Soggetti:
- Introduzione alle candelette
- Funzionamento della candeletta
- Candelette controllate da computer
- Difetti delle candelette
- Smontaggio candelette
Introduzione alla candeletta:
Le candelette sono anche chiamate candelette. Entrambi i nomi sono corretti, ma questa pagina parla solo della candeletta. Ogni motore diesel ha le candelette. Un motore diesel a iniezione indiretta necessita sempre di candelette per effettuare un avviamento a freddo. Un motore diesel a iniezione diretta può avviarsi anche senza candelette a temperature esterne superiori a 10 °C, ma emette molte più sostanze nocive, compresa la fuliggine. Inoltre, un motore diesel con un buon sistema non funzionante sarà anche meno facile da usare filtro antiparticolato può rigenerarsi perché la temperatura richiesta non viene raggiunta.
A causa dell'ampia superficie di dissipazione del calore di una precamera o camera di turbolenza in un motore diesel a iniezione indiretta, è necessario riscaldare l'aria nella camera di combustione durante l'avviamento a freddo. Questo succede con le candelette.
Funzionamento della candeletta:
All'inserimento dell'accensione, attraverso la candeletta fredda scorre immediatamente una corrente elevata. Questa corrente garantisce che la candeletta raggiunga una temperatura molto elevata in pochi secondi. La corrente diminuisce all'aumentare della temperatura del motore. La resistenza della bobina di comando aumenta con la temperatura. Ad esempio, una bacchetta luminosa con una bacchetta luminosa in metallo mantiene una temperatura uniforme di circa 1000 gradi Celsius e con una bacchetta luminosa in ceramica di circa 1400 °C.
Una candela ad incandescenza è dotata di una bobina di preriscaldamento e di una bobina di controllo, montata in un tubo ad incandescenza. La bobina luminosa fa illuminare il tubo luminoso all'estremità. La bobina di incandescenza e la bobina di controllo sono saldamente immerse in una polvere. Questa polvere è elettricamente isolante, ma conduce bene il calore.
Nelle auto moderne, il sistema inizia a illuminarsi quando l'auto viene sbloccata o quando viene aperta la portiera del conducente. In quel momento viene segnalato alla centralina del motore che il motore verrà avviato "presto". Attivando anticipatamente le candelette, l'aria nella camera di combustione e quindi i materiali del motore vengono riscaldati per un certo tempo prima dell'avviamento del motore.
Dopo circa 5 sec. la candeletta raggiunge la temperatura di esercizio. Il tempo di accensione è controllato elettronicamente. Normalmente le candelette rimangono accese per un po' anche dopo l'avviamento del motore, a seconda della temperatura ambiente. Il postluminescenza fa sì che il motore funzioni in modo uniforme dopo un avviamento a freddo e produrrà meno emissioni di fuliggine.
Anche le candelette vengono controllate durante il processo di rigenerazione filtro antiparticolato.
Le immagini sottostanti mostrano un motore diesel a iniezione diretta (a sinistra) e indiretta (a destra). Nel motore diesel a iniezione diretta la candeletta si trova direttamente accanto all'iniettore sopra il pistone. La candeletta della versione a iniezione indiretta è montata nella camera di turbolenza anteriore.
Alcuni motori utilizzano un getto di accensione. Un getto di carburante proveniente da uno dei fori dell'iniettore è diretto verso la candeletta. Il carburante entra in contatto con la candeletta calda ed evapora quindi più rapidamente. Una miscela infiammabile si forma ancora più velocemente, in modo che il motore funzioni meglio durante l'avviamento a freddo. L'immagine mostra il raggio di accensione di un motore diesel a iniezione diretta.
Candelette controllate da computer:
Nelle candelette a controllo elettronico viene eliminata la bobina di comando descritta al paragrafo precedente. La temperatura non viene quindi più controllata dalla bobina di comando, ma indirettamente dal computer di gestione del motore. Questa ECU determina il tempo di incandescenza, la durata dell'incandescenza e il controllo.
Lo schema mostra i componenti del sistema di preriscaldamento di un motore VW Golf VI 2.0 tdi:
- J179: buona macchina (unità di controllo)
- Da Q10 a Q13: candelette cil. da 1 a 4.
Le candelette vengono alimentate dal preriscaldatore (J179), chiamato anche centralina di preriscaldamento o relè di preriscaldo. I pin 11 e 7 della candeletta sono collegati alla scatola fusibili (più) e ad un punto di massa sulla carrozzeria.
La valvola preriscaldo è collegata alla centralina motore tramite i fili vi/gr e vi/ge (nelle posizioni T11b pin 9 e 10). Questa ECU la potete trovare su un altro schema con i riferimenti 71 e 72.
