Žhavení - funkce a testování &

Úvod

Žhavení je u vznětových motorů nezbytné nejen pro zimní studené starty, kdy podporuje vznik vysoké teploty ve spalovacím prostoru nutné pro samovznícení nafty při kompresi, ale u vozidel vybavených filtry částic pracuje i po nastartování motoru pro zlepšení podmínek pro vznícení paliva a tím potlačení výskytu sazí a to dokonce i v parmém létě!

Mýtus o žhavení

Od dob starších dieselových motorů se traduje, že žhavení je potřebné jen před studeným startem. U přímo vstřikovaných systémů to platilo prakticky jen v zimě a u motorů s filtry částic je nutné doplnit, že funkce žhavení je daleko důležitější v době, když už motor běží než před startem.

Donedávna (ca do r. 2016) se při defektním žhavení ani nerozsvěcela kontrolka emisí MIL, jen se ukládalo do paměti závad chybové hlášení. Např. vozidla před Dieselgate ji nerozsvěcovala, ale po update softwaru právě kvůli emisím NOx ji už ta samá vozidla rozsvěcí. Je to správné, protože řidič by měl vědět, že chybou na žhavení mu dávno nehrozí jen nesnadný start v zimě, ale problémy s nadměrným plněním filtru částic sazemi a mnohem častější regenerace, protože výskyt sazí při rozjezdech studeného motoru bez dožhavování za jízdy je násobně vyšší!

Hrozby při nesprávně funkčním žhavení

U staších dieselů (EURO2; EURO4) hrozí pouze potíže při zimních startech a zvýšená kouřivost, u novějších vozidel s filtrem částic a vysokovýkonným oxidačním katalyzátorem (EURO 5 a výše) hrozí při vyšší kouřivosti zanášení nejen filtru částic, ale při používání vozidla na kratší trasy, kdy se motor moc ani výfukový systém neohřívá, dochází k zanášení studeného katalyzátoru jemným povlakem sazí, takže spaliny přestanou mít časem styk s katalytickou vrstvou, takže katalyzátor prakticky vyřadí z provozu. Ten pak ani za provozní teploty motoru není schopen redukovat HC (saze) ani vyvíjet potřebnou teplotu pro regenerace a tím hrozí sekundární problémy s plněním či ucpaným filtrem částic a mohou následně eskalovat i mechanickým poškozením motoru či turbodmychadla.

Kdy funguje žhavení

• Komůrkové motory u starších dieselů (1960 až 1990) - žhavení pracuje i při vyšších teplotách.
• Moderní motory s přímým vstřikem - žhavení pracuje pouze před startem motoru a pouze při nízkých teplotách (ca do 10°C). Problémy se startováním se tedy projevují až v zimních obdobích.
• Moderní motory s přímým vstřikem a s DPF před Dieslegate - žhavení pracuje
• ..před startem motoru a pouze při nízkých teplotách (ca do 10°C)
• ..po startu motoru i v parném létě (dožhavování za běžícího motoru) zejména na kratších trasách a ve městě.

Výhody měření proudu žhavení osciloskopem

• ..rychlá metoda, která spočívá v napojení proudového převodníku
• ..charakteristický průběh proudu ukazuje postupné zahřívání žhavících svíček
• ..je měřen celý žhavící obvod

Finta jak zjistit proudy jednotlivých žhavičů

Proudové kleště mohou být napojeny v obvodu žhavících svíček i na společné vedení. Protože se jedná o paralelní zapojení, je vždy možné postupným odpojováním zjistit hodnotu proudu pro každou jednotlivou žhavící svíčku na úbytku při postupném odpojování a připojování jednotlivých svíček.

