf direkt in den Ringkanal geleitet.
Das Kraftstoffüberdruckventil begrenzt den maximalen Kraftstoffdruck, der am Mengenregelventil anliegt, auf ca. 4,5 bar. Wird dieser Wert überschritten, öffnet das Kraftstoffüberdruckventil und leitet den überschüssigen Kraftstoff in die Kraftstoffrücklaufleitung in Richtung des Kraftstofftanks. Zusätzlich leitet das Kraftstoffüberdruckventil einen Teil des Kraftstoffs als Schmiermenge zur Exzenterwelle. Eventuell vom Kraftstoff mitgeführte Luft wird über das Kraftstoffüberdruckventil der Rücklaufleitung zugeführt.

Hochdruckseite
Die Exzenterwelle bewegt mit ihrer Hubscheibe die drei Kolben gegen die jeweilige Kolbenfeder auf und ab. Bei genügend großem Druck strömt der Kraftstoff aus dem Kolbenzylinder gegen den Federdruck des ausgangsseitigen Kugelventils in den Hochdruckkanal und dann in die Railleitung.

Befüllen des Kolbens
Der Kolben bewegt sich, wenn er von der Exzenterwelle freigegeben wird, durch die Kolbenfeder nach unten. Der von der Kraftstoffpumpe geförderte Kraftstoff gelangt über den Ringkanal, den Kraftstoffzulauf und gegen die Kraft der Ventilfeder über das Eingangsventil in den Zylinder der Kolbenpumpe. In dieser Phase des Befüllens verhindert das Kugel-Ausgangsventil auf der Hochdruckseite, dass der Kraftstoff vom Hochdruckkanal in den Zylinder zurückfließen kann.

Hochdruck erzeugen
Der Kolben wird von der auflaufenden Exzenterwelle nach oben bewegt. Damit wird der Kraftstoff im Zylinder der Kolbenpumpe komprimiert. Das Eingangsventil schließt das Fördervolumen gegen den Kraftstoffzulauf ab. Steigt der Kraftstoffdruck im Zylinder über den Druck, der sich im Hochdruckkreislauf befindet, öffnet sich das Kugelventil auf der Ausgangsseite und der Kraftstoff wird in den Hochdruckkreislauf befördert.
Zuletzt geändert von Vanagaudi am 15 Jun 2019 16:52, insgesamt 5-mal geändert.
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906: Bauteile und Funktionen des OM646: Heizelement der Entlüftungsleitung

Beitrag von Vanagaudi » 14 Jun 2019 23:05

Das Heizelement der Entlüftungsleitung beim 646.984 /985 /986 /989

Anordnung
Das Heizelement der Entlüftungsleitung befindet sich zwischen dem Ansaugrohr und dem Motorentlüftungsschlauch, links unten am Ansaugrohr.

Aufgabe
Das Heizelement der Entlüftungsleitung verhindert, dass die Kurbelgehäuseentlüftung durch Kondenswasser zufriert oder durch schwersiedende Ölbestandteile verstopft wird.

Aufbau
Das Heizelement der Entlüftungsleitung besteht aus einem Kunststoffgehäuse mit integriertem Heizwiderstand und einem 2-poligen Steckanschluss.

Funktion
Das Heizelement der Entlüftungsleitung wird abhängig von der Außentemperatur vom CDI-Steuergerät ein- und ausgeschaltet.
Zuletzt geändert von Vanagaudi am 15 Jun 2019 00:04, insgesamt 1-mal geändert.
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906: Bauteile und Funktionen des OM646: Die Drosselklappe

Beitrag von Vanagaudi » 14 Jun 2019 23:19

Die Drosselklappe beim 646.984 /985 /986 /989

Anordnung
Der Drosselklappensteller befindet sich am Motor vorn rechts neben der Ölwanne.

Aufgabe
Der Drosselklappensteller regelt die Frischluftmenge und mischt rückgeführtes Abgas der Frischluft bei.

