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Noisy Crank Signal

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    Noisy Crank Signal

    Hallo,
    ich denke, diese Thema dürfte durch die Bank alle TD5ler interessieren - und habe mir dazu ein paar Gedanken gemacht:

    Nosy Crank Signal (NCS) bedeute, dass die ECU etwas Probleme hat, die Position der Kurbelwelle messerscharf zu bestimmen und somit den korrekten Einspritzzeitpunkt nicht immer optimal treffen kann.

    Kurzes Vorspiel:

    Bei 4-Takt Motorem mit elektronischer Zündungssteuerung (macht die ECU) muss regelmäßig der OT des z.B. 1. Zylinders bestimmt werden. Das geht nur durch einen Nockenwellensensor. Üblicherweise verfügen moderne Motoren über jeweils einen Nocken- und eine Kurbelwellenpositionssensor. Damit bestimmt die ECU zu jeder Zeit und für jeden Zylinder den Zündzeitpunkt und somit den Diesel-Einspritzbeginn.

    Der TD5:
    Hat keinen Nockenwellensensor - die Ingenieure konnten wegen der intelligenten ECU auf diesen so wichtigen Sensor verzichten.
    Banaler Vorteil: Der Nockenwellensensor kann nicht kaputt gehen.

    Aber wie bestimmt die ECU z.B. den OT des 1. Zylinders?
    Auf der Schwungscheibe sind außen neben dem Anlasserzahnkranz noch rund herum Vertiefungen eingefräst, welche der Kurbelwellenpositionssensor (CPS) detektiert. Dieser Sensor erzeugt beim Vorbeilauf einer der Vertiefungen auf der Schwungscheibe ein analoges Signal - welche der ECU weitergeleitet wird. Den CPS findet man - seht man von hinten auf die Getriebeglocke - etwa auf 1 Uhr Position. Selbstredend führt die Signalleitung des CPS zur ECU über den Motorkabelbaum.

    So, die ECU weiss also spätestens nach eine Kurbelwellenumdrehung, wann der erste Zylinder auf OT steht - hat aber keine Info darüber, ob es sich nun gerade um einen Kopressions- oder oder Ausschiebetakt handelt. Das würde nur die Nockenwelle flüstern können - aber der TD5 hat diese Info nicht.

    Wie geht das trotzdem?
    Nun, die listigen Softwareentwickler konnten der ECU beibringen, wie der Kompressionstakt von Zyl1 indirekt bestimmt werden kann - nähmlich durch bestimmen einer Veränderung der (Dreh-) Winkelgeschwindigkeit kurz vor OT. Das System macht sich zunutze, dass ausschließlich im Falle geschlossener Ventile vor dem OT der Kompressionstakt beginnt - so weit klar. Und während des Kompressionstaktes benötigt man ja Kaft, um die Luft im Brennraum zu verdichten. Dieser Kraftaufwand macht sich in charakteristisch verringerter Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle bemerkbar. Und diese Kraft kommt aus dem "Schwung" der Schwungscheibe. In der letzten Vierteldrehung der Kurbelwelle vor dem OT eines Kompressionstaktes entnimmt der Motor kurzfistig der Schwungscheibe die für den Kompressionstak erforderlichen (Rotations-) Energie. Die Schwungscheibe wird durch den Energieabfluss also etwas "langsamer" gemacht.
    Man denke sich einfach die Schwungscheibe in 360 einzelne Tortensegmente aufgeteilt (so in etwa sieht das die ECU). Während eine Kurbelwellenumdrehung laufen beim Komprimieren die letzten - sagen wir mal - 90 Tortensegmente oder 90 Grad langsamer ab als die vorherigen 90 Grad - und schon ist klar: Der erste Zylinder komprimiert - demnächst muss gezündet werden.

    Betrachte man das alles dynamisch - hat men ein schwingendes System vor sich, und anhand dessen Schwingungscharakteristik bestimmt die ECU z.B im Leerlauf bei 900 U/min (rechnet sich etwas leichter) 2250 mal je Minute - oder 37,5 mal je Sekunde den richtigen Einspritzzeitpunkt. Und bei Drehzahlen unter 1800U/min wird sogar 2x eingespritzt.