La trasmissione del segnale o la comunicazione tra la valvola ad incandescenza e la centralina elettronica del motore può essere effettuata tramite altri tipi di motore Autobus LIN essere realizzati. La candeletta comunica con l'ECU del motore quando e per quanto tempo le candelette devono essere attivate e fornisce un feedback se una candela è difettosa, in modo che l'ECU del motore possa memorizzare un guasto.
La candeletta comanda le candelette tramite a Segnale di modulazione di larghezza di impulso (PWM).. L'ampiezza dell'impulso determina il controllo e quindi la temperatura delle candelette. Quanto più ampia è la parte “attiva” del segnale PWM in un periodo, tanto più calda diventerà la candeletta. La figura mostra il principio di un segnale PWM:
- sopra: ciclo di lavoro del 50%;
- medio: duty cycle del 25% (attivo per un quarto del periodo)
- fondo: 75% (attivo per tre quarti del periodo). La tensione media è quindi la più alta dei tre segnali PWM mostrati.
Nella prima fase del processo di preriscaldamento le candelette vengono controllate con un ciclo di lavoro > 95%, che corrisponde ad una tensione media di circa 13 Volt. Ciò significa che le candelette raggiungono molto rapidamente una temperatura di circa 1100 °C. La tensione viene quindi ridotta gradualmente fino a una media di 4 volt. La temperatura scende fino a circa 1000 °C e poi si mantiene costante. Il bagliore si ferma:
- dopo che le candelette sono state attivate per un certo periodo;
- se la temperatura del liquido di raffreddamento è superiore a ± 60 °C
Controllo delle candelette all'avvio del motore:
All'avvio del motore, il controller delle candelette controlla le candelette per un certo periodo di tempo con una tensione costante di 12 volt. Questo è anche chiamato “preglow”, tradotto in olandese come “pre-glow”. Questo metodo di controllo garantisce che la candeletta raggiunga la temperatura di esercizio il più rapidamente possibile. Questo tempo di preriscaldamento è necessario con una temperatura del liquido di raffreddamento inferiore a 25°. Più bassa è la temperatura, più a lungo durerà il preriscaldamento.
- con una temperatura del liquido di raffreddamento superiore a 25°C non avviene il preriscaldamento;
- alla temperatura di 25°C il preriscaldamento dura 0,5 secondi;
- a temperatura inferiore a -25°C il preriscaldamento dura dai 2,5 ai 3 secondi.
Le immagini del telescopio sono state registrate su un sistema di incandescenza con candelette ceramiche (BMW 320d, N47, 2011). Raggiungono la temperatura più velocemente delle candelette metalliche. Il preriscaldamento può quindi durare più a lungo. Dopo qualche tempo viene raggiunta la temperatura di lavoro della candeletta e questa viene controllata in maniera pulsante per mantenerla alla giusta temperatura. Questa immagine dell'oscilloscopio mostra che il tempo di accensione (12 volt) si riduce nel tempo.
Bagliore residuo dopo l'avvio del motore:
Pochi secondi dopo l'avviamento del motore, la centralina di preriscaldo continua a far pulsare le candelette. Ciò mantiene le candelette alla giusta temperatura per il post-incandescenza. Ciò contribuisce a ridurre al minimo la detonazione del diesel e le emissioni nocive. La postluminescenza dura finché il liquido di raffreddamento non raggiunge una temperatura di almeno 60° Celsius (la temperatura di spegnimento effettiva può variare a seconda della marca o della versione). Il ciclo di lavoro rimane lo stesso nella fase di post-incandescenza.
Controllo della candeletta di più candelette:
La centralina candelette comanda una ad una le candelette. Con impulsi più ampi gli impulsi si sovrappongono parzialmente. I motivi per controllare separatamente le candelette sono i seguenti:
- Se tutte le candelette del motore ricevono un impulso contemporaneamente, scorrerà contemporaneamente una corrente. In tal caso, c'è una uguale quantità di corrente (nel caso di un impulso, le correnti attraverso quattro candelette vengono sommate) e se la tensione è 0 volt, non scorrerebbe più corrente. Questa commutazione on-off di molta corrente e nessuna corrente comporterebbe un carico inutilmente elevato sulla rete di bordo;
- Alternando gli impulsi tra i cilindri, la corrente attraverso il controller delle candelette viene mantenuta costante, ma viene distribuita attraverso gli impulsi sulle candelette.
Nell'immagine sotto vediamo gli impulsi di controllo di due candelette. In questo caso i cilindri 1 e 2. Le quattro candelette possono essere comandate tutte separatamente oppure in gruppi (es. cilindri 1 e 4 contemporaneamente, cilindri 2 e 3 contemporaneamente).
