Μαθήματα:
- Εισαγωγή προθερμαντήρα
- Λειτουργία του προθερμαντήρα
- Προθερμαντήρες ελεγχόμενοι από υπολογιστή
- Ελαττώματα προθερμαντήρα
- Αποσυναρμολόγηση προθερμαντήρων
Εισαγωγή προθερμαντήρα:
Οι προθερμαντήρες ονομάζονται και προθερμαντήρες. Και τα δύο ονόματα είναι σωστά, αλλά αυτή η σελίδα μιλάει μόνο για τον προθερμαντήρα. Καθε μηχανή πετρελαίου έχει προθερμαντήρες. Ένας κινητήρας ντίζελ με έμμεσο ψεκασμό χρειάζεται πάντα προθερμαντήρες για να κάνει μια κρύα εκκίνηση. Ένας κινητήρας ντίζελ άμεσου ψεκασμού μπορεί επίσης να ξεκινήσει χωρίς προθερμαντήρες σε εξωτερικές θερμοκρασίες πάνω από 10 °C, αλλά στη συνέχεια εκπέμπει πολλές περισσότερες επιβλαβείς ουσίες, συμπεριλαμβανομένης της αιθάλης. Επιπλέον, ένας κινητήρας ντίζελ με μη λειτουργικό καλό σύστημα θα είναι επίσης λιγότερο εύκολος στη χρήση φίλτρο σωματιδίων μπορεί να αναγεννηθεί γιατί δεν επιτυγχάνεται η απαιτούμενη θερμοκρασία.
Λόγω της μεγάλης επιφάνειας απαγωγής θερμότητας ενός θαλάμου προ- ή στροβιλισμού σε έναν κινητήρα ντίζελ με έμμεση έγχυση, είναι απαραίτητο να ζεσταθεί ο αέρας στο θάλαμο καύσης κατά τη διάρκεια μιας ψυχρής εκκίνησης. Αυτό συμβαίνει με τους προθερμαντήρες.
Λειτουργία του προθερμαντήρα:
Όταν η ανάφλεξη είναι ενεργοποιημένη, ένα υψηλό ρεύμα ρέει αμέσως μέσω του ψυχρού προθερμαντήρα. Αυτό το ρεύμα διασφαλίζει ότι ο προθερμαντήρας θα φτάσει σε πολύ υψηλή θερμοκρασία μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα. Το ρεύμα μειώνεται όσο αυξάνεται η θερμοκρασία του κινητήρα. Η αντίσταση του πηνίου ελέγχου αυξάνεται με τη θερμοκρασία. Για παράδειγμα, μια ράβδος λάμψης με μεταλλικό ραβδί λάμψης διατηρεί ομοιόμορφη θερμοκρασία περίπου 1000 βαθμών Κελσίου και με κεραμική ράβδο λάμψης περίπου 1400 °C.
Ένας προθερμαντήρας έχει ένα πηνίο πυράκτωσης και ένα πηνίο ελέγχου, τοποθετημένα σε ένα σωλήνα προθέρμανσης. Το πηνίο λάμψης κάνει τον σωλήνα λάμψης να λάμπει στο τέλος. Το πηνίο πυράκτωσης και το πηνίο ελέγχου είναι σταθερά ενσωματωμένα σε σκόνη. Αυτή η σκόνη είναι ηλεκτρικά μονωτική, αλλά μεταφέρει καλά τη θερμότητα.
Στα σύγχρονα αυτοκίνητα, το σύστημα αρχίζει να ανάβει όταν το αυτοκίνητο είναι ξεκλείδωτο ή όταν ανοίγει η πόρτα του οδηγού. Εκείνη τη στιγμή είναι ένα σήμα στη μονάδα ελέγχου κινητήρα ότι ο κινητήρας θα ξεκινήσει «σύντομα». Ενεργοποιώντας εκ των προτέρων τους προθερμαντήρες, ο αέρας στον θάλαμο καύσης και έτσι τα υλικά του κινητήρα έχουν ζεσταθεί για κάποιο χρονικό διάστημα πριν ξεκινήσει ο κινητήρας.
