Tárgyak:
- Izzítógyertyák bemutatása
- Az izzítógyertya működése
- Számítógép vezérlésű izzítógyertyák
- Izzítógyertya hibái
- Izzítógyertyák szétszerelése
Izzítógyertyák bemutatása:
Az izzítógyertyákat izzítógyertyáknak is nevezik. Mindkét név helyes, de ez az oldal csak az izzítógyertyáról beszél. Minden egyes dízel motor izzítógyertyákkal rendelkezik. A közvetett befecskendezéses dízelmotornak mindig szüksége van izzítógyertyákra a hidegindításhoz. A közvetlen befecskendezéses dízelmotor 10 °C feletti külső hőmérsékleten izzítógyertyák nélkül is beindul, de ekkor sokkal több káros anyagot bocsát ki, így kormot is. Ezenkívül egy nem működő, jó rendszerrel rendelkező dízelmotort is kevésbé lesz könnyű kezelni részecske szűrő regenerálódhat, mert nem éri el a kívánt hőmérsékletet.
A közvetett befecskendezéses dízelmotorban az elő- vagy örvénykamra nagy hőleadó felülete miatt hidegindításkor fel kell melegíteni az égéstér levegőjét. Ez az izzítógyertyákkal történik.
Az izzítógyertya működése:
A gyújtás bekapcsolásakor azonnal nagy áram folyik át a hideg izzítógyertyán. Ez az áram biztosítja, hogy az izzítógyertya néhány másodpercen belül nagyon magas hőmérsékletet érjen el. Az áramerősség csökken a motor hőmérsékletének növekedésével. A vezérlőtekercs ellenállása a hőmérséklettel nő. Például egy fém izzópálcával ellátott izzópálca körülbelül 1000 Celsius fokos egyenletes hőmérsékletet tart fenn, a kerámia izzópálcával pedig körülbelül 1400 °C-ot.
Az izzítógyertyának van egy izzítótekercse és egy vezérlőtekercse, amelyek izzítócsőbe vannak szerelve. Az izzító tekercs az izzítócső végén világít. Az izzótekercs és a vezérlőtekercs szilárdan porba vannak ágyazva. Ez a por elektromosan szigetel, de jól vezeti a hőt.
A modern autókban a rendszer akkor kezd világítani, amikor kinyitják az autót, vagy amikor kinyitják a vezetőoldali ajtót. Ebben a pillanatban ez egy jelzés a motorvezérlő egységnek, hogy a motor „hamarosan” beindul. Az izzítógyertyák előzetes aktiválásával az égéstérben lévő levegő és így a motor anyagai a motor beindítása előtt egy ideig felmelegednek.
Körülbelül 5 másodperc múlva. az izzítógyertya eléri üzemi hőmérsékletét. Az izzási idő elektronikusan szabályozott. Az izzítógyertyák általában még a motor beindítása után is bekapcsolva maradnak egy ideig, a környezeti hőmérséklettől függően. Az utófény hatására a motor egyenletesen jár hidegindítás után, és kevesebb koromkibocsátást eredményez.
Az izzítógyertyákat a regenerációs folyamat során is szabályozzák részecske szűrő.
Az alábbi képeken egy közvetlen (bal) és indirekt (jobb) befecskendezéses dízelmotor látható. A közvetlen befecskendezéses dízelmotorban az izzítógyertya közvetlenül az injektor mellett, a dugattyú felett található. A közvetett befecskendezéses változat izzítógyertyája az elülső örvénykamrába van szerelve.
Egyes motorok gyújtósugarat használnak. Az egyik befecskendező nyílásból érkező üzemanyagsugár az izzítógyertyára irányul. Az üzemanyag érintkezésbe kerül a forró izzítógyertyával, és ezért gyorsabban elpárolog. A gyúlékony keverék még gyorsabban képződik, így a motor jobban jár hidegindításkor. A képen a közvetlen befecskendezéses dízelmotor gyújtási sugara látható.