Difetti delle candelette:
Se le candelette sono difettose, ciò può essere notato dalle fluttuazioni di velocità o dai colpi del diesel dopo l'avviamento del motore durante l'avviamento a freddo. Si verifica un forte sviluppo di fuliggine (non evidente quando è installato un filtro antiparticolato). Una o più candelette difettose possono anche significare che il filtro antiparticolato non può più essere rigenerato. La temperatura richiesta non viene raggiunta ed è saturata a causa di una quantità eccessiva di particelle di fuliggine. Nei sistemi moderni le candelette difettose vengono riconosciute dalla gestione del motore. La centralina di preriscaldo esegue sempre una misurazione della resistenza (tramite una caduta di tensione attraverso uno shunt) e comunica lo stato delle candelette (spesso tramite bus LIN) con la centralina del motore. Spesso un messaggio di guasto viene visualizzato sul cruscotto solo quando la temperatura dell'aria esterna è bassa. A temperature superiori a 5°C fino a 10°C viene memorizzato un errore che è possibile correggere con a Sistema ODB può essere letto, ma il conducente non viene avvisato da un messaggio sul cruscotto.
Se sospetti che una candeletta sia difettosa, puoi utilizzare a multimetro viene effettuata una misurazione della resistenza. La misurazione può essere eseguita con la candeletta nel blocco motore, ma anche su una candeletta rimossa. A causa del rischio di danneggiamento durante la rimozione delle candelette, è opportuno misurare inizialmente le candelette nello stato montato.
- togliere la candeletta e metterla da parte;
- posizionare lo spillo rosso di misurazione sulla testa della candeletta alla quale si intende collegare la candela;
- posizionare la sonda di prova nera (preferibile) sull'alloggiamento della candeletta, in un altro punto del blocco motore o su un punto di massa adeguato;
- impostare il multimetro sull'impostazione "ohm" per misurare la resistenza.
Il valore della resistenza non indica la qualità della candeletta. Dopotutto, viene misurata la resistenza attraverso la bobina. L'estremità in metallo o ceramica potrebbe essere sporca o brillare meno rapidamente e meno bene a causa dell'età. La misurazione della resistenza può tuttavia essere utilizzata per determinare se la candeletta è in grado di accendersi non appena la corrente scorre attraverso la bobina:
- va bene una resistenza compresa tra 0,2 e 6 Ω;
- una resistenza <0,2 Ω è troppo bassa. Molto probabilmente la bobina (positivo) e l'alloggiamento (massa) sono in contatto interno tra loro;
- nessuna resistenza (OL o 1.) significa che è presente un'interruzione interna alla candeletta. Attraverso la candeletta non può circolare corrente;
- anche una resistenza molto elevata (ad esempio 6 kΩ) indica un difetto. Di conseguenza, la corrente sarà bassa e la candeletta difficilmente si scalderà.
Se si scopre che una o più candelette hanno un valore di resistenza errato, ma tutte e quattro hanno la stessa età, il consiglio del produttore è di sostituire tutte le candelette contemporaneamente. Anche se la misurazione della resistenza risulta buona, le proprietà luminose potrebbero ridursi a causa dell'età. Con quattro nuove candelette si garantisce che non vi siano differenze reciproche nelle proprietà di incandescenza e quindi nelle temperature di incandescenza.
Le candelette comandate ad impulso da una candeletta si riconoscono dalla tensione sull'alloggiamento: 5,3 risp. 7 volt. Questa è la tensione operativa necessaria per mantenerlo alla giusta temperatura. Mentre le candelette dei vecchi motori potrebbero essere testate con una batteria da 12 volt, i nuovi tipi di candelette possono surriscaldarsi e guastarsi se vengono alimentati con 12 volt per troppo tempo.
Smontaggio candelette:
Quando si rimuove la candeletta, assicurarsi che possa essere allentata con poca forza. Se si esercita troppa forza, la filettatura o la testata del cilindro potrebbero danneggiarsi oppure la candela potrebbe rompersi. Per evitare ciò è consigliabile portare prima il motore alla temperatura di esercizio. Riscaldando i materiali della candeletta e della testata, le particelle di fuliggine incrostate si ammorbidiscono. Ora la candela sarà più facile da rimuovere che con il motore freddo.
Se la candeletta si rompe, in molti casi è necessario praticare un foro nella candeletta e poi togliere la filettatura e la testa rimanente dal foro o dal cilindro, possibilmente utilizzando una calamita. Se non si fora con precisione esiste il rischio che la filettatura venga danneggiata durante la foratura. Sono disponibili strumenti ausiliari per forare con attenzione ad angolo retto (vedere l'immagine sotto). Nella situazione più fastidiosa, è necessario smontare la testata per rimuovere le candelette. Affida quindi la sostituzione della candeletta ad uno specialista.
La causa più comune della rottura di una candeletta è che in passato è stata serrata eccessivamente. Le candelette hanno una coppia di serraggio compresa tra 10 e 25 Nm, a seconda della filettatura. Consultare sempre il manuale d'officina o le specifiche della relativa candeletta per la corretta coppia di serraggio.
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