Funktion
Der Drosselklappensteller wird vom CDI-Steuergerät über ein pulsweiten moduliertes Signal (PWM) angesteuert und regelt über die eingebaute Drosselklappe die Frischluftmenge.
Durch den Anschluss Abgasrückführung mit Mischdrossel wird der angesaugten Frischluft rückgeführtes Abgas beigemischt.
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906: Bauteile und Funktionen des OM646: Der Abgasrückführsteller

Beitrag von Vanagaudi » 14 Jun 2019 23:50

Der Abgasrückführsteller beim 646.985 /986 (MF4) und 646.984 /985 /986 /989 (MS9)

Der Motor 646.985 /986 mit Ausstattungscode MF4 ist als schadstoffarm nach EU4 Gruppe 3 eingestuft (Leichte Nutzfahrzeuge Kategorie N1 Klasse III, Diesel).
Der Motor 646.984 /985 /986 /989 mit Ausstattungscode MS9 ist als schadstoffarm nach Euro 4 eingestuft (PKW Diesel).

Anordnung
Der Abgasrückführsteller ist im Motorraum auf der linken Seite vorn am Abgasrückführkühler angeordnet.

Aufbau
Der Abgasrückführsteller besteht aus einem elektrischen Anschluss, dem Stellmotor mit integrierter Elektronik und Hall-Geber sowie einem Ventilteller zum Steuern des Abgasstroms.

Funktion
Der Abgasrückführsteller wird vom CDI-Steuergerät mit einem pulsweiten moduliertes Signal (PWM) angesteuert. Entsprechend der Ansteuerung gibt der Ventilteller des Abgasrückführstellers eine Öffnung frei, durch die das rückgeführte Abgas hindurch strömen kann.

Voraussetzungen für die Aktivierung der Abgasrückführung sind:
  • Batteriespannung zwischen 11 bis 14 V
  • Frühestens kurz nach dem Motorstart
  • Motordrehzahl mindestens 500/min
  • Betrieb im Teillastbereich
Die Abgasrückführung (AGR) erfolgt in Abhängigkeit von der Motorlast, der Motordrehzahl und vom Restsauerstoffgehalt im Abgas. Um diese Werte zu ermitteln, liest das CDI-Steuergerät die Signale folgender Bauteile ein:
  • Heißfilm-Luftmassenmesser
  • Ladedrucksensor
  • Temperaturfühler Ladeluft
  • Saugrohrdrucksensor
  • Fahrpedalmodul
  • Lambdasonde
  • Kurbelwellensensor
Nach Auswertung der Eingangssignale steuert das CDI-Steuergerät mit Hilfe des abgespeicherten Kennfelds den Abgasrückführsteller mit einem pulsweiten moduliertes Signal (PWM) an. Über den Abgasrückführsteller wird je nach Ansteuerung vom CDI-Steuergerät der Öffnungsquerschnitt des Abgasrückführkanals vergrößert, verkleinert oder ganz geschlossen. Je nach Öffnungsquerschnitt wird mehr, weniger oder gar kein Abgas in das Ladeluftverteilerrohr zurückgeführt. Durch die AGR wird der Stickoxid-Anteil (NOx) im Abgas gesenkt, dies geschieht durch die folgenden 3 Vorgänge:
  • Reduzierung der Sauerstoff-Konzentration (O2) im Brennraum
  • Reduzierung des austretenden Abgasstroms
  • Reduzierung der Verbrennungstemperatur
Um die Wirkungsweise der AGR zu erhöhen, wird das Abgas über den Abgasrückführkühler geleitet.
Zuletzt geändert von Vanagaudi am 15 Jun 2019 14:17, insgesamt 1-mal geändert.
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906: Bauteile und Funktionen des OM646: Der Abgasrückführkühler

Beitrag von Vanagaudi » 15 Jun 2019 13:11

Der Abgasrückführkühler beim 646.985 /986 (MF4) und 646.984 /985 /986 /989 (MS9)

Der Motor 646.985 /986 mit Ausstattungscode MF4 ist als schadstoffarm nach EU4 Gruppe 3 eingestuft (Leichte Nutzfahrzeuge Kategorie N1 Klasse III, Diesel).
Der Motor 646.984 /985 /986 /989 mit Ausstattungscode MS9 ist als schadstoffarm nach Euro 4 eingestuft (PKW Diesel).