Μετά από περίπου 5 δευτερόλεπτα. ο προθερμαντήρας φτάνει τη θερμοκρασία λειτουργίας του. Ο χρόνος πυράκτωσης ελέγχεται ηλεκτρονικά. Οι προθερμαντήρες συνήθως παραμένουν αναμμένοι για λίγο ακόμα και μετά την εκκίνηση του κινητήρα, ανάλογα με τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Το Afterglow κάνει τον κινητήρα να λειτουργεί ομοιόμορφα μετά από μια κρύα εκκίνηση και θα παράγει λιγότερες εκπομπές αιθάλης.
Οι προθερμαντήρες ελέγχονται επίσης κατά τη διαδικασία αναγέννησης φίλτρο σωματιδίων.
Οι παρακάτω εικόνες δείχνουν έναν κινητήρα ντίζελ άμεσου (αριστερά) και έμμεσου (δεξιά) ψεκασμού. Στον κινητήρα ντίζελ άμεσου ψεκασμού, ο προθερμαντήρας βρίσκεται ακριβώς δίπλα στον εγχυτήρα πάνω από το έμβολο. Ο προθερμαντήρας της έκδοσης με έμμεση έγχυση είναι τοποθετημένος στον μπροστινό θάλαμο στροβιλισμού.
Ορισμένοι κινητήρες χρησιμοποιούν πίδακα ανάφλεξης. Ένας πίδακας καυσίμου που προέρχεται από μια από τις οπές του μπεκ στοχεύει στον προθερμαντήρα. Το καύσιμο έρχεται σε επαφή με τον θερμό προθερμαντήρα και επομένως θα εξατμιστεί πιο γρήγορα. Ένα εύφλεκτο μείγμα σχηματίζεται ακόμα πιο γρήγορα, έτσι ώστε ο κινητήρας να λειτουργεί καλύτερα κατά τη διάρκεια μιας ψυχρής εκκίνησης. Η εικόνα δείχνει την ακτίνα ανάφλεξης ενός κινητήρα ντίζελ άμεσου ψεκασμού.
Προθερμαντήρες ελεγχόμενοι από υπολογιστή:
Με ηλεκτρονικά ελεγχόμενους προθερμαντήρες, το πηνίο ελέγχου που περιγράφεται στην προηγούμενη παράγραφο παραλείπεται. Η θερμοκρασία δεν ελέγχεται πλέον από το πηνίο ελέγχου, αλλά έμμεσα από τον υπολογιστή διαχείρισης κινητήρα. Αυτή η ECU καθορίζει το χρόνο λάμψης, τη διάρκεια λάμψης και τον έλεγχο.
Το διάγραμμα δείχνει τα στοιχεία του συστήματος λάμψης ενός κινητήρα VW Golf VI 2.0 tdi:
- J179: καλή μηχανή (μονάδα ελέγχου)
- Q10 έως Q13: προθερμαντήρες κυλ. 1 έως 4.
Οι προθερμαντήρες τροφοδοτούνται με τάση από τον προθερμαντήρα (J179), που ονομάζεται επίσης μονάδα ελέγχου προθέρμανσης ή ρελέ πυράκτωσης. Οι ακίδες 11 και 7 του προθερμαντήρα συνδέονται με το κιβώτιο ασφαλειών (συν) και ένα σημείο γείωσης στο αμάξωμα.
Η βαλβίδα πυράκτωσης συνδέεται με τη μονάδα ελέγχου κινητήρα μέσω των συρμάτων vi/gr και vi/ge (στις θέσεις T11b ακίδες 9 και 10). Αυτή η ECU βρίσκεται σε ένα άλλο διάγραμμα με αναφορές 71 και 72.