    Wir sehen also: Selbst im Leerlauf hat die ECU nur 27 Millisekunden Zeit, um für jeden Zylinder den Stromimpuls für dessen Einspritzdüse korrekt zu erzeugen. Bei fast Abregeldrehzahl - also 4500 U/min sind dafür nur noch 5,2 Millisekunden Zeit.

    Drehschwingungen eines Rades kann man auch als sich periodisch verändernde Winkelgeschwindigkeit sehen.

    Kommt nun irgendwann das gealterte und lummelige Zweimassenschwungrad (ZMS) wegen ausgeleierter Federn oder Lager in unplanmäßige Drehschwingungen, dann kann es passieren, dass dadurch die Änderung der Winkelgeschwindigkeit zur Bestimmung des OTs völlig aus dem der ECU beigebrachtem Schema fällt.

    Jetzt bekommt der Motor für 1-2 Umdrehungen "Schluckauf". Im Falle ganz niedriger Drehzahl beim langsamen Einkuppeln kommt es manchmal zum schlagartigen Stillstand des Motors - obwohl man das Gefühl im Fuß hat, noch nicht abzuwürgen.

    Daher benötigt der TD5 neben einem intaken Kabelbaum auch noch ein funktionierendes Schwungrad.

    Gruss
    Emil





    Diebstahlsicherung
    Zuletzt geändert von emil99; 26.08.2009, 15:55.
    remember the time when SEX was safe and FUEL cheap

    #2
    AW: Noisy Crank Signal

    Super Erklärung,
    konnte alles vor meinem geistigen Auge wie einen Film ansehen.

    mfg
    han solo
    Von Feinstaub kommen wir, zu Feinstaub werden wir

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      #3
      AW: Noisy Crank Signal

      Hi,
      keine Resonanz = keine negative Kritik... muss also alles Richtig gewesen sein... :)
      Mich stimmt das nur nachdenklich weil sich meiner manchmal so verhält.
      1 Gas geben, Fuss vom Gas und dann gleich wieder Gas geben= Motor aus.

      Hab ich oft an Kreuzungen... 1. Anfahren, ne shit passt nicht, fuss runter, 2. oh doch jetzt... Gas ... 3. Motor aus.... 4. mitten auf der Kreuzung langsam ausrollen.

      oder auch beim Einparken. Immer erst den Motor in Standgas kommen lassen und dann wieder Gas geben.
      Viele Grüsse
      Peter

      __________________________________________________ ______________________
      ich lebe in meiner eigenen Welt - aber das ist schon ok, man kennt mich dort....

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        #4
        AW: Noisy Crank Signal

        Vielen Dank für die Ausführungen, werde ich mir merken wenn's los geht mit dem ZMS.

        ...sind wohl alle einverstanden und sitzen nickend vorm PC...;)

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          #5
          AW: Noisy Crank Signal

          Zitat von gsmix

          Dann ich: Emil manchmal übertreibst du etwas! Kurzfassung wenn ZMS im Sack dann liefert OT-Geber Gaga-Werte hätte eigentlich genügt.

          Aber trotzdem schön zu lesen:D
          Na immerhin schön zu lesen.

          Ich, als bekennender Nicht-Fachmann, finde solche Berichte für das Verständnis weshalb manches so ist wie es eben ist o.k. .

          Ein dickes Lob für die Mühe das so plastisch und verständlich Rüberzubringen.

          Einsteiger
          Probleme gibt es nicht; Nur Lösungen!