Számítógép vezérlésű izzítógyertyák:
Elektronikusan vezérelt izzítógyertyáknál az előző bekezdésben leírt vezérlőtekercs kimarad. A hőmérsékletet ekkor már nem a vezérlőtekercs szabályozza, hanem közvetve a motorvezérlő számítógép. Ez az ECU határozza meg az izzási időt, az izzás időtartamát és a vezérlést.
A diagram egy VW Golf VI 2.0 tdi motor izzítórendszerének alkatrészeit mutatja:
- J179: jó gép (vezérlő egység)
- Q10 - Q13: izzítógyertyák cil. 1-től 4-ig.
Az izzítógyertyákat az előmelegítő (J179) látja el feszültséggel, amelyet izzításvezérlő egységnek vagy izzítórelének is neveznek. Az izzítógyertya 11. és 7. érintkezője a biztosítékdobozhoz (plusz) és a karosszéria testelési pontjához csatlakozik.
Az izzítószelep a motorvezérlő egységhez csatlakozik a vi/gr és vi/ge vezetékeken keresztül (a T11b 9. és 10. érintkezőnél). Ez az ECU egy másik diagramon található a 71-es és 72-es hivatkozásokkal.
Az izzítószelep és a motor ECU közötti jelátvitel vagy kommunikáció más motortípusokon keresztül is megoldható LIN busz elérhetô. Az izzítógyertya kommunikál a motor ECU-val, mikor és mennyi ideig kell az izzítógyertyákat aktiválni, és visszajelzést ad, ha egy izzítógyertya meghibásodott, így a motor ECU tárolhatja a hibát.
Az izzítógyertya vezérli az izzítógyertyákat a Impulzusszélesség-modulációs (PWM) jel. Az impulzus szélessége határozza meg a szabályozást, így az izzítógyertyák hőmérsékletét. Minél szélesebb a PWM jel „aktív” része egy perióduson belül, annál melegebb lesz az izzítógyertya. Az ábra a PWM jel elvét mutatja:
- fent: 50%-os munkaciklus;
- középső: 25%-os munkaciklus (az időszak negyedében aktív)
- alsó: 75% (az időszak háromnegyede aktív). Az átlagos feszültség ezért a legmagasabb a három látható PWM jel közül.
Az előmelegítési folyamat első fázisában az izzítógyertyákat 95%-nál nagyobb munkaciklussal vezérlik, ami körülbelül 13 voltos átlagos feszültségnek felel meg. Ez azt jelenti, hogy az izzítógyertyák nagyon gyorsan elérik a körülbelül 1100 °C hőmérsékletet. Ezután a feszültséget fokozatosan csökkentik átlagosan 4 voltra. A hőmérséklet körülbelül 1000 °C-ra csökken, majd állandó értéken tartjuk. Az utánfény leáll:
- miután az izzítógyertyákat egy bizonyos ideig aktiválták;
- ha a hűtőfolyadék hőmérséklete magasabb, mint ± 60 °C
Izzítógyertya vezérlés a motor indításakor:
A motor indításakor az izzításvezérlő egy bizonyos ideig 12 voltos állandó feszültséggel vezérli az izzítógyertyákat. Ezt „preglow”-nak is nevezik, hollandul „pre-glow”-nak fordítják. Ez a szabályozási mód biztosítja, hogy az izzítógyertya a lehető leggyorsabban elérje üzemi hőmérsékletét. Ez az előmelegítési idő 25°-nál alacsonyabb hűtőfolyadék-hőmérséklet esetén szükséges. Minél alacsonyabb a hőmérséklet, annál tovább tart az előfény.
- 25°C feletti hűtőfolyadék hőmérsékleten nem történik előfény;
- 25°C hőmérsékleten az előfény 0,5 másodpercig tart;
- -25°C-nál alacsonyabb hőmérsékleten az előfény 2,5 és 3 másodperc között tart.