Η μετάδοση σήματος ή η επικοινωνία μεταξύ της βαλβίδας προθέρμανσης και της ECU κινητήρα μπορεί να γίνει μέσω άλλων τύπων κινητήρα λεωφορείο LIN να επιτευχθεί. Ο προθερμαντήρας επικοινωνεί με την ECU του κινητήρα πότε και για πόσο καιρό θα πρέπει να ενεργοποιηθούν οι προθερμαντήρες και παρέχει ανατροφοδότηση εάν ένας προθερμαντήρας είναι ελαττωματικός, έτσι ώστε η ECU του κινητήρα να αποθηκεύσει ένα σφάλμα.
Ο προθερμαντήρας ελέγχει τους προθερμαντήρες μέσω α Σήμα διαμόρφωσης πλάτους παλμού (PWM).. Το πλάτος του παλμού καθορίζει τον έλεγχο, άρα και τη θερμοκρασία των προθερμαντήρων. Όσο ευρύτερο είναι το «ενεργό» μέρος του σήματος PWM σε μια περίοδο, τόσο πιο ζεστό θα γίνεται ο προθερμαντήρας. Το σχήμα δείχνει την αρχή ενός σήματος PWM:
- παραπάνω: κύκλος λειτουργίας 50%.
- μέση: κύκλος δασμών 25% (ενεργός για το ένα τέταρτο της περιόδου)
- κάτω: 75% (ενεργό για τα τρία τέταρτα της περιόδου). Η μέση τάση είναι επομένως η υψηλότερη από τα τρία σήματα PWM που εμφανίζονται.
Στην πρώτη φάση της διαδικασίας προθέρμανσης, οι προθερμαντήρες ελέγχονται με κύκλο λειτουργίας > 95%, που ισοδυναμεί με μέση τάση περίπου 13 βολτ. Αυτό σημαίνει ότι οι προθερμαντήρες φτάνουν πολύ γρήγορα σε θερμοκρασία περίπου 1100 °C. Στη συνέχεια, η τάση μειώνεται σταδιακά στα 4 βολτ κατά μέσο όρο. Η θερμοκρασία πέφτει στους 1000 °C περίπου και στη συνέχεια διατηρείται σταθερή. Η υστεροφημία σταματά:
- μετά την ενεργοποίηση των προθερμαντήρων για ορισμένο χρονικό διάστημα.
- εάν η θερμοκρασία του ψυκτικού υγρού είναι υψηλότερη από ± 60 °C
Έλεγχος προθερμαντήρα κατά την εκκίνηση του κινητήρα:
Κατά την εκκίνηση του κινητήρα, ο ελεγκτής προθέρμανσης ελέγχει τους προθερμαντήρες για ορισμένο χρονικό διάστημα με σταθερή τάση 12 βολτ. Αυτό ονομάζεται επίσης "pre-glow", μεταφρασμένο στα ολλανδικά ως "pre-glow". Αυτή η μέθοδος ελέγχου διασφαλίζει ότι ο προθερμαντήρας φτάνει τη θερμοκρασία λειτουργίας του όσο το δυνατόν γρηγορότερα. Αυτός ο χρόνος προθέρμανσης είναι απαραίτητος σε θερμοκρασία ψυκτικού υγρού χαμηλότερη από 25°. Όσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο περισσότερο θα διαρκέσει η προλάμψη.
- σε θερμοκρασία ψυκτικού πάνω από 25°C δεν λαμβάνει χώρα προλάμψη.
- Σε θερμοκρασία 25°C η προλάμψη διαρκεί 0,5 δευτερόλεπτα.
- σε θερμοκρασία χαμηλότερη από -25°C η προλάμψη διαρκεί από 2,5 έως 3 δευτερόλεπτα.
