科目：
- グロープラグの紹介
- グロープラグの動作
- コンピューター制御のグロープラグ
- グロープラグの欠陥
- グロープラグの分解
グロープラグの紹介:
グロープラグはグロープラグとも呼ばれます。 どちらの名前も正しいですが、このページではグロー プラグについてのみ説明します。 それぞれ ディーゼルエンジン グロープラグが付いています。 間接噴射ディーゼル エンジンでは、コールド スタートを行うために常にグロー プラグが必要です。 直噴ディーゼル エンジンは、外気温が 10 °C を超える場合、グロー プラグなしで始動することもできますが、その場合、すすなどのさらに多くの有害物質が排出されます。 さらに、システムが正常に機能しないディーゼルエンジンは操作も困難になります。 パティキュレートフィルター 必要な温度に達していないため、再生する可能性があります。
間接噴射ディーゼルエンジンのプレチャンバーまたはスワールチャンバーの放熱表面積が大きいため、冷間始動時に燃焼室内の空気を暖める必要があります。 これはグロープラグで起こります。
グロープラグの動作:
イグニッションがオンになると、コールドグロープラグに直ちに大電流が流れます。 この電流により、グロー プラグは数秒以内に非常に高い温度に達します。 モーターの温度が上昇すると電流は減少します。 制御コイルの抵抗は温度とともに増加します。 たとえば、金属製のグロー スティックでは約 1000 ℃、セラミック製のグロー スティックでは約 1400 ℃の均一な温度が維持されます。
グロープラグは、グローチューブ内に取り付けられたグローコイルと制御コイルを備えています。 グローコイルは、最後にグローチューブを発光させます。 グローコイルとコントロールコイルはパウダーの中にしっかりと埋め込まれています。 この粉末は電気絶縁性ですが、熱をよく伝えます。
最近の車では、車のロックが解除されるか、運転席のドアが開くと、システムが点灯し始めます。 その瞬間、エンジンが「すぐに」始動するという信号がエンジン制御ユニットに送られます。 グロープラグを事前に作動させることにより、エンジンが始動する前のしばらくの間、燃焼室内の空気とエンジン材料が暖められます。
約5秒後グロープラグが動作温度に達します。 発光時間は電子制御されています。 グロープラグは通常、周囲温度に応じて、エンジン始動後もしばらくオンのままになります。 残光により、冷間始動後にエンジンが均一に作動し、煤の排出が少なくなります。
グロープラグは再生プロセス中にも制御されます パティキュレートフィルター.
下の画像は、直接噴射 (左) と間接噴射 (右) のディーゼル エンジンを示しています。 直噴ディーゼル エンジンでは、グロー プラグはピストンの上のインジェクターのすぐ隣に配置されています。 間接噴射バージョンのグロープラグは、フロントスワールチャンバーに取り付けられています。
一部のエンジンは点火ジェットを使用します。 インジェクター穴の XNUMX つから出る燃料ジェットがグロープラグに向けられます。 燃料は高温のグロープラグと接触するため、より早く蒸発します。 可燃性混合気がさらに早く形成されるため、冷間始動時のエンジンの動作が向上します。 画像は直噴ディーゼルエンジンの点火半径を示しています。
コンピューター制御のグロープラグ:
電子制御グロープラグでは、前の段落で説明した制御コイルが省略されます。 温度は制御コイルによって制御されなくなり、エンジン管理コンピューターによって間接的に制御されます。 この ECU は、グロー時間、グロー持続時間、および制御を決定します。
この図は、VW ゴルフ VI 2.0 tdi エンジンのグロー システムのコンポーネントを示しています。
- J179: 良好なマシン (コントロールユニット)
- Q10～Q13：グロープラグシリンダー1から4まで。
グロー プラグには、グロー コントロール ユニットまたはグロー リレーとも呼ばれるプレヒーター (J179) によって電圧が供給されます。 グロー プラグのピン 11 と 7 は、ヒューズ ボックス (プラス) と車体の接地点に接続されています。
グローバルブは、vi/gr および vi/ge ワイヤ (T11b ピン 9 および 10 の位置) を介してエンジン コントロール ユニットに接続されています。 この ECU は、別の図の参照番号 71 および 72 に示されています。
グローバルブとエンジンECU間の信号伝送または通信は、他のエンジンタイプを介して行うことができます。 LINバス 達成される。 グロー プラグは、いつ、どのくらいの期間グロー プラグを作動させる必要があるかをエンジン ECU と通信し、グロー プラグに欠陥がある場合はフィードバックを提供して、エンジン ECU が欠陥を保存できるようにします。