Postup provedení testu

1. U starších motorů
1. odpojit teplotní čidlo chladící směsi
2. napojit proudové kleště na přívodní vedení ke žhavícím svíčkám a zapnout klíček do polohy II
3. počkat až do ukončení žhavení a uložit záznam v osciloskopu
2. U novějších motorů (přímý vstřik + DPF)
1. Test akčních členů v OBD
2. Možné sledování aktivace žhavení v naměřených hodnotách přes OBD po nahrávání do LOGu
3. Napojením proudových kleští na obvod žhavení a sledování proudu dožhavování za jízdy

Vyhodnocení testu

Při počáteční teplotě 20°C připadá na jednu žhavící svíčku ca 13-20A. Při nižších teplotách je el. proud vyšší (0°C = ca 17-25A). S postupným ohříváním žhavících svíček se zvyšuje jejich el. odpor a tím el. proud klesá.

---

Klasické kontinuální žhavení (588/1)

Ch 1 (modrá) - proudové kleště (1V=100 A) na přívodním vedení ke žhavícím svíčkám.
GND - záporný pól akumulátoru
Pos.1 - zapnutí klíčku do polohy II. Ř.J. okamžitě přivádí napětí na žhavící svíčky. Proud dosáhl hodnoty 64 A při počáteční teplotě 20°C.
Pos.2 - Postupným ohříváním žhavících svíček (vzrůstá jejich el. odpor) proud klesl až na hodnotu 36,8 A. Ř.J. ukončila žhavení odpojením napájecího napětí.

Sporadická závada jedné svíčky (měřeno na společném vedení) (588/2)

Pos.1 - počáteční žhavící proud dosáhl nízké hodnoty 44,5 A.
Pos.2 - náhle je proud zvýšen o hodnotu jedné žhavící svíčky 14 A.

Pulzní napětí jednotlivých žhavičů (588/3)

Ch1 (modrá) - žh. svíčka 1. válce.
Ch2 (červená) - žh. svíčka 2. válce.
Ch3 (zelená) - žh. svíčka 3. válce.
Ch4 (hnědá) - žh. svíčka 4. válce.
GND - záporný pól akumulátoru
Pos.1 - doba aktivního žhavení při odpojeném teplotním čidle motoru je pouze 1,3s.
Pos.2 - změnou střídy (poměru mezi sepnutím a rozepnutím napájecího napětí žhavících svíček) Ř.J. ukončila žhavící proces.

Detail ukončení žhavení (588/4)

Pos.1 - změna v 1. a 4. válci, kde jsou žhavící svíčky ovládány časově shodnými impulzy.
Pos.2 - změna v 2. válci.
Pos.3 - změna v 3. válci.

Pulzní proud všech žhavících svíček (588/5)

Ch 1 (modrá) - proudové kleště (1V=10A) na všech vodičích ukostření žhavících svíček.
GND - záporný pól akumulátoru
Pos.1 - doba žhavení je z proudového signálu dobře patrná - 1,3s.
Pos.2 - počáteční proud dosáhl 85 A.
Pos.3 - ukončení žhavení.

Detail počáteční aktivace žhavících svíček (588/6)

Ch 1 (modrá) - žh. svíčka 1. válce (stejný průběh je také na žh. svíčce 4. válce).
Ch 2 (červená) - žh. svíčka 2. válce.
Ch 3 (zelená) - žh. svíčka 3. válce.
Ch 4 (hnědá) - proud všech žh. svíček.
GND - záporný pól akumulátoru.
Pos.1 - napětí bylo přivedeno na žh. svíčku 1. a 4. válce. Žhavící proud skokově dosáhl hodnoty 40A (20A na jednu žh. svíčku).
Pos.2 - napětí bylo přivedeno na žh. svíčku 2. válce. Žhavící proud se zvýšil o 20A na hodnotu 60A.
Pos.3 - napětí bylo přivedeno na žh. svíčku 3. válce. Žhavící proud se zvýšil o 20A na hodnotu 80A.
Pos.4 - maximální žhavící proud všech svíček (20 A na jednu žh. svíčku).

(588/7)

Závada třech žhavících svíček - vizuální kontrola :

• Začernalá plocha prozrazuje, že čistící efekt vysokou teplotou nenastával. Pouze jedna žh. svíčka pracovala správně. Osciloskopem by jsme naměřili počáteční proud jen jedné žhavící svíčky - ca 20A.

---