Οι εικόνες του πεδίου καταγράφηκαν σε ένα λαμπερό σύστημα με κεραμικούς προθερμαντήρες (BMW 320d, N47, 2011). Αυτά φτάνουν τη θερμοκρασία πιο γρήγορα από τους μεταλλικούς προθερμαντήρες. Η προλάμψη μπορεί στη συνέχεια να διαρκέσει περισσότερο. Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, η θερμοκρασία λειτουργίας του προθερμαντήρα έχει επιτευχθεί και ελέγχεται με παλμικό τρόπο ώστε να διατηρείται στη σωστή θερμοκρασία. Αυτή η εικόνα εύρους δείχνει ότι ο χρόνος ενεργοποίησης (12 βολτ) μειώνεται με την πάροδο του χρόνου.
Μετάφραση μετά την εκκίνηση του κινητήρα:
Λίγα δευτερόλεπτα μετά την εκκίνηση του κινητήρα, η μονάδα ελέγχου προθέρμανσης συνεχίζει να πάλλεται από τους προθερμαντήρες. Αυτό διατηρεί τους προθερμαντήρες στη σωστή θερμοκρασία για μεταγενέστερη λάμψη. Αυτό βοηθά στην ελαχιστοποίηση των κρουσμάτων ντίζελ καθώς και των επιβλαβών εκπομπών. Η μεταγενέστερη λάμψη διαρκεί έως ότου το ψυκτικό υγρό φτάσει σε θερμοκρασία τουλάχιστον 60° Κελσίου (η πραγματική θερμοκρασία απενεργοποίησης μπορεί να διαφέρει ανά μάρκα ή έκδοση). Ο κύκλος λειτουργίας παραμένει ο ίδιος στη φάση μεταφωτισμού.
Έλεγχος λάμψης πολλαπλών προθερμαντήρων:
Η μονάδα ελέγχου προθέρμανσης ελέγχει τους προθερμαντήρες ένα προς ένα. Με ευρύτερους παλμούς, οι παλμοί επικαλύπτονται εν μέρει. Οι λόγοι για τον ξεχωριστό έλεγχο των προθερμαντήρων είναι οι εξής:
- Εάν όλοι οι προθερμαντήρες στον κινητήρα δέχονται παλμό ταυτόχρονα, ένα ρεύμα θα ρέει ταυτόχρονα. Σε αυτή την περίπτωση, υπάρχει ίση ποσότητα ρεύματος (στην περίπτωση ενός παλμού, τα ρεύματα μέσω τεσσάρων προθερμαντήρων προστίθενται μαζί) και εάν η τάση είναι 0 βολτ, δεν θα ρέει άλλο ρεύμα. Αυτή η ενεργοποίηση-απενεργοποίηση με πολύ ρεύμα και καθόλου ρεύμα θα δημιουργούσε ένα άσκοπα υψηλό φορτίο στο ενσωματωμένο δίκτυο.
- Με την εναλλαγή των παλμών μεταξύ των κυλίνδρων, το ρεύμα μέσω του ελεγκτή πυράκτωσης διατηρείται σταθερό, αλλά διανέμεται στους προθερμαντήρες μέσω των παλμών.
Στην παρακάτω εικόνα εμβέλειας βλέπουμε τους παλμούς ελέγχου δύο προθερμαντήρων. Σε αυτήν την περίπτωση, οι κύλινδροι 1 και 2. Οι τέσσερις προθερμαντήρες μπορούν να ελέγχονται όλοι χωριστά ή σε ομάδες (π.χ. κύλινδροι 1 και 4 ταυτόχρονα και κύλινδροι 2 και 3 ταυτόχρονα).