グロープラグは、グロープラグを介して制御します。 パルス幅変調 (PWM) 信号。 パルスの幅によって制御が決まり、したがってグロー プラグの温度が決まります。 XNUMX 周期内の PWM 信号の「アクティブ」部分が広くなるほど、グロー プラグは暖かくなります。 図は PWM 信号の原理を示しています。
- 上: デューティ サイクル 50%。
- 中央: デューティ サイクル 25% (周期の XNUMX 分の XNUMX がアクティブ)
- 下: 75% (期間の XNUMX 分の XNUMX の間アクティブ)。 したがって、平均電圧は、示されている XNUMX つの PWM 信号の中で最も高くなります。
予熱プロセスの最初の段階では、グロー プラグはデューティ サイクル > 95% で制御されます。これは平均電圧約 13 ボルトに相当します。 これは、グロープラグが非常に早く約 1100 °C の温度に達することを意味します。 その後、電圧は平均 4 ボルトまで段階的に低下します。 温度は約 1000 °C まで下がり、その後は一定に保たれます。 残光が止まります。
- グロープラグが一定期間作動した後。
- 冷却水温度が±60℃を超える場合
エンジン始動時のグロープラグ制御:
エンジンが始動すると、グロー コントローラーは一定時間 12 ボルトの定電圧でグロー プラグを制御します。 これは「プリグロー」とも呼ばれ、オランダ語では「前光」と訳されます。 この制御方法により、グロー プラグができるだけ早く作動温度に達することが保証されます。 この予熱時間は、冷却水温度が 25°以下の場合に必要です。 温度が低いほど、プリグローの持続時間は長くなります。
- 冷却液温度が 25°C を超えると、プリグローは発生しません。
- 温度 25°C では、プリグローは 0,5 秒持続します。
- -25°C より低い温度では、プリグローは 2,5 ～ 3 秒間持続します。
スコープ画像は、セラミック グロー プラグを備えたグロー システム (BMW 320d、N47、2011) で記録されました。 これらは金属グロープラグよりも早く温度に到達します。 プリグローはより長く持続する可能性があります。 しばらくすると、グロー プラグの動作温度に達し、適切な温度に保つために脈動方式で制御されます。 このスコープ画像は、スイッチオン時間 (12 ボルト) が時間の経過とともに短くなることを示しています。
エンジン始動後の残光：
エンジンが始動してから数秒後、グロー制御ユニットはグロープラグを脈動させ続けます。 これにより、グロープラグがアフターグローに適した温度に保たれます。 これにより、ディーゼルノックや有害な排出物を最小限に抑えることができます。 残光は、冷却液の温度が摂氏 60 度以上に達するまで続きます (実際のスイッチオフ温度はブランドまたはバージョンによって異なる場合があります)。 デューティサイクルは残光段階でも同じままです。
複数のグロープラグのグロー制御:
グローコントロールユニットはグロープラグをXNUMX本ずつ制御します。 パルスの幅が広い場合、パルスは部分的に重なり合います。 グロープラグを個別に制御する理由は次のとおりです。
- エンジン内のすべてのグロープラグが同時にパルスを受信すると、電流が同時に流れます。 この場合、等しい量の電流が存在し（パルスの場合、0 つのグロー プラグを流れる電流が加算されます）、電圧が XNUMX ボルトの場合、それ以上の電流は流れません。 この大量の電流と非電流のオン/オフの切り替えにより、オンボード ネットワークに不必要に高い負荷がかかります。
- シリンダー間でパルスを交互に切り替えることにより、グロー プラグ コントローラーを流れる電流は一定に保たれますが、パルスによってグロー プラグ全体に分散されます。
下のスコープ画像では、1 つのグロー プラグの制御パルスが見られます。 この場合、シリンダー 2 と 1 です。4 つのグロー プラグはすべて個別に制御することも、グループで制御することもできます (たとえば、シリンダー 2 と 3 を同時に、シリンダー XNUMX と XNUMX を同時に)。
グロープラグの欠陥:
グロープラグに欠陥がある場合、冷間始動時にエンジンが始動した後の速度変動やディーゼルノックによって気づくことがあります。 すすが大量に発生しています（微粒子フィルターが取り付けられている場合は目立ちません）。 5 つ以上のグロー プラグに欠陥がある場合は、パティキュレート フィルターを再生できなくなっていることも意味します。 過剰な量の煤粒子により、必要な温度が達成されず、飽和状態になります。 最新のシステムでは、グロー プラグの欠陥がエンジン管理によって認識されます。 グロー コントロール ユニットは常に抵抗測定を実行し (シャント両端の電圧降下を介して)、グロー プラグの状態を (多くの場合 LIN バスを介して) エンジン コントロール ユニットと通信します。 多くの場合、障害メッセージは外気温が低い場合にのみダッシュボードに表示されます。 10°C ～ XNUMX°C を超える温度では、エラーが保存され、次のコマンドで修正できます。 OBDシステム を読み取ることはできますが、ドライバーはダッシュボード上のメッセージによってこのことを警告されません。
グロープラグに欠陥があると思われる場合は、次の方法を使用できます。 マルチメーター 抵抗測定が実行されます。 測定はエンジンブロック内のグロープラグで実行できますが、取り外したグロープラグでも実行できます。 グロー プラグを取り外すときに損傷するリスクを考慮すると、最初は取り付けた状態でグロー プラグを測定することが賢明です。
- グロープラグプラグを取り外して脇に置きます。
- プラグを接続するグロープラグのヘッドに赤い測定ピンを置きます。
- 黒色のテスト プローブ (推奨) をグロー プラグ ハウジング、エンジン ブロックの他の場所、または適切な接地点に置きます。
- マルチメーターを「オーム」設定に設定して抵抗を測定します。
抵抗値はグロープラグの良さを示すものではありません。 結局のところ、コイルを通る抵抗が測定されます。 金属またはセラミックの端が汚れていたり、経年変化により輝きが弱くなったり、輝きが悪くなったりする場合があります。 ただし、抵抗測定を使用して、コイルに電流が流れるとすぐにグロー プラグが発光できるかどうかを判断できます。
- 0,2 ～ 6 Ω の抵抗が適切です。
- 抵抗が 0,2 Ω 未満では低すぎます。 おそらく、コイル (プラス) とハウジング (アース) が内部で接触しています。
- 抵抗がない (OL または 1.) は、グロー プラグに内部遮断があることを意味します。 グロープラグには電流が流れません。
- 非常に高い抵抗 (例: 6 kΩ) も欠陥を示します。 その結果、電流が低くなり、グロープラグはほとんど発熱しません。
XNUMX つ以上のグロー プラグの抵抗値が間違っているが、XNUMX つのグロー プラグすべてが同じ使用年数であることが判明した場合、メーカーのアドバイスは、すべてのグロー プラグを同時に交換することです。 抵抗測定が良好であることが判明した場合でも、経年変化により発光特性が低下する可能性があります。 XNUMX つの新しいグロー プラグを使用すると、発光特性、したがって発光温度に違いがないことが保証されます。
グロープラグによってパルスで制御されるグロープラグは、ハウジングの電圧によって認識できます: それぞれ 5,3。 7ボルト。 これは、適切な温度を維持するために必要な動作電圧です。 古いエンジンのグロー プラグは 12 ボルトのバッテリーでテストできますが、新しいタイプのグロー プラグは、12 ボルトが長時間供給されると過熱して故障する可能性があります。
グロープラグの分解:
グロープラグを取り外す際は、軽い力で緩めることができることを確認してください。 力を入れすぎるとネジ山やシリンダーヘッドの破損、グロープラグの折損等の恐れがあります。 これを防ぐには、まずエンジンを動作温度まで上げることをお勧めします。 グロープラグやシリンダーヘッドの材質を加熱することで、こびりついたすすの粒子が軟化します。 グロープラグは、エンジンが冷えているときよりも簡単に取り外せるようになりました。
グロープラグが折れた場合、多くの場合、グロープラグに穴を開け、場合によっては磁石を使用して、ねじ山と残りのヘッドを穴またはシリンダーから取り外す必要があります。 正確に穴を開けないと、穴開けの際にネジ山が破損する恐れがあります。 正確な角度で慎重に穴を開けるための補助ツールがあります（下の画像を参照）。 最も厄介な状況では、グロープラグを取り外すためにシリンダーヘッドを分解する必要があります。 したがって、グロープラグの交換は専門家に任せてください。
グロープラグが破損する最も一般的な原因は、過去に締めすぎたことです。 グロープラグの締め付けトルクは、ねじ山に応じて 10 ～ 25 Nm です。 正しい締め付けトルクについては、必ずワークショップマニュアルまたは関連するグロープラグの仕様を参照してください。