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            #6
            AW: Noisy Crank Signal

            Hi
            mag jetzt vielleicht ne blöde Frage sein... das EMS liefert die selben Infos wie das ZWS?
            Viele Grüsse
            Peter

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              #7
              AW: Noisy Crank Signal

              @emil99
              vermutest du dass es beim td5 softwaremasig so gelosest ist oder weisst du das definitiv?
              denn waere es nicht auch moeglich dass es aufgrund der pd elemente egal ist weil im ueberschneidungs ot der pd nocken sowieso keinen druck aufbaut und somit auch nichts eingespritzt wuerde wenn die ecu bei jeder kurbewellenumdrehung signale an das pd schickt?

              nur rein interessehalber

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                #8
                AW: Noisy Crank Signal

                imho funktioniere pde wie folgt:
                nocken der nockenwelle betätigt die pumpeinheit des elements und baut druck auf. da sich der diesel nicht kompremieren lässt und nicht das ganze "pumpenvolumen" eingespritzt wird fördert das element den diesel in den rücklauf. wenn nicht eingespitzt werden soll wird also das ganze pumpenvolumen einfach in den rücklauf gefördert. soll nun eingespritzt werden wird über ein elektrisches signal der rücklauf verschlossen. dabei wird der einspritzdruck umgeleitet und öffnet die düse. man kann also den einspritzzeitpunkt, bzw. den förderbegin, frei auf der gesamten hub-zeit/weg des pd-elements wählen.
                das pd-elemt kann daher nur einspritzen wenn es sich in der "hub-Phase" befindet. denke daher das die ecu nicht zwischen LW-OT und Z-OT unterscheidet. und das der kw-sensor daher keinen nachteil hat.
                gruß eric

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                  #9
                  AW: Noisy Crank Signal

                  @grosso:
                  Zuerst habe ich das mit der Winkelgeschwindigkeit nur vermutet - es ist aber definiv so - denn die Motorenentwickeler hatten für diese Lösung in der Fachwelt ziemlichen Applaus und diverse Auszeichnung erhalten.

                  @rr83:
                  Das mit dem Einspritzdruckaufbau beim PD element siehst Du schon richtig - allerdings muss die ECU ja wissen, wann sie den Strom für das Magnetventil in den PD Elementen ein+ ausschalten soll (also Spritzbeginn). Und dafür kann die ECU eben nach dem oben vorgestelltem Verfahren den Kompressionszyklus detektieren. Ob der feghlende Nockenwellensensor es ein Nachteil sein soll - seio dahingestellt. Die Motorentwickler des TD5 haben einen genialen Weg zur Steuerung des Zündzeitpunktes beschritten - und dabei noch einen Sensor eingespart. Das war damals sicherlich für den TD5 ein gangbarer Weg - muss aber nicht Zwanghsweise in anderen Fällen so sein.

                  @alle:
                  Damals - so in 1997, als das ganze Teil fertig entwickelt war - stellte der TD5 schon einen der fortschrittlichsten Dieselmotoren dar:

                  Pumpedüse Einspritzung (naja, Cummings hatte das bereits anno tobak erfunden - aber im PKW bereich gabs das noch nie).

                  Und: Zweimassenschwingrad (ZMS) zur Dämpfung von Torsionsschwingungsspitzen.

                  (Nicht nur) VW führte diese ZMS auch ein - und hat bis heute genauso seine liebe Not damit. Das ZMS ist - man glaube es oder lasse es sein - ganz banal ein Verscheißteil (genauso wie die Kupplung).

                  Und auch die schlau ausgedachten Regelstrategien der ECU - das war schon eine Leistung.

                  Ein korrekt gebautes Einmassenschwungrad (EMS) muss natürlich auch die selben Markierungen / Einfräsungen für den Kurbelwellensensor wie das Originalteil haben. Man könnte sich vorstellen, für den Renneinsatz ein ziemlich leichtes EMS zu konstruieren - müsste dann aber was an der Leerlaufdrehzahl ändern, da der TD5 mit einem leichten Schwungrad wohl keinen schönen Leerlauf mehr hat.

                  Für den Normalbetrieb - meine ich - belässt man es am bestem beim originalen ZMS - und tauscht das einfach nach 150.000-200.000 km zusammen aus.

                  Emil
                  Zuletzt geändert von emil99; 29.08.2009, 10:18.
                  remember the time when SEX was safe and FUEL cheap

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