Βλάβες προθερμαντήρα:
Εάν οι προθερμαντήρες είναι ελαττωματικοί, αυτό μπορεί να γίνει αντιληπτό από τις διακυμάνσεις της ταχύτητας ή ένα χτύπημα ντίζελ μετά την εκκίνηση του κινητήρα κατά τη διάρκεια μιας ψυχρής εκκίνησης. Υπάρχει έντονη ανάπτυξη αιθάλης (δεν παρατηρείται όταν έχει τοποθετηθεί φίλτρο σωματιδίων). Ένα ή περισσότερα ελαττωματικά μπουζί μπορεί επίσης να σημαίνει ότι το φίλτρο σωματιδίων δεν μπορεί πλέον να αναγεννηθεί. Η απαιτούμενη θερμοκρασία δεν επιτυγχάνεται και είναι κορεσμένος λόγω υπερβολικής ποσότητας σωματιδίων αιθάλης. Οι ελαττωματικοί προθερμαντήρες αναγνωρίζονται από τη διαχείριση του κινητήρα στα σύγχρονα συστήματα. Η μονάδα ελέγχου προθέρμανσης εκτελεί πάντα μια μέτρηση αντίστασης (μέσω πτώσης τάσης σε μια διακλάδωση) και επικοινωνεί την κατάσταση των προθερμαντήρων (συχνά μέσω διαύλου LIN) με τη μονάδα ελέγχου κινητήρα. Συχνά ένα μήνυμα σφάλματος εμφανίζεται στο ταμπλό μόνο όταν οι θερμοκρασίες του εξωτερικού αέρα είναι χαμηλές. Σε θερμοκρασίες πάνω από 5°C έως 10°C, αποθηκεύεται ένα σφάλμα που μπορείτε να διορθώσετε με α Σύστημα OBD μπορεί να διαβαστεί, αλλά ο οδηγός δεν ειδοποιείται για αυτό με ένα μήνυμα στο ταμπλό.
Εάν υποψιάζεστε ότι ένας προθερμαντήρας είναι ελαττωματικός, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε α πολύμετρο πραγματοποιείται μέτρηση αντίστασης. Η μέτρηση μπορεί να πραγματοποιηθεί με τον προθερμαντήρα στο μπλοκ κινητήρα, αλλά και με έναν προθερμαντήρα που έχει αφαιρεθεί. Λόγω του κινδύνου ζημιάς κατά την αφαίρεση των προθερμαντήρων, είναι πιο συνετό να μετρήσετε αρχικά τους προθερμαντήρες στην εγκατεστημένη κατάσταση.
- αφαιρέστε το βύσμα του προθερμαντήρα και αφήστε το στην άκρη.
- τοποθετήστε τον κόκκινο πείρο μέτρησης στην κεφαλή του προθερμαντήρα στο οποίο πρέπει να συνδεθεί το βύσμα.
- Τοποθετήστε τον μαύρο δοκιμαστικό αισθητήρα (κατά προτίμηση) στο περίβλημα του προθερμαντήρα, σε άλλο σημείο στο μπλοκ κινητήρα ή σε κατάλληλο σημείο γείωσης.
- ρυθμίστε το πολύμετρο στη ρύθμιση "Ω" για να μετρήσετε την αντίσταση.
Η τιμή αντίστασης δεν υποδεικνύει πόσο καλός είναι ένας προθερμαντήρας. Μετά από όλα, η αντίσταση μέσω του πηνίου μετράται. Το μεταλλικό ή κεραμικό άκρο μπορεί να είναι βρώμικο ή να λάμπει λιγότερο γρήγορα και λιγότερο καλά λόγω ηλικίας. Ωστόσο, η μέτρηση της αντίστασης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προσδιοριστεί εάν ο προθερμαντήρας είναι ικανός να ανάβει μόλις το ρεύμα ρέει μέσα από το πηνίο:
- μια αντίσταση μεταξύ 0,2 και 6 Ω είναι καλή.
- μια αντίσταση <0,2 Ω είναι πολύ χαμηλή. Πιθανότατα το πηνίο (θετικό) και το περίβλημα (γείωση) βρίσκονται σε εσωτερική επαφή μεταξύ τους.
- χωρίς αντίσταση (OL ή 1.) σημαίνει ότι υπάρχει εσωτερική διακοπή στον προθερμαντήρα. Κανένα ρεύμα δεν μπορεί να ρέει μέσω του προθερμαντήρα.
- μια πολύ υψηλή αντίσταση (π.χ. 6 kΩ) υποδηλώνει επίσης ελάττωμα. Ως αποτέλεσμα, το ρεύμα θα είναι χαμηλό και ο προθερμαντήρας δύσκολα θα ζεσταθεί.
