Układ zapłonowy ECI, działanie

Ogólne warunki działania układu zapłonowego

 Zacisk 87M WŁ (układ sterowania pracą silnika WŁ)

Układ zapłonowy, informacje ogólne

Oznaczenie skrótowe układu zapłonowego przemiennego napięcia ECI oznacza:

E = Energy (energią)

C = Controlled (sterowany)

I = Ignition (układ zapłonowy)

Układ zapłonowy ECI rozpoczyna spalanie poprzez iskrę świecy zapłonowej (R4). Do powstania iskry na świecy zapłonowej konieczne jest odpowiednio wysokie napięcie, a iskra musi mieć wystarczającą energię aby zapalić mieszankę.

-----------------------------------------------------------------------------------------

Układ zapłonowy jest niewrażliwy na zakopcenie świec zapłonowych i zapewnia wysoką żywotność świec zapłonowych.

Układ zapłonowy ECI składa się z:

– zasilacz układu zapłonowego ECI (N91)

– moduł zapłonowy ECI, prawy rząd cylindrów (N92/1)

– moduł zapłonowy ECI, lewy rząd cylindrów (N92/2)

– moduł sterujący ME (N3/10) (do analizy przepływu jonowego, zasterowanie na "zacisku 1", wartość charakterystyczna zapłonu)

– świece zapłonowe



W przypadku układu zapłonowego ECI nie można wykonać próby iskrowej.

-----------------------------------------------------------------------------------------

Układ zapłonowy ECI, działanie

Układ zapłonowy ECI jest podzielony na następujące funkcje częściowe:

 Wytwarzanie napięcia zapłonowego, działanie

 Sterowanie iskrami zapłonowymi, działanie

 Pomiar przepływu jonowego, działanie

Wytwarzanie napięcia zapłonowego, działanie

Zasilacz sieciowy wytwarza konieczne napięcia zapłonu (napięcia zmienne) o wartości dwukrotnie ok. 180 V i napięcia pomocnicze do pomiaru przepływu jonowego o wartości dwukrotnie ok. 23 V.

Dla każdej świecy zapłonowej w modułach zapłonowych występuje stopień końcowy. Cewki zapłonowe znajdują się w złączach świec zapłonowych. Stopnie końcowe wytwarzają z ok. 180 V napięcie zapłonu.

-----------------------------------------------------------------------------------------

Napięcie zapłonu wytwarzane jest w dwóch etapach:

1. Tranzystor w zasilaczu ECI zamknięty – napięcie 180 V jest przenoszone na stronę wtórną.

2. Tranzystor w zasilaczu ECI otwarty – powstaje negatywna półoś napięcia przemiennego i zostaje także przeniesiona na stronę wtórną.

Poprzez sterowanie tranzystorem można teoretycznie wytworzyć napięcie przemienne o dowolnym czasie trwania i energii.

Maksymalny czas trwania iskry ograniczony jest przez moc nominalną zasilacza ECI (dwukrotnie 55 W) w zależności od prędkości obrotowej do ok. 0,15 do 1,5 ms. Czas trwania iskry ok. 0,1 ms wystarcza do prawidłowego zapalenia mieszanki.

Szybki wzrost napięcia zapłonu sprawia,

że układ zapłonowy jest niewrażliwy na zakopcenie świec zapłonowych, które powstaje np. przez częsty rozruch na zimno.

-----------------------------------------------------------------------------------------

Sterowanie iskrami zapłonowymi, działanie

Iskry zapłonowe są wyzwalane odpowiednio do wartości charakterystycznych zapłonu przez moduł sterujący ME.

Zasterowanie czasu trwania iskry

Dopasowanie energii iskry poprzez czas trwania iskry do rzeczywiście potrzebnej energii zapłonu mieszanki odbywa się elektronicznie w module sterującym ME.

