Elektroniczny układ sterowania zapłonem (i wtryskiem) silników benzynowych

Informacje ogólne

Układ zapłonowy silnika benzynowego jest zintegrowany z układem wtrysku paliwa i sterowany przez pojedynczy ECM (patrz rozdział Układy zasilania i wydechu). Układ zapłonowy składa się z modułu sterującego silnika (ECM), wyłącznik zapłonu, moduł zapłonu (ICM) z wbudowanymi cewkami, świecami zapłonowymi, przewodami wysokiego napięcia oraz kompletem czujników informacyjnych.

Wszystkie modele omówione w tej instrukcji wykorzystują bezpośredni układ zapłonowy (bez dystrybutora).

NA silniki 1,6 l SOHC i 2,0 l DOHC Moduł zapłonowy składa się z cewki zapłonowej i jest wyposażony w cztery zaciski. Tak naprawdę w module zamontowane są dwie osobne cewki zapłonowe, z których każda zgodnie z poleceniami pochodzącymi z ECM dostarcza napięcie HV jednocześnie do dwóch świec zapłonowych (1 i 4, 2 i 3). Zapłon jest zorganizowany zgodnie z zasadą «iskra jałowa», to znaczy każda świeca wydziela iskrę dwa razy na cykl tłoka - na końcu suwu sprężania i na końcu suwu wydechu. Ponieważ mieszanka nie jest dostarczana do komory spalania podczas suwu wydechu, nie dochodzi w niej do zapłonu, pomimo iskrzenia, od którego zasada bierze swoją nazwę.

NA silniki 1.4, 1.6 i 1.8 l DOHC Moduł zapłonowy ma cztery cewki, po jednej na cylinder. Cewki umieszczone są we wspólnej obudowie zamontowanej nad świecami zapłonowymi. Konstrukcja modułu eliminuje konieczność stosowania przewodów wysokiego napięcia, ponieważ cewki są podłączone bezpośrednio do świec zapłonowych. ECM na podstawie analizy informacji pochodzących z czujników informacyjnych, zgodnie z programem wbudowanego procesora, wysyła sterujące impulsy elektryczne do modułu zapłonowego, którego konfiguracja jednoznacznie określa moment zapłonu.


Czas zapłonu jest ustawiany i regulowany przez moduł sterujący.

Moduł ECM przykłada napięcie sterujące do uzwojeń pierwotnych cewek zapłonowych, indukując w nich pole magnetyczne. Okresowo dochodzi do przerw w zasilaniu, co prowadzi do zaniku pola i w efekcie do powstania wysokiego napięcia w uzwojeniu wtórnym. Do świec zapłonowych przykładane jest wysokie napięcie. Szczelina międzyelektrodowa świec zapłonowych jest ustawiona w taki sposób, że po przyłożeniu napięcia do świecy zapłonowej następuje iskrzenie między elektrodami «załamanie». Wynikowy «załamanie» iskra, która zapala mieszankę paliwowo-powietrzną. Moment podania impulsu na świecę jest obliczany przez moduł sterujący na podstawie analizy danych otrzymanych z czujników informacji o aktualnej prędkości obrotowej silnika, położeniu wału korbowego i wałka rozrządu, ilości powietrza dostarczanego do komór spalania, itp. Poza powyższymi czynnikami wpływającymi na działanie układu zapłonowego są położenie przepustnicy, temperatura silnika oraz spalanie stukowe. Za dostarczenie niezbędnych informacji do modułu sterującego odpowiadają odpowiednie czujniki informacyjne. Informacje płynące z czujników służą nie tylko do określenia dokładnego czasu podania impulsów wybuchowych na świece zapłonowe, ale także do dokonywania operacyjnych korekt jakości mieszanki. Opis procedur demontażu i montażu czujników znajduje się w rozdziale Układy zasilania i wydechu.

