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Versteller Nockenwelle Systembeschreibung

Übersicht Nockenwellenstellersystem


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(1)Flügel Nockenwellensteller
(2)Kettenrad Steuerkette
(3)Motoröldruck – für die Nachverstellung der Nockenwelle
(4)Nockenwelle
(5)Eingangssignale der Motorsensoren
(6)Steuergerät Motor (ECM)
(7)Schaltmagnet Nockenwellensteller
(8)Motorölpumpe
(9)Versorgung Motoröldruck
(10)Motorölablass
(11)Motoröldruck – für die Vorverstellung der Nockenwelle
(12)Rotor Nockenwellensteller
(13)Impulsgeberrad Nockenwellenstellungssensor
(14)Feststellzapfen Nockenwellensteller
(15)Gehäuse Nockenwellensteller

Das Nockenwellenstellersystem ermöglicht dem Motorsteuergerät (ECM), bei laufendem Motor die Steuerzeiten aller 4 Nockenwellen zu verändern. Die CMP-Stellglied-Baugruppe (15) verändert die Nockenwellenposition als Reaktion auf Richtungsänderungen des Öldrucks. Das Magnetventil des CMP-Stellglieds steuert den Öldruck, der zur Beschleunigung bzw. Verzögerung der Nockenwelle einwirkt. Eine Abstimmung der Nockenwellen-Steuerzeit auf den Bedarf des Motors ergibt eine bessere Ausgewogenheit zwischen den folgenden Leistungszuständen:

    • Ausgangsleistung des Motors
    • Wirtschaftlicher Kraftstoffverbrauch
    • Weniger Auspuffgase

Das Magnetventil des CMP-Stellglieds (7) wird vom ECM gesteuert. Der Kurbelwellensensor (CKP-Sensor) und die CMP-Sensoren dienen der Überwachung von Veränderungen der Nockenwellenposition. Das ECM verwendet die folgenden Informationen zur Berechnung der gewünschten Nockenwellenpositionen:

    • Den Motorkühlmitteltemperatursensor (ECT)
    • Berechnete Motoröltemperatur (EOT)
    • Den Luftmassensensor (MAF)
    • Den Drosselklappen-Stellungssensor (TP)
    • Den Fahrgeschwindigkeitssensor (VSS)
    • Liefergrad

Operation

Die CMP-Stellglied-Baugruppe hat ein Außengehäuse, das von einem Motorzahnriemen angetrieben wird. Innen in der Baugruppe befindet sich ein Rotor mit feststehenden Flügeln, der an die Nockenwelle angebaut ist. Auf die feststehenden Flügel wirkender Öldruck hat zur Folge, dass sich eine bestimmte Nockenwelle im Verhältnis zur Kurbelwelle dreht. Durch die Bewegung der Einlassnockenwellen wird die Einlassventilsteuerung vorverstellt. Durch die Bewegung der Auslassnockenwellen wird die Auslassventilsteuerung nachverstellt. Wenn Öldruck auf die Nachstellseite der Flügel wirkt, kehren die Nockenwellen auf 0 Kurbelwellengrade oder zum oberen Totpunkt (TDC) zurück. Das Magnetventil des CMP-Stellglieds regelt den Öldurchfluss, der die Bewegung der Nockenwelle steuert. Das ECM fordert beim CMP-Magnetventil an, den Taststift des Magnetventils und das Spulenventil zu bewegen, bis Öl aus der Vorstellpassage (11) einströmt. Durch die CMP-Stellglied-Baugruppe strömendes, von der Vorstellpassage des CMP-Magnetventil kommendes Öl übt Druck auf die Vorstellseite der Flügel in der CMP-Stellglied-Baugruppe aus. Wird die Nockenwellenposition verzögert, richtet das Magnetventil des CMP-Stellglieds den Ölstrom von der Nachstellpassage (3) in die CMP-Stellglied-Baugruppe. Das ECM kann vom Magnetventil des CMP-Stellglieds auch anfordern, den Öldurchfluss für beide Passagen zu stoppen, um die aktuelle Nockenwellenposition zu halten.

Das ECM betätigt das Magnetventil des CMP-Stellglieds durch Pulsweitenmodulation (PWM) der Magnetventilspule. Je höher die PWM-Einschaltdauer, desto größer die Veränderung der Nockenwellensteuerzeit. Die CMP-Stellglied-Baugruppe enthält außerdem einen Sperrstift (14), der Bewegungen zwischen dem Außengehäuse und der Rotorflügel-Baugruppe verhindert. Der Sperrstift wird durch den Öldruck freigegeben, bevor eine Bewegung in der CMP-Stellglied-Baugruppe stattfindet. Das ECM vergleicht laufend die CMP-Sensoreingänge mit dem CKP-Sensoreingang, um die Nockenwellenposition zu überwachen und Fehler im System zu erkennen. Tritt eine Störung Stellgliedsystem entweder der Einlass- oder der Auslassnockenwelle auf, stellt sich das Nockenwellen-Stellglied der entgegengesetzten Bank, Einlass oder Auslass, auf einen Default-Wert von 0 Kurbelwellengraden ein.

Funktion des Nockenwellenstellers

Fahrbedingung

Veränderung der Nockenwellenposition

Ziel

Ergebnis

Leerlauf

Keine Veränderung

Minimierung der Ventilüberlappung

Stabilisierung der Leerlaufdrehzahl

Leichte Motorlast

Verzögerung der Ventilsteuerzeit

Verringerung der Ventilüberlappung

Stabile Ausgangsleistung des Motors

Mittlere Motorlast

Beschleunigung der Ventilsteuerzeit

Erhöhung der Ventilüberlappung

Geringerer Kraftstoffverbrauch und weniger Abgase

Niedrige bis mittlere Drehzahl bei Volllast

Beschleunigung der Ventilsteuerzeit

Vorstellung Einlassventil Schließen

Verbesserung des unteren und mittleren Drehmomentbereichs

Hohe Drehzahl bei Volllast

Verzögerung der Ventilsteuerzeit

Verzögerung Einlassventil Schließen

Verbesserung der Ausgangsleistung des Motors

   


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