Anordnung
Der Abgasrückführkühler befindet sich auf der links Seite des Motors.

Aufgabe
Der Abgasrückführkühler soll die Temperatur der rückgeführten Abgase senken. Damit erhöht sich die Menge des rückgeführten Abgases und die Stickoxidemission wird gesenkt.

Aufbau
Der Abgasrückführkühler wird im Aluminium-Sandguss-Verfahren hergestellt.

Funktion
Der Abgasrückführkühler entzieht dem rückgeführten Abgas Wärme und gibt diese an die Umgebungsluft ab. Dadurch wird die Temperatur der rückgeführten Abgase gesenkt und gleichzeitig die Dichte der Abgase erhöht.
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906: Bauteile und Funktionen des OM646: Die Abgasreinigung

Beitrag von Vanagaudi » 15 Jun 2019 14:07

Die Abgasreinigung beim 646.985 /986 (MF4) und 646.984 /985 /986 /989 (MS9)

Der Motor 646.985 /986 mit Ausstattungscode MF4 ist als schadstoffarm nach EU4 Gruppe 3 eingestuft (Leichte Nutzfahrzeuge Kategorie N1 Klasse III, Diesel).
Der Motor 646.984 /985 /986 /989 mit Ausstattungscode MS9 ist als schadstoffarm nach Euro 4 eingestuft (PKW Diesel).

Die vom Motor ausgestoßenen Abgase werden von der Auspuffanlage und von einem Oxidationskatalysator sowie einem Dieselpartikelfilter (DPF) gereinigt und gedämpft. Zusätzlich kommt eine Lambda-Regelung zum Einsatz.
Die Aufgabe der Abgasreinigung ist die Einhaltung der vom Gesetzgeber vorgeschriebenen Abgasemissionswerte durch die Reduzierung der folgenden Schadstoffe im Abgas:
  • Stickoxide (NOx)
  • Kohlenwasserstoffe (HC)
  • Kohlenmonoxid (CO)
  • Particulate Matter (Feinstaub-Partikel) (PM)
Zur Abgasreinigung werden bis zu zwei weitere Funktionen angewendet. Die Abgasrückführung (AGR) bei den Motoren 646.984 /985 /986 /989 mit Ausstattungscode MS9, und zusätzlich eine Einlasskanalabschaltung (EKAS) nur bei den Motoren 646.985 /986 mit Ausstattungscode MF4. Die AGR verringert die NOx-Anteile und die EKAS verringert die Partikelmenge im Abgas.

Oxidationskatalysator
Der Oxidationskatalysator besteht aus einem hochtemperaturfesten Magnesium-Aluminium-Silikat. Er sorgt für die Verringerung der Kohlenwasserstoffe HC und des Kohlenmonoxids CO und erzeugt durch eine Nachverbrennung die erforderliche thermische Energie für die Regenerationsphase des Dieselpartikelfilters.

Dieselpartikelfilter
Der DPF besteht aus einem keramischen Monolith aus Siliziumkarbid, der mit dem Edelmetall Platin beschichtet ist. Die Kanäle des DPF sind wechselseitig vorn und hinten geöffnet und durch die porösen Filterwände des keramischen Monoliths voneinander getrennt. Das durch den Oxidationskatalysator vorgereinigte Abgas strömt in die nach vorn geöffneten Kanäle des DPF ein und filtert durch die porösen Filterwände des keramischen Monoliths in die nach hinten geöffneten Kanäle. Danach wird das gereinigte und gefilterte Abgas durch die Auspuffanlage abgeführt. Der Feinstaub wird im keramischen Monolith des DPF zurückgehalten, die Reduzierung des Feinstaubanteils beträgt etwa 99%.

