Wypadanie zapłonów w silnikach z zapłonem iskrowym jest zjawiskiem niekorzystnym, mimo to w niektórych jednostkach napędowych jest ono wykrywane dość późno, np. w silniku Opla 2.0 Turbo.

Zanim przystąpimy do diagnostyki warto przypomnieć czym jest wypadanie zapłonów w silniku o zapłonie iskrowym (ZI). Najprościej można stwierdzić, że jest to brak spalania w cylindrach silnika spowodowany m.in. brakiem iskry zapłonowej, nieodpowiednim dozowaniem paliwa oraz niskim ciśnieniem sprężania. Wykrycie wypadania zapłonów oraz usunięcie ich przyczyny jest istotne z wielu względów. Usterka ta powoduje zwiększenie zużycia paliwa i emisji substancji szkodliwych do atmosfery, co może przyczynić się do uszkodzenia reaktora katalitycznego na skutek jego przegrzania.
W praktyce w silnikach o zapłonie iskrowym często występują usterki powodujące wypadanie zapłonów (ang. misfire) na jednym lub kilku cylindrach silnika. Obecnie każdy układ sterowania pracą silnika o ZI jest wyposażony w algorytm ciągłego monitorowania procesu spalania w silniku poprzez wykrywanie oraz identyfikację wypadania zapłonów w cylindrach. Szybkość i czułość działania tych algorytmów jest jednak różna. W niektórych pojazdach, np. Audi 1.8 T, sterownik silnika wcześniej wykryje i zlokalizuje cylinder, na którym wystąpiło lub występuje wypadanie zapłonów, a następnie zasygnalizuje to, włączając lampkę kontrolną silnika. W Oplach z silnikiem 2.0 Turbo procedura ta zajmuje więcej czasu, i nawet gdy użytkownik pojazdu odczuwa skokowe ubytki mocy silnika, system jest jedynie w stanie wygenerować kod błędu świadczący o wypadaniu zapłonów na różnych cylindrach bez ich dokładnej lokalizacji. Przy tych objawach sterownik nie uruchamia lampki kontrolnej silnika. Doświadczony diagnosta po wykonaniu jazdy testowej wie, że występujące podczas testu skokowe ubytki mocy są spowodowane właśnie wypadaniem zapłonów. Pozostaje jedynie zlokalizować, który podzespół układu zapłonowego jest za to odpowiedzialny. W tym przypadku należy wykonać szereg pomiarów, o których liczbie decyduje złożoność układu zapłonowego. Gdyby sterownik silnika precyzyjnie lokalizował wypadanie zapłonów we wszystkich przypadkach, uprościłoby to proces poszukiwania usterki oraz znacznie skróciło czas postoju pojazdu w serwisie.
W pojazdach najczęściej wykorzystywane są dwie metody detekcji wypadania zapłonów w cylindrach. Pierwsza wykorzystuje analizę chwilowej prędkości kątowej wału korbowego, w której odpowiedni algorytm po obróbce sygnału z czujnika położenia wału korbowego identyfikuje wypadanie zapłonów na poszczególnych cylindrach. Druga metoda bazuje na pomiarze i analizie prądu jonizacji w komorze spalania. Metoda ta jako czujnik jonizacji wykorzystuje świecę zapłonową, do której po zapłonie mieszanki paliwowo-powietrznej dostarczane jest stałe napięcie polaryzujące o wartości około 120 V. Napięcie to powoduje powstanie niewidocznego przeskoku ładunku elektrycznego na elektrodach świecy zapłonowej. Zjonizowana mieszanka palna staje się przewodnikiem elektrycznym, o której stopniu przewodzenia decyduje poziom jonizacji.

Należy pamiętać, że przyczyn wypadania zapłonów w cylindrach jest wiele, oprócz usterki układu zapłonowego te objawy mogą być spowodowane usterką układu wtryskowego, sterownika silnika, luzów zaworowych, układu zmiennych faz rozrządu czy niskim ciśnieniem sprężania. Dla łatwiejszej interpretacji wykonanych pomiarów sygnału zwrotnego cewki zapłonowej warto przedstawić wybrany parametr diagnostyczny tego sygnału na wykresie zbiorczym. Parametrem, który wybrałem, jest maksymalna wartość międzyszczytowa napięcia, ponieważ bardziej obrazuje zachowanie mierzonego sygnału zwrotnego. Jak przedstawiono na wykresie kolumnowym zestawienie maksymalnych wartości międzyszczytowych sygnału w prosty sposób wskazuje, na którym cylindrze silnika występuje usterka.

Marcin Lechowski
Pełny artykuł przeczytają Państwo w wydaniu 4/2016 „Auto Moto Serwisu”