Der Phasenversteller dient zur Veränderung der Steuerzeiten.
Zur Verbesserung der Zylinderfüllung bei allen Betriebszuständen sind die Motoren K4M und F4R mit einem Phasenversteller der Einlassnockenwelle ausgestattet (Abb. 1).
Abb. 1. Phasenversteller der Einlassnockenwelle
Die Verlagerung des Schließzeitpunkts der Einlassventile optimiert die Zylinderfüllung in Abhängigkeit von der Kurbelwellendrehzahl.
Dadurch wird das Drehmoment bei mittlerer Last und die Leistung bei hoher Drehzahl gesteigert.
Unter diesen Bedingungen ermöglicht ein späteres Schließen der Einlassventile den Eintritt einer zusätzlichen Gemischmenge durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit.
Bei niedriger Drehzahl ist die Ladebewegung dagegen gering.
Ein früheres Schließen der Auslassventile verhindert eine schlechte Zylinderfüllung und Drehmomentverluste durch das Verdrängen eines Teils des Frischgemischs.
Je höher die Kurbelwellendrehzahl, desto später muss das Schließen der Einlassventile erfolgen.
Betriebsmodi des Phasenverstellers (Motor K4M)
Abb. 2. Magnetventil des Phasenverstellers
Das Öl wird über ein Magnetventil, das am Zylinderkopf montiert ist, zum Phasenversteller geleitet (Abb. 2).
Das Ventil wird mit einem variablen Tastverhältnis-Signal (12 V, 250 Hz) angesteuert, wodurch Öl in den Mechanismus gelangt und der Phasenwinkel verändert werden kann.
Das Steuergerät versorgt das Magnetventil mit einem Tastverhältnis-Signal, dessen Wert proportional zur geforderten Phasenverschiebung ist.
Die Phasen werden stufenlos zwischen 0 und 43° Kurbelwellenwinkel verstellt.
Die Ansteuerung des Magnetventils des Phasenverstellers erfolgt unter folgenden Bedingungen:
- kein Fehler des Kurbelwellendrehzahlsensors;
- keine Fehler der Nockenwellen-Positionssensoren;
- keine Fehler im Einspritzsystem;
- nach dem Motorstart;
- Motor läuft nicht im Leerlauf bei losgelassenem Gaspedal;
- Schwellenwert des Einspritzprofils (abhängig von Last und Drehzahl) wurde erreicht;
- Kühlmitteltemperatur zwischen 10 und 120 °C;
- Motoröltemperatur erhöht.
Notlaufmodi:
- Rückstellung des Phasenverstellers in die Ausgangsposition;
- Null-Phasenverschiebung.
Bei Blockierung des Magnetventils in geöffneter Stellung läuft der Motor im Leerlauf unruhig, der Saugrohrdruck ist erhöht und die Motorengeräusche sind verstärkt.
Funktion und Ansteuerung des Phasenverstellers (Motor F4R)
Der Phasenversteller ist deaktiviert oder wird vom Einspritzsteuergerät über ein Magnetventil am Zylinderkopfdeckel angesteuert (Abb. 3).
Abb. 3. Funktion des Phasenverstellers: 1 - Rotor des Phasenverstellers, 2 - Zahnrad des Phasenverstellers, 3 - Einlassnockenwelle, 4 - Magnetventil des Phasenverstellers
Bei Kurbelwellendrehzahlen zwischen 1500 und 4300 min-1 versorgt das Steuergerät das Magnetventil mit Spannung.
Bei Überschreiten von 4300 min-1 wird die Spannungsversorgung des Magnetventils unterbrochen.
In dieser Stellung unterstützt die Position des Phasenverstellermechanismus die Zylinderfüllung bei hoher Drehzahl.
In dieser Stellung blockiert der Sperrkolben den Mechanismus.
Bei Drehzahlen unter 1500 min-1 wird das Magnetventil nicht mit Spannung versorgt.
Der Mechanismus ist durch den Kolben verriegelt.
Mit dem Anlegen der Spannung an das Magnetventil bei Drehzahlen über 1500 min-1 wird der Sperrkolben durch den Öldruck zurückgedrängt und gibt den Mechanismus frei.
In der Grundstellung ist das Magnetventil geschlossen.
Das Ventil öffnet den Öldurchgang zur Ansteuerung des Phasenverstellers unter folgenden Bedingungen:
- kein Fehler des Kurbelwellendrehzahlsensors;
- keine Fehler der Nockenwellen-Positionssensoren;
- keine Fehler im Einspritzsystem;
- nach dem Motorstart;
- Motor läuft nicht im Leerlauf;
- Batteriespannung über 11,4 V;
- Kühlmitteltemperatur über 30 °C;
- Motordrehzahl zwischen 1500 und 4300 min-1;
- Last über 87 % (ca. 900 mbar).
Bei Blockierung des Magnetventils in geöffneter Stellung läuft der Motor im Leerlauf unruhig und der Saugrohrdruck ist erhöht.
