B58. Ignition. Total failure

Grūti saskaitīt desmitgades, kopš Siemens un Bosch izstrādā DME benzīna dzinējiem. Pamatlietām taču būtu jābūt kārtībā! Loģiski? Tieši tā! Nu, paskatīsim, kā sokas Bosch ar jaunāko MEVD 17.2.9 vadību, kas uzstādīta B58 sērijas dzinējam. 

Paskatīsim aizdedzes pamatlietas.

TIS saka, ka tiekot izmatots multi-ignition. 

ISTA minēts vēl konkrētāk - multi-ignition tiekot izmantots visos dzinēja darbības režīmos apgriezienos līdz 2000 RPM.

Un šeit - reāla ignition oscilogramma:

Kā redzam, eventi notiek ik pa 180ms (5.5 reizes sekundē) - tātad: pa vienam uz katru darba ciklu. Iezoomojam:

Un vēl - tieši pašu izlādes brīdi:

Šādu ''bildi'' es redzēju gan aukstam, gan daļēji siltam dzinējam, gan uzsildītam. Gan tukšgaitā, gan palielinātos apgriezienos.

Kur šeit multi-ignition? 

Jā, šis būtu jautājums Bosch - kur šeit multi-ignition? Atbilde - šeit nav nekāds multi-ignition! Jā, iepriekšējās paaudzes DME bija. Bet... Ak jā, tie taču bija Siemens DME!

Kas noticis ar multi-ignition? DME nekādu kļūdu nav. Turklāt, ar kļūdām nevajadzētu būt nekādai saistībai - lai nu ko, bet kāpēc atslēgt šo feature?

Kāpēc atslēgt? 

Man ir atbilde. Atbilde - kas gan šoreiz nogāja greizi.

Pievērsiet uzmanību atzīmētajam:

Šis ir brīdis, kad DME Ignition switch tikko ir aizvēries un spriegums ķēdē strauji aug. Atzīmētajā punktā spriegums ir sasniedzis ap 420V un pēkšņi, ar lauzienu, strauji krīt.

Šeit vietā īsa atkāpe. Kādus Ignition switch izmanto MEVD 17 DME? EcoSpark(R) 2 (2. paaudzes) slēdžus, piem.: FGD3040 vai NDG8201. Paskatīsim šo slēdžu Datasheet.

Lūk, maksimālais pieļaujamais spriegums: 400V. Virs šī sprieguma nostrādā iebūvētā Overvoltage aizsardzība. Kas notiek brīdī, kad šī aizsardzība nostrādā? Tranzistors atkārtoti atveras. Spolē uzkrātā enerģija pārslēgšanās brīdī tiek novadīta tranzistorā. Šī jauda izdalās siltumā. 

Kāpēc notiek šāds ekscess? Iemesli ir vairāki:

a. kā redzam, spriegums aizdedzes spoles primārajā ķēdē aug ar ātrumu ap 150V/us. Kritiskā robeža (400V) tiek sasniegta ap 3us. Savukārt, lai izveidotos lokizlāde aizdedzes svecē, nepieciešams ilgāks laiks (vismaz 5 .. 10us). Šajās pirmajās us spriegums aug nekontrolēti;

b. papildus ''ideālajai'' aizdedzes spolei, ir arī tā sauktā ''nesaistītā'' induktivitāte, kas veido(tu) sprieguma izsitienu pat tad, ja dzirkstele aizdegtos nekavējoši. Iemesls - ļoti strauji tiek atbrīvota liela enerģija;

c. papildus sprieguma izsitienu rada arī vadi no DME uz aizdedzes spolēm. Katrs vads ir (kaut neliela) induktivitāte, par to nedrīkst aizmirst!

Vēl interesanta nianse, skatiet atzīmēto:

Izslēgšanās laiks šiem slēdžiem var atšķirties pat 7(!) reizes! Attiecīgi - atkarībā no partijas/eksemplāra (par temperatūru pat nerunājot) slēdzis var izslēgties, kā tam ienāks prātā. Attiecīgi - vienā gadījumā šajā postā aprakstītā problēma būs lielāka, citā - mazāka. Kā paveiksies.

Šo problēmu es pamanīju jau MSD80 paaudzes DME, apraksts šeit. 

Kas ir būtiskākais - šāda atkārtota slēdžu (avārijas) atvēršanās:

a. samazina lietderīgo enerģiju - daļa enerģijas tiek zaudēta;

b. būtiski pieaug šo slēdžu karšana - zaudētā enerģija izdalās tajos;

c. dzirksteles veidošanās var būt nestabila - kā redzam, spriegums ķēdē strauji nokrīt un pašsaprotami: lokizlāde tajā brīdī pārtrūkst.

Un papildus visām šīm problēmām - nekontrolēts un paaugstināts spriegums priekšlaicīgi bojā aizdedzes spoles! 

Lai risinātu visas šīs problēmas, savam MSD80 es uzstādīju snubbers, info linkā augstāk. Pēc snubbers uzstādīšanas:

a. būtiski samazinājās aizdedzes vadības slēdžu karšana (novērtēju ar termokameru, ne ''pēc sajūtām'');

b. beidzās aizdedzes spoļu ''miršana''. Ja pirms snubbers es spoles mainīju ''pa apli'', tad pēc to uzstādīšanas - tik reti, ka pat aizmirsu, kur un kad esmu kādu pircis.

Visi simptomi liecina, ka:

a. Bosch nekādus secinājumus izdarījis nav, Overvoltage problēmas ir ''ar pilnu jaudu'';

b. aizdedzes slēdži ir pārāk karsuši (dēļ atkārtotas atvēršanās) un dēļ šī ir nācies atteikties no multi-ignition;

c. nestabilā tukšgaita un misfires tajā, bez ilūzijām - sekas iepriekšminētajai problēmai. 

Testam sagatavoju snubber no 0.1uF un 33R. Pēc pieslēgšanas:

Lūk, maksimālais spriegums ir nokritis no 420V uz 260V; nav novērojama nekāda sprieguma ''raustīšanās''.

Šajā oscilogrammā var redzēt, cik stabila un venmērīga ir lokizlāde! Kā no mācību grāmatas!

Un salīdzinājumam - kā veidojas dzirkstele bez snubber:

Šeit notiek pilnīgs murgs! Izskatās, ka tranzistors parazītiski atveras pat vairākas reizes! Spriegums raustās - tur noteikti nav stabila lokzilāde!

Lūk, vēl viens grafiks (attēlā, labajā pusē):

Šajā attēlā redzam, ka pie augstām temperatūrām šiem slēdžiem sākas problēmas (B58 aizdedzes spoles induktivitāte ir 1.0 .. 1.5mH) jau pie 15A strāvas. Šis (saistīts ar slēdžu karšanu) izskatās pēc vēl viena iemesla multi-ignition atslēgšanai.

Salīdzinot ar iepriekšējās paaudzes aizdedzes spolēm, primārā tinuma induktivitāte ir samazināta no 2.5 .. 3.0mH uz 1.0 .. 1.5mH, vienlaicīgi PALIELINOT spoles charge time (no 2.2ms uz 2.5ms), kas nozīmē - strāva caur slēdžiem, vadiem, savienojumiem ir būtiski (līdz 15 .. 18A) augusi!

Visbeidzot, iemesls multi-ignition atslēgšanai varētu būt vēl viens - šīs paaudzes spoļu savienojums neiztur šādu slodzi. Savienojuma kontakti ir tik (izmērā) mazi, ka veselais saprāts saka - regulāri 15 .. 18A strāvas impulsi caur tiem ir ļoti nopietna pārslodze.

Pie šādām aizdedzes problēmām nav brīnums, ka daļa šo dzinēju lietotāju ir ievērojuši, ka tukšgaitas vienmērība uzlabojas, samazinot sveces gaisa spraugu no defaultajiem 0.75mm uz 0.50mm. Samazinot gaisa spraugu, samazinās gan Overvoltage problēma, gan - vajag mazāku enerģiju, lai uzturētu lokizlādi. Jā, protams, tā ir cīņa ar sekām, nevis cēloni.

Apskatīsim aizdedzes spoles tehnisko parametrus:

Izrēķināsim primāro (maksimālo) spriegumu: 29000/80=363V. Tātad, maksimālais pieļaujamais spriegums primārajā ķēdē ir 363V! Savukārt, pie 420V (reālais spriegums) primārā sprieguma veidojas 33.600V spriegums sekundārajā ķēdē, kas par 16% (jeb 4600V) pārsniedz maksimāli noteikto. Datasheet ir norādīts tieši 29000V, liekot skaidri saprast, ka pat 30000V robeža nav pieļaujama. Taču tajā pat laikā - sērijveidā, pastāvīgi (katrā ciklā, nevis reti/avārijas gadījumā) tiek rupji pārsniegts paša ražotāja definētais limits! Domāju, katram tehniski domājošam cilvēkam rodas šaubas par aizdedzes spoļu ilgmūžību šādos darba apstākļos.

Kā ķirsītis uz tortes ir paša ražotāja apraksts par Ignition sistēmu. Ja divas rindkopas teksta ''par neko'' vēl varētu piedot, tad grafiks ir šedevrs:

Ja I līkne vēl aptuveni atbilst patiesībai, tad U līkne (zaļā krāsā) ir pilnīgas dumības. Pat pieņemot, ka apraksta veidotāji aizmirsuši piebildi par 1:10 probe izmantošanu, situācija labāka nekļūst. BMW - kas tas tāds? Kurš to uzzīmēja, apstiprināja, n-tos gadus nav izlabojis? Interesanti, cik azdedzes sistēmas ir ''salabotas'', pateicoties šim šedevram. 

Ja nu BMW AG galīgi nevar atrast (un paši nespēj veikt nevienu mērījumu), piedāvāju šādu interneta dzīlēs atrastu attēlu (nav ideāls, bet vismaz korekts):

Mana auto dzinējam tika novērota palielināta 2. un 6. cilindra nevienmērība tukšgaitā. Ņemot vērā firing order (1/5/3/6/2/4) ir skaidrs, ka problēmas risināšana jāsāk ar 6. cilindru.

Kāpēc gan tieši 6. cilindrs šiem dzinējiem varētu būt problemātiskākais?

Atzīmētajā vietā - papildus skaņas izolācija virs HPFP. Jā, sūknis strādā ļoti skaļi un ne bez iemesla šī izolācija ir ieviesta. Taču, ieviešot šo izolāciju, ir pilnīgi paralizēta gaisa apmaiņa 6. aizdedzes spoles rajonā. Spole strādā nenormālā temperatūras režīmā. Tās pieslēguma vadi bija pārakmeņojušies! 

Lūk, vismaz četri(!) iemesli, kādēļ ir atslēgts multi-ignition un kādēļ ar aizdedzi šiem dzinējiem ir un būs problēmas.