Regeneration des DPF
Überschreitet die Feinstaubbeladung einen im Kennfeld abgelegten Wert, leitet das CDI-Steuergerät, bei vorausgesetzten Regenerationsbedingungen, die Regenerationsphase ein. Den Füllgrad des DPF erhält das CDI-Steuergerät über den Differenzdrucksensor des Dieselpartikelfilters über die Druckdifferenz zwischen Filteraus- und -eingang. Die Regeneration wird jedoch auch unabhängig vom Füllgrad des DPF spätestens nach einer Fahrstrecke von 832km eingeleitet.
Die Regeneration des DPF erfolgt über die periodische Erhöhung der Abgastemperatur durch Nacheinspritzung auf über 550°C. Dazu werden folgende Funktionen vom CDI-Steuergerät eingeleitet:
  • Anpassung der Menge und des Zeitpunkts der Nacheinspritzung
  • Anpassung des Raildrucks
  • Drosselung des Ladeluftdrucks
  • Drosselung der Ansaugluft über den Drosselklappensteller
  • Anpassung der Drall- und Füllungseinlasskanäle durch die EKAS (nur bei Motor 646.985 /986)
  • Anpassung der AGR-Rate
Durch die Erhöhung der Abgastemperatur werden die im DPF eingelagerte Feinstaub überwiegend zu Kohlendioxid (CO2) verbrannt. Die entstehende Asche bleibt im DPF zurück. Mittels des Temperaturfühlers des Katalysators und des Temperaturfühlers vor dem Dieselpartikelfilter wird die Abgastemperatur während der Regeneration überwacht. Der Differenzdrucksensor Dieselpartikelfilter ermittelt über die Abgasdruckleitungen die Druckdifferenz zwischen dem Abgasdruck vor und nach dem DPF.
Anhand der Druckdifferenz und der vom CDI-Steuergerät errechneten Abgasmasse wird über ein im Motorsteuergerät abgelegtes Kennfeld der Grad der Aschebelastung im DPF ermittelt. Eine gegebenenfalls notwendige Wartung des DPF wird über die Kontrollleuchte EOBD im Kombiinstrument signalisiert.

Kann die Regeneration des DPF nicht vollständig ablaufen (Kurzstreckenfahrten, Abstellen des Motors während der Regenerationsphase), wird sie auf mehrere Fahrzyklen verteilt. Die Aufheizphasen bis zum Erreichen der notwendigen Regenerationstemperatur werden dadurch häufiger. Im allgemeinen läuft der Regenerationsvorgang für den Fahrer unbemerkt ab.
Für (Folge-) Schäden aller Art übernehme ich keine Haftung. Alle einschlägigen (Sicherheits-) Vorschriften sind zu beachten. Im Zweifelsfalle grundsätzlich einen Fachmann fragen bzw. die Arbeiten von einer Fachfirma ausführen lassen.

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906: Bauteile und Funktionen des OM646: Die Rail

Beitrag von Vanagaudi » 15 Jun 2019 16:49

Die Rail beim 646.984 /985 /986 /989

Anordnung
Die Rail (oder auch die Railleitung) befindet sich links neben dem Zylinderkopf. Die Rail wird von der Hochdruckpumpe über eine Hochdruckleitung befüllt und versorgt die einzelnen Injektoren, ebenfalls alle separat über Hochdruckleitungen angeschlossen, mit Kraftstoff.

Aufgabe
Die Rail dient als Hochdruckspeicher des auf etwa 1600 bar komprimierten Kraftstoffs, welches über die Injektoren in die Brennräume des Motors eingespritzt wird. Außerdem nimmt die Rail das Druckregelventil und den Raildrucksensor auf.
Für (Folge-) Schäden aller Art übernehme ich keine Haftung. Alle einschlägigen (Sicherheits-) Vorschriften sind zu beachten. Im Zweifelsfalle grundsätzlich einen Fachmann fragen bzw. die Arbeiten von einer Fachfirma ausführen lassen.

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