Prędkość obrotowa silnika i położenie wału korbowego są określane przez moduł sterujący na podstawie analizy informacji z czujnika położenia wału korbowego (CKP). Głowica czujnika indukcyjnego jest umieszczona blisko zębatego wirnika na kole zamachowym. Gdy ząb mija głowę, czujnik wysyła impuls napięcia do ECM. Brakuje jednego zęba na kole zamachowym, jego położenie odpowiada położeniu 90°przed GMP tłoka pierwszego cylindra. W tym momencie czujnik daje przepustkę umożliwiając modułowi śledzenie położenia wału korbowego. Czujnik położenia wałka rozrządu (CMP) informuje jednostkę sterującą, który tłok znajduje się na końcu suwu sprężania.


Informacje o obciążeniu silnika są przesyłane do ECM z miernika masy powietrza (czujnik MAF) i czujnik położenia przepustnicy (TPS). Poziom obciążenia jest określany na podstawie ilości powietrza zasysanego do silnika i jest korygowany na podstawie informacji z czujnika spalania stukowego (KS). Czujnik spalania stukowego jest montowany na bloku cylindrów i informuje ECM o przedwczesnym zapłonie mieszanki w cylindrach, który występuje wraz ze wzrostem obciążenia. Czujnik rozpoznaje początek detonacji poprzez zwiększenie tła drgań wywołanych stukaniem w cylindrach. Po otrzymaniu informacji z czujnika, że występuje stukanie mieszanki paliwowo-powietrznej, ECM opóźnia impuls sterujący zapłonem, zmniejszając ołów, aż do ustania detonacji.

Czujniki temperatury silnika, położenia przepustnicy, prędkości pojazdu, położenia wybieraka automatycznej skrzyni biegów i aktywacji klimatyzacji (w zależności od konfiguracji) przekazują do ECM dodatkowe informacje o aktualnym stanie odpowiednich części i zespołów pojazdu. Na podstawie analizy stale zmieniających się informacji wejściowych moduł sterujący dostosowuje kąt wyprzedzenia zapłonu, kąt wtrysku oraz jakość mieszanki paliwowo-powietrznej.

W przypadku usterki w generowaniu sygnałów z któregokolwiek z czujników, ECM przechodzi w tryb pracy awaryjnej i zaczyna kierować się podstawowymi ustawieniami zapisanymi w pamięci procesora, które pozwalają samodzielnie prowadzić samochód do parking lub do stacji paliw. W takim przypadku wydajność odrzutu silnika może zostać znacznie zmniejszona z powodu zaprzestania ciągłej regulacji parametrów pracy, a wręcz przeciwnie, może wzrosnąć zużycie paliwa. Pokładowy system autodiagnostyki po wykryciu nieprawidłowości w działaniu układu wprowadza odpowiedni kod usterki do pamięci modułu (patrz rozdział Wyposażenie elektryczne silnika).


Należy pamiętać, że pełną diagnostykę systemu zarządzania pracą silnika można przeprowadzić tylko za pomocą specjalnego sprzętu diagnostycznego, który umożliwia odczytanie kodów usterek zapisanych w pamięci procesora. Analiza odczytanych informacji pozwala szybko zidentyfikować źródło awarii i wyeliminować przyczynę jej wystąpienia.

Środki ostrożności

W elektronicznym układzie zapłonowym generowane jest bardzo wysokie napięcie! Zachowaj ostrożność, przestrzegaj wszystkich niezbędnych środków ostrożności podczas serwisowania jakichkolwiek elementów systemu, w tym nie tylko głównego (moduł zapłonowy, cewka i przewody BB), ale także pokrewne, takie jak złącza do świec, obrotomierz i inne wyposażenie. Osoby z wszczepionym rozrusznikiem serca nie mogą obsługiwać elementów układu zapłonowego!

Aby uniknąć uszkodzenia elementów układu zapłonowego i zmniejszyć ryzyko obrażeń, należy przestrzegać następujących środków ostrożności.

• Jeśli silnik nie uruchamia się, nie włączaj zapłonu dłużej niż 10 sekund.
• Wyłącz zapłon przed odłączeniem przewodów elektrycznych któregokolwiek z elementów systemu.
• Przed podłączeniem i odłączeniem sprzętu diagnostycznego (np. stroboskop) wyłączyć zapłon
• Nie uziemiać uzwojeń cewki zapłonowej do masy.