A szkópképek kerámia izzítógyertyákkal ellátott izzó rendszeren (BMW 320d, N47, 2011) készültek. Ezek gyorsabban érik el a hőmérsékletet, mint a fém izzítógyertyák. Az előfény ezután tovább tarthat. Egy idő után eléri az izzítógyertya üzemi hőmérsékletét, és pulzáló módon szabályozza a hőmérsékletet. Ez a kép azt mutatja, hogy a bekapcsolási idő (12 volt) idővel lerövidül.
Utóvilágítás a motor beindítása után:
Néhány másodperccel a motor beindulása után az izzításvezérlő egység továbbra is lüktet az izzítógyertyákkal. Ez az izzítógyertyákat a megfelelő hőmérsékleten tartja az utóvilágításhoz. Ez segít minimalizálni a dízel kopogását és a káros kibocsátásokat. Az utánvilágítás addig tart, amíg a hűtőfolyadék hőmérséklete el nem éri a legalább 60 Celsius fokot (a tényleges kikapcsolási hőmérséklet márkánként vagy változatonként eltérő lehet). A munkaciklus változatlan marad az utánvilágítási fázisban.
Több izzítógyertya izzításszabályozása:
Az izzításvezérlő egység egyenként vezérli az izzítógyertyákat. Szélesebb impulzusoknál az impulzusok részben átfedik egymást. Az izzítógyertyák külön vezérlésének okai a következők:
- Ha a motorban lévő összes izzítógyertya egyszerre kap impulzust, akkor az áram egyszerre folyik. Ebben az esetben egyenlő mennyiségű áram van (impulzus esetén a négy izzítógyertyán áthaladó áramok összeadódnak), és ha a feszültség 0 volt, akkor nem folyik több áram. Ez a nagy áramerősségű és árammentes ki-kikapcsolás szükségtelenül nagy terhelést jelentene a fedélzeti hálózaton;
- Az impulzusok hengerek közötti váltakozásával az izzítógyertya-vezérlőn áthaladó áram állandó marad, de az impulzusok elosztják az izzítógyertyákon.
Az alábbi képen két izzítógyertya vezérlőimpulzusait látjuk. Ebben az esetben az 1. és 2. henger. A négy izzítógyertya külön-külön vagy csoportosan is vezérelhető (pl. 1. és 4. henger egyidejűleg, 2. és 3. henger egyidejűleg).
Izzítógyertya hibái:
Ha az izzítógyertyák hibásak, ezt a fordulatszám-ingadozások vagy a hidegindítás során a motor beindítása utáni dízelkopogás észlelheti. Erősen koromképződés tapasztalható (nem észrevehető részecskeszűrő felszerelésekor). Egy vagy több hibás izzítógyertya azt is jelentheti, hogy a részecskeszűrő már nem regenerálható. A kívánt hőmérséklet nem érhető el, és a túlzott mennyiségű koromrészecskék miatt telített. A hibás izzítógyertyákat a modern rendszerek motorvezetése ismeri fel. Az izzításvezérlő egység mindig ellenállásmérést végez (egy sönt feszültségesésén keresztül), és közli az izzítógyertyák állapotát (gyakran LIN buszon keresztül) a motorvezérlő egységgel. Hibaüzenet gyakran csak akkor jelenik meg a műszerfalon, ha a külső levegő hőmérséklete alacsony. 5°C és 10°C közötti hőmérsékleten egy hiba tárolódik, amelyet a OBD rendszer olvasható, de a vezetőt erre nem figyelmezteti a műszerfalon megjelenő üzenet.
Ha gyanítja, hogy az izzítógyertya hibás, használhatja a multiméter ellenállásmérés történik. A mérés elvégezhető a motorblokkban lévő izzítógyertyával, de eltávolított izzítógyertyán is. Tekintettel az izzítógyertyák eltávolításakor fennálló károsodás veszélyére, bölcsebb az izzítógyertyákat először beszerelt állapotban mérni.