Dzięki zasterowaniu czasu trwania iskry żywotność świec zapłonowych wydłuża się ok. 4-krotnie Jednocześnie dzięki zastosowaniu świec zapłonowych z platynowymi elektrodami żywotność ponownie się zwiększa.

-----------------------------------------------------------------------------------------

Przestawienie zapłonu i zmiana zapłonu

W dolnym zakresie obciążeń częściowych do ok. 2000 obr/min obie iskry zapłonowe tego samego cylindra są wyzwalane jednocześnie. Przy średnim i wysokim obciążeniu zapłony są przesunięte względem siebie o 10° wału korbowego.

Przy tym co 720° obrotu wału korbowego zmienia się kolejność zasterowania, aby obie świece jednego rzędu cylindrów zużywały się równomiernie i aby uniknąć jednostronnego powstawania nagaru w komorze spalania.

-----------------------------------------------------------------------------------------

Pomiar przepływu jonowego, działanie

Po zakończeniu iskrzenia w celu wytworzenia zapłonu następuje przełączenie na pomiar przepływu jonowego i przepływ jonowy mierzony jest na świecy zapłonowej za pomocą prądu pomocniczego 23 V. Ocena sygnałów przepływu jonowego odbywa się w module sterującym ME. Sygnały są wykorzystywane do rozpoznania zaników zapłonu przy wysokich prędkościach obrotowych.

Pomiar przepływu jonowego na świecy zapłonowej dostarcza sygnału bezpośrednio z komory spalania, bez dodatkowych podzespołów, jak np. czujniki ciśnienia w komorze spalania.

Pomiar jest wykonywany po dokonanym zapłonie i obu świec zapłonowych i krótkim czasie oczekiwania. Pomiaru dokonuje się tylko na świecy zapłonowej, która zapaliła się jako pierwsza. Odstęp elektrod nie ma przy tym wpływu na sygnał przepływu jonowego.

Podczas spalania powstają jony (cząstki o różnym ładunku elektrycznym), które kompensują się ponownie w spalonej mieszance.

-----------------------------------------------------------------------------------------

Poprzez przyłożenie do świecy zapłonowej stosunkowo niskiego napięcia pomiarowego (ok. 23 V) po zgaśnięciu iskry, można zmierzyć przepływ jonów przez płomień.

Napięcie pomiarowe jest powstaje po stronie pierwotnej cewek zapłonowych. Na stronie wtórnej powstaje napięcie przemienne ok. 1 kV i ok. 65 kHz na elektrodach świec zapłonowych. Przepływ jonowy dopasowuje się zgodnie z niniejszym napięciem.

Poprzez wychwytywanie i filtrowanie można uzyskać sygnał przepływu jonowego. Sygnał przepływu jonowego ukazuje sposób kształtowania się ciśnienia w cylindrach z dokładnością umożliwiającą rozpoznanie zaników zapłonów.

Sygnał przepływu jonowego przekazywany jest na każde 3 cylindry do modułu sterującego ME. W module sterującym ME z pomocą okna pomiarowego można dopasować dany cylinder.

-----------------------------------------------------------------------------------------

P15.10-2050-12

Sygnał przepływu jonowego i ciśnienie w cylindrach

A Kształtowanie się sygnału przepływu jonowego

B Kształtowanie się ciśnienia w cylindrze

c Drgania podczas spalania stukowego

d Położenie okna pomiarowego podczas pomiaru przepływu jonowego

Sygnał przepływu jonowego i ciśnienie w cylindrze kształtują się podczas spalania jednakowo.

Jest to wykorzystywane, aby pewnie rozpoznać zaniki zapłonów na podstawie sygnału przepływu jonowego we wszystkich warunkach eksploatacji i prędkościach obrotowych silnika.

Sygnał przepływu jonowego jest poza tym wykorzystywany do zasterowania czasu trwania iskry, do diagnostyki świec zapłonowych, do diagnostyki zgodnej z OBD lub EURO4 i do odcinania dopływu paliwa odpowiednio dla danego cylindra.