Jellegmező-vezérelt motorhűtés

A VW a négyhengerű, 1,6 literes, 74 kW-os APF motorkódú motorjának hűtésénél jelent meg először a múlt század utolsó évében a motorterheléstől függő, jellegmező-vezérelt motorhűtést adó hűtőrendszer, az Electronically Mapped Cooling System. APF motorkódú motorokat a Golf (99-04), a Polo (99-02) és a Bora (99-04) gépjárművekben találhatunk.

A rendszer a motor részterhelésű üzemállapotaiban 95 - 110 °C-os, teljes terheléskor 85 – 95 °C-os motorhűtővíz hőmérsékletet ad, ezzel részterheléskor kisebb szénmonoxid és szénhidrogén kibocsátást, illetve kisebb fogyasztást. Teljes tereléskor a kisebb belépőlevegő hőmérséklet miatt nagyobb motorteljesítményt eredményez. A fejlesztés a hagyományos hűtőrendszerhez képest csak minimális hardvermódosításokat tartalmaz. A hengerfejre szerelt hűtővízelosztóház, a csőcsatlakozásokon kívül a villamosan fűtött termosztátot is tartalmazza. A termosztát és a hűtőventillátorok működtetéséhez szükséges jellegmezőt a motorvezérlő elektronikába írták be.

A hűtővízelosztóház felső részén a hőcserélők felé áramló hűtővíz csatlakozók (fűtés, motor és váltó hőcserélő), az alsó részén a szivattyúcsatlakozó kivételével az előzőekben említett hőcserélők felől visszaáramló hűtővíz csatlakozók találhatóak. A termosztát kisebb tárcsája az elosztóegység felső és alsó egysége közötti összekötő csatornába, míg a nagyobb tárcsa a motorhűtő visszafolyó ágába van bekötve. A termosztát szabályozóelemében található viasz lágyulásakor, a megnövekedett térfogatú viasz miatt a viasztérbe bemerülő, a szelepek mozgatását működtető rudazat fokozatosan kinyomódik, és ezzel a kétülékű termosztát lezárja a rövidrezáró vezetékhez vezető csatornát (a kis tárcsa zár), és a hűtővízszivattyú által szállított vízmennyiség a motorhűtőn keresztül kénytelen áramlani (a nagy tárcsa nyit). A fenti folyamat 110 °C-os kilépő hűtővízhőmérséklet elérésekor következik be.

Villamos fűtés a termosztátban

A fűtőbetétet a szabályozó elem viaszterébe integrálták, ezzel lehetővé válik – fűtőáramtól függően – kisebb hűtővízhőmérsékleteknél is a termosztát működtetése! A kisebb hűtőkör üzemekor pl: motorindításkor, a hagyományos hűtőrendszerekkel megegyezően – a termosztát tárcsái alaphelyzetben - a motor gyorsabban éri el az üzemi hőmérsékletet, mivel ilyenkor a motorhűtőtől a visszafolyóág zárva van. Az utastérfűtés és az olajhűtő hőcserélője a kis hűtőkör üzemekor is normál módon működik. Az utastérfűtés hőcserélője felé a vízáramlás egy szeleppel, mely az utastér fűtésgombbal vezérelhető, zárható. A nagy hűtőkör üzeme esetén, vagy 110 °C-os kilépő hűtővízhőmérséklet esetén, vagy a termosztár viaszelemének fűtése miatt kisebb hőmérsékleten (teljes terheléskor 85 – 95 °C-nál), a termosztát nyit a motorhőcserélője felé és zárja a bypass vezetéket.

A termosztát villamos fűtéséhez a következő információkat használja a motorvezérlő (Simos 3.3 – APF motorkódnál):
- motortömbből kilépő hűtővízhőmérséklet,
- motorhűtőből kilépő vízhőmérséklet,
- utastérfűtés állítógombja (mikrokapcsoló és potenciométer),
- motorterhelésjel,
- belépőlevegő hőmérséklet (levegőmennyiség mérőtől és levegőhőmérséklet szenzortól),
- motorfordulatszám jel (főtengely fordulatszám jeladótól),
- járműsebesség jel (ABS elektronikától).

A működtetett beavatkozók a következők:
- villamos fűtésű termosztát,
- hűtőventillátor (2 fokozatban).