- távolítsa el az izzítógyertya csatlakozóját, és tegye félre;
- helyezze a piros mérőcsapot az izzítógyertya fejére, amelyhez a gyertyát csatlakoztatni kell;
- helyezze a fekete mérőszondát (előnyösen) az izzítógyertya házára, máshol a motorblokkra vagy egy megfelelő földelési pontra;
- állítsa a multimétert „ohm” beállításra az ellenállás méréséhez.
Az ellenállás értéke nem jelzi, hogy mennyire jó az izzítógyertya. Végül is a tekercsen keresztüli ellenállást mérik. Előfordulhat, hogy a fém vagy kerámia vége piszkos lehet, vagy az életkor miatt kevésbé gyorsan és kevésbé jól világít. Az ellenállásmérés azonban felhasználható annak meghatározására, hogy az izzítógyertya képes-e izzani, amint áram folyik át a tekercsen:
- a 0,2 és 6 Ω közötti ellenállás jó;
- a <0,2 Ω ellenállás túl kicsi. Valószínűleg a tekercs (pozitív) és a ház (földelés) belső érintkezésben van egymással;
- nincs ellenállás (OL vagy 1.) azt jelenti, hogy belső megszakítás van az izzítógyertyában. Az izzítógyertyán nem áramolhat át áram;
- a nagyon nagy ellenállás (pl. 6 kΩ) is hibára utal. Ennek eredményeként alacsony lesz az áramerősség, és az izzítógyertya alig fog felmelegedni.
Ha kiderül, hogy egy vagy több izzítógyertya ellenállási értéke nem megfelelő, de mind a négy izzítógyertya egyidős, a gyártó azt tanácsolja, hogy az összes izzítógyertyát egyszerre cserélje ki. Még ha az ellenállásmérés jónak bizonyul is, az életkor miatt az izzási tulajdonságok csökkenhetnek. A négy új izzítógyertya garantálja, hogy nincs különbség az izzási tulajdonságokban, és így az izzítási hőmérsékletben sem.
Az izzítógyertyával impulzussal vezérelt izzítógyertyákat a házon lévő feszültségről ismerhetjük fel: 5,3 ill. 7 volt. Ez az a működési feszültség, amely a megfelelő hőmérsékleten tartásához szükséges. Míg a régi motorok izzítógyertyáit 12 voltos akkumulátorral is ki lehetett próbálni, az újabb típusú izzítógyertyák túlmelegedhetnek és meghibásodhatnak, ha túl sokáig kapják 12 voltos feszültséget.
Izzítógyertyák szétszerelése:
Az izzítógyertya eltávolításakor ügyeljen arra, hogy kis erővel ki lehessen lazítani. Ha túl nagy erőt fejt ki, a menet vagy a hengerfej megsérülhet, vagy az izzítógyertya eltörhet. Ennek elkerülése érdekében célszerű először üzemi hőmérsékletre melegíteni a motort. Az izzítógyertya és a hengerfej anyagának melegítésével a megtapadt koromszemcsék meglágyulnak. Az izzítógyertyát most könnyebb lesz eltávolítani, mint hideg motornál.
Ha az izzítógyertya eltörik, sok esetben lyukat kell fúrni az izzítógyertyába, majd a menetet és a maradék fejet a furatból vagy a hengerből esetleg mágnes segítségével ki kell venni. Fúrás közben fennáll annak a veszélye, hogy a menet megsérül, ha nem fúr pontosan. Vannak segédeszközök a megfelelő szögben történő óvatos fúráshoz (lásd az alábbi képet). A legbosszantóbb helyzetben az izzítógyertyák eltávolításához szét kell szerelni a hengerfejet. Ezért bízza szakemberre az izzítógyertya cseréjét.
Az izzítógyertya eltörésének leggyakoribb oka az, hogy korábban túlfeszítették. Az izzítógyertyák meghúzási nyomatéka a menettől függően 10 és 25 Nm között van. Mindig olvassa el a műhely kézikönyvét vagy a megfelelő izzítógyertya műszaki adatait a megfelelő meghúzási nyomatékkal kapcsolatban.
Kapcsolódó oldalak:
