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Sottosistema di accensione con rilevamento corrente di ionizzazione Delphi

Il sottosistema di accensione con rilevamento corrente di ionizzazione di Delphi (Ion Sense) è una tecnologia basata sul principio che il flusso di corrente in una miscela ionizzata (es. durante la combustione) è proporzionale alla conduttività elettrica della fiamma.  Collocando una corrente di bias diretta sugli elettrodi della candela di accensione è possibile misurare la conduttività.

Il sottosistema Ion Sense di Delphi consiste in una bobina di accensione per cilindro e in parti elettroniche resistenti alle alte temperatura  Le parti mobili e i conduttori ad alto voltaggio vengono eliminati per fornire la massima energia alla candela di accensione.  Con questo design la candela di accensione non solo accende la miscela di aria e carburante, ma funge anche da sensore all'interno del cilindro e monitora il processo di combustione.  Il segnale di rilevamento degli ioni risultante contiene informazioni sulla combustione.  L'elaborazione del segnale fa sì che possa essere impiegato per le funzioni di controllo del motore che richiedono la conoscenza delle caratteristiche della combustione.

Fra le principali caratteristiche dei sottosistemi Ion Sense di Delphi emergono l'accensione a bobina per candela, la generazione di velocità e relativi carichi, due unità di diagnostica a bordo (OBD-II), il rilevamento della mancata accensione ed il rilevamento dei battiti in testa dei cilindri.  La tecnologia di rilevamento degli ioni di Delphi è stata utilizzata anche nelle applicazioni dei motocicli per l'individuazione e il controllo dei battiti in testa.

Benefici

  • I segnali di rilevamento degli ioni forniscono informazioni sulla combustione dirette dall'interno del cilindro al controller del motore.  L'elaborazione di queste informazioni può favorire le funzioni di controllo del motore che richiedono la conoscenza delle caratteristiche di combustione.  Oltre ad un milgiore controllo del motore, potrebbero essere ridotti anche i tempi di sviluppo.
  • L'individuazione di battiti in testa attraverso il rilevamento degli ioni elimina i sensori di battiti basati sulle vibrazioni, e come risultato si ha un costo inferiore del sistema e una maggiore sensibilità e individuazione dei battiti.  L'individuazione dei battiti è importante per la punteria ed altri rumori meccanici.
  • L'individuazione di scoppi a vuoto Ione Sense OBD II migliora le capacità di rilevamento delle accensioni difettose.
  • La misurazione diretta all'interno del cilintro del processo di combustione permette di compensare la combustione dovuta alla variazione del carburante, e perciò aiuta a ridurre le emissioni di idrocarburi (HC) generati dall'accensione a freddo dal tubo prelevatore per soddisfare i parametri PZEV.
  • L'avviamento a rampa di coppia garantisce una minore dissipazione di energia e una maggiore efficienza.  L'accenditore, il bias e i circuiti buffer sono pienamente ntegrati e incapsulati nella bobina come elemento unico.

Applicazioni tipiche

Il sottosistema di accensione con rilevamento della corrente di ionizzazione Delphi può essere utilizzato in tutti i programmi di motori attuali e futuri a due valvole e multi-valvola, compresi i veicoli passeggeri e le piccole applicazioni per motori a benzina, quali i motocicli.

Accensione scintilla-Flusso e misurazione della corrente della scintilla-Flusso della corrente ionica

 

Nella configurazione mostrata, la corrente della scintilla è usata per creare una tensione di bias, eliminando il bisogno di una fonte di tensione aggiuntiva.  La corrente della scintilla del gap, misurata dopo l'emissione della scintilla, riflette il processo di combustione.  I parametri connessi vengono estratti attraverso l'elaborazione del segnale.

Forme d'onda della corrente ionica

Combustione normale

Mancato scoppio in un cilindro

Battito in testa

Oltre alle performance descritte, i sistemi Ion Sense aprono la strada ad un continuo sviluppo di funzionalità e caratteristiche future, come ad esempio:

  • Collocazione della pressione massima (LLP)
  • Compensazione dell'accensione a freddo
  • Controllo della diluizione
  • Individuazione della pre-accensione

Meccanizzazione del sottosistema

 

Questo schema illustra una potenziale applicazione su veicolo del sottosistema Ion Sense di Delphi.

Dati tecnici sulle performance della bobina con rilevamento degli ioni in cima alla candela (Dipendenti dal motore)

Energia (800 V zener) 40 mJ
Apice corrente secondaria (800 V zener) 175 mA
Tensione secondaria disponibile (25 pF) 37 kV, primaria bloccata
Durata della scintilla (800 V zener) 0,6 ms
Resistenza secondaria 3,0 kΩ
Resistenza primaria 0,4 Ω
Tempo di cambio primario 1,4 ms
tipico 200 g
Note 10 A a 14 V, 23o C

Questi sono valori esemplari di un tipico pacchetto. Sono disponibili altri livelli di prestazioni.

Vantaggi sulle prestazioni

Con la tecnologia Ion Sense di Delphi, la candela di accensione convenzionale funge da sensore intrusivo nel cilindro per ottenere informazioni su ogni evento di combustione con la minima influenza di vibrazioni, rumori meccanici e temperatura.  Il controllo ottimizzato dei battiti in testa del singolo cilindro aiuta ad aumentare l'efficenza del motore e a ridurre i consumi di carburante.  Con la tecnologia Ion Sense di Delphi, la mancata accensione rientra nello standard OBD II e garantisce un'alta affibilità e robustezza nei confronti di molti altri metodi di rilevamento.  A completare il sottosistema Ion Sense di Delphi ci sono anche qualità avanzate, come la compensazione della combustione dovuta alla variazione di carburante, che aiutano a ridurre le emissioni di idrocarbone durante l'accensione a freddo.

La superiorità di Delphi

Delphi ha più di 100 anni di esperienza nei sistemi di accensione e costruisce più di 23 milioni di bobine di accensione e sistemi all'anno.  Con una rete globale di centri ingegneristici e strutture per la fabbricazione di sistemi di accensione a basso costo in Europa, Asia, Nord America e Sud America, Delphi può garantire consegne puntuali che soddisfano i produttori di tutto il mondo.

Delphi ha una lunga storia nella fornitura di sistemi per la gestione dei motori a benzina e dei componenti che per molti hanno hanno aiutato le case automobilistiche a superare le sfide del mercato e della normativa di tutto il mondo.  Questa lunga esperienza fornisce ai produttori un livello di conoscenza dei sistemi unico e capacità di analisi.  Solo Delphi offre un catalogo completo di sistemi per la gestione del motore, tra cui:

  • Sistemi di iniezione carburante
  • Sistemi di accensione
  • Gestione aria e carburante
  • Dispositivi elettronici
  • Sensori e attuatori
  • Sistemi di punteria
  • Sistemi per la gestione del carburante
  • Sistemi per l'emissione di gas