Mivel a motorhűtővíz hőmérséklet a motor rész és teljes terheléses üzemében 110 és 85 °C között ingadozhat, ez azonban az utastérfűtés szempontjából zavaró lehet, ezért az utastérfűtés állítógombjának helyzete alapján részterhelékori hűtővízhőmérsékletet ennek helyzete alapján állítja az elektronika (például az állítógomb 70%-os helyzete kb. 95 °C-os motorhűtővíz hőmérsékletet eredményez). A gombba integrált mikrokapcsoló vezérli az utastérfűtés hőcserélőjének a zárószelepét. A termosztát fűtéséhez (a kis vagy a nagy hűtőkör átkapcsolása) a levegőmennyiség mérő és a motorfordulatszám szenzor jele alapján történik, illetve az elektronika felhasználhatja a járműsebesség és belépőlevegő hőmérséklet jeleket is. A kétféle jellegmezőből a kisebb hűtővízhőmérsékletet tekinti az elektronika dominánsnak. Az elektronika addig nem ad termosztát-fűtésre utasítást, amíg a valós hűtővíz hőmérséklet kisebb, mint a jellegmezőkben tárolt érték, illetve nem tér el attól adott kapcsolási küszöbértéknél jobban.

A motortömbből kilépő vízhőmérséklet NTC szenzora alapján érzékeli az elektronika az aktuális hűtővízhőmérsékletet. A motorhűtőből kilépő vízhőmérséklet jeladó által mért értéket, pedig összehasonlítva az motortömbből kilépő víz hőmérsékletével. Ez alapján dönt a motorvezérlőelektronika a villamos ventillátor bekapcsolásáról. A ventilátor 2 sebességes, a működtetés a motorelektronika jele alapján külön elektronikáról történik. A ventilátor 100 km/h járműsebesség felett nem kapcsol be, mivel ez már nem növelné a hőelvonást a motorhőcserélőjénél. Amennyiben a motorhőmérséklet jeladó meghibásodna, akkor az elektronika 95 °C-ot használ helyettesítő értéknek, és a ventillátort 1-es fokozatban működteti, ha a hűtő kilépőágában lévő szenzor hibásodik meg, akkor a szabályozási funkció aktív marad és a ventilátor szintén 1-es fokozatban működik. Abban az esetben, ha ekkor a motorhőmérséklet adott érték fölé emelkedik, akkor a ventilátor 2. fokozata kerül aktiválásra. Mindkét hőmérsékletmérő hibája esetén a 2. fokozat folyamatosan aktívvá és a termosztát fűtés is állandóvá válik (biztonsági funkció). A ventilátor 2. fokozatának hibája esetén is létezik biztonsági funkció, mivel ekkor a termosztát fűtés folyamatossá válik. A hűtőventillátor egyébként a motor leállítása után is üzemel a motorhőmérséklettől függően. A termosztát fűtőeleme változtatható kitöltési tényezőjű egyenfeszültséggel táplált (PWM-Pulse Width Modulated). Azaz kisebb motorhőmérséklet eléréséhez széles PWM jelre van szükség!

Hibakeresés – diagnosztika

A gyakorlatban a termosztát, illetve a hőmérséklet szenzorok meghibásodásával lehet találkozni. A kód 17704 (P1296) - Error in Mapped Cooling System.

Hibakereséshez a következők nyújthatnak segítséget. Ha az elosztóház hűtőfolyadék hőmérséklet jeladójáról alapjáraton a csatlakozót lehúzzuk, akkor a néhány másodperc elteltével a termosztát fűtőbetétjénél 100%-os kitöltési tényezőjű feszültség (akkumulátor feszültség) mérhető. A hűtővíz elosztóház esetleges szét és összeszerelésénél cserélni kell a tömítőgyűrűket (elosztóház felfekvő felületénél, hőmérséklet szenzornál és a termosztátnál). A házat és a termosztátot rögzítő csavarok meghúzási nyomatéka 10 Nm! A kiszerelt termosztát hideg állapotában a nagy szeleptányérnak tömítenie kell a csatlakozóperemen. A termosztát fűtőbetétjének az ellenállása, a lehúzott villamos csatlakozónál mérve 14-16 Ω (25°C-nál). A kiszerelt termosztát funkcionális ellenőrzésénél a termosztátot fogóval megfogva peremig behelyezzük egy kb. 50 °C-os hűtőfolyadékkal töltött edénybe. A villamoscsatlakozóba bekötött segédvezetékeken keresztül akkumulátorfeszültséget kapcsolunk a fűtőbetétre, majd 10 perc elteltével ellenőrizzük, hogy a nagy szeleptányér minimálisan 7 mm-t emelkedett-e az alaphelyzetéhez képest. Ezt az ellenőrzést szabadlevegőn nem tanácsos elvégezni, mivel így a tágulóelem károsodhat!

Váljék hasznára.

Forrás: VW Self-Study Programme 222, Electronically Mapped Cooling System