Εάν αποδειχθεί ότι ένας ή περισσότεροι προθερμαντήρες έχουν λανθασμένη τιμή αντίστασης, αλλά και οι τέσσερις προθερμαντήρες έχουν την ίδια ηλικία, η συμβουλή του κατασκευαστή είναι να αντικαταστήσετε όλους τους προθερμαντήρες ταυτόχρονα. Ακόμα κι αν μια μέτρηση αντίστασης αποδειχθεί καλή, οι ιδιότητες λάμψης μπορεί να μειωθούν λόγω ηλικίας. Με τέσσερις νέους προθερμαντήρες διασφαλίζεται ότι δεν υπάρχουν διαφορές στις ιδιότητες πυράκτωσης και επομένως στις θερμοκρασίες λάμψης.
Οι προθερμαντήρες που ελέγχονται με παλμό από έναν προθερμαντήρα μπορούν να αναγνωριστούν από την τάση στο περίβλημα: 5,3 αντί. 7 βολτ. Αυτή είναι η τάση λειτουργίας που απαιτείται για να διατηρείται στη σωστή θερμοκρασία. Ενώ οι προθερμαντήρες από παλιούς κινητήρες θα μπορούσαν να δοκιμαστούν με μπαταρία 12 volt, οι νεότεροι τύποι προθερμαντήρων μπορεί να υπερθερμανθούν και να αποτύχουν εάν τροφοδοτούνται με 12 βολτ για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα.
Αποσυναρμολόγηση προθερμαντήρων:
Όταν αφαιρείτε τον προθερμαντήρα, βεβαιωθείτε ότι μπορεί να χαλαρώσει με λίγη δύναμη. Εάν ασκήσετε υπερβολική δύναμη, το νήμα ή η κυλινδροκεφαλή μπορεί να καταστραφούν ή να σπάσει ο προθερμαντήρας. Για να αποφευχθεί αυτό, συνιστάται πρώτα να φέρετε τον κινητήρα σε θερμοκρασία λειτουργίας. Με τη θέρμανση των υλικών του προθερμαντήρα και της κυλινδροκεφαλής, τα σωματίδια της αιθάλης μαλακώνουν. Ο προθερμαντήρας θα είναι πλέον ευκολότερο να αφαιρεθεί παρά με έναν κρύο κινητήρα.
Εάν ο προθερμαντήρας σπάσει, σε πολλές περιπτώσεις πρέπει να ανοίξετε μια τρύπα στον προθερμαντήρα και στη συνέχεια να αφαιρέσετε το νήμα και την υπόλοιπη κεφαλή από την οπή ή από τον κύλινδρο, πιθανώς με τη χρήση μαγνήτη. Υπάρχει κίνδυνος να καταστραφεί το νήμα κατά τη διάτρηση εάν δεν τρυπήσετε με ακρίβεια. Υπάρχουν βοηθητικά εργαλεία για να τρυπήσετε προσεκτικά στη σωστή γωνία (δείτε την παρακάτω εικόνα). Στην πιο ενοχλητική κατάσταση, η κυλινδροκεφαλή πρέπει να αποσυναρμολογηθεί για να αφαιρεθούν οι προθερμαντήρες. Αφήστε λοιπόν την αντικατάσταση ενός προθερμαντήρα σε έναν ειδικό.
Η πιο συνηθισμένη αιτία θραύσης ενός προθερμαντήρα είναι ότι έχει σφίξει υπερβολικά στο παρελθόν. Οι προθερμαντήρες έχουν ροπή σύσφιξης μεταξύ 10 και 25 Nm, ανάλογα με το νήμα. Να συμβουλεύεστε πάντα το εγχειρίδιο συνεργείου ή τις προδιαγραφές του σχετικού προθερμαντήρα για τη σωστή ροπή σύσφιξης.
Σχετικές σελίδες:
