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Gestion de l'allumage
Informations de service

Gestion de l'allumage
Modèle:  Tous
Production:  Tous

Objectifs

Après l'achèvement de ce dossier, vous pourrez:

• Comprendre comment l'étincelle est formée et utilisée dans les moteurs BMW
• Effectuer une mesure de portée primaire de l'allumage
• Effectuer une mesure de portée secondaire de l'allumage
• Interpréter les mesures de l'étincelle et les relier au diagnostic
• Comprendre les émissions optimisées
• Décrire comment le système d'allumage est surveillé

Gestion de l'allumage

Exemple d'entrées / sorties pour un système de gestion de l'allumage

L'un des principaux objectifs de l'ECM est la gestion de l'allumage, qui comprend l'action de plusieurs composants. Dans la suite de ce dossier, vous trouverez une explication générique sur la façon dont ce système fonctionne. Pour des informations plus détaillées, veuillez consulter les manuels de référence BMW.

Principe d'opération

La gestion de l'allumage fournit l'allumage aux chambres de combustion avec la tension requise au bon moment. Sur la base de la combinaison d'entrées, l'ECM calcule et contrôle la synchronisation d'allumage et la tension de sortie secondaire en régulant l'activation et l'autonomie des circuits d'allumage primaires.

L'ECM contrôle et surveille la sortie d'allumage secondaire, y compris la détection des fausses feux. L'ECM dispose d'une gamme très large d'allumage. Ceci est possible en utilisant un système d'allumage direct, ou parfois appelé «Système d'allumage statique» (RZV). La fiabilité est également augmentée grâce à des circuits d'allumage individuels séparés.

Le contrôle d'allumage est déterminé par l'ECM (dépendant de la charge). L'ECM calcule la charge du moteur en fonction d'une combinaison des entrées suivantes:

• Voltage de batterie;
• Position de la pédale d'accélérateur;
• Volume d'écoulement d'air;
• Température de l'air;
• Température du liquide de refroidissement du moteur;
• Position du vilebrequin / RPM;
• Positions de l'arbre à cames (identification du cylindre);
• Capteurs de cognement (cliquetis);
• * Dans un moteur à turbocompresseur, la pression de suralimentation est également utilisé.

La durée sera réglée en fonction de la tension de la batterie. Lors du démarrage, la tension est faible et l'ECM augmente la durée de vie pour compenser le temps de retard de saturation. Lorsque le moteur tourne et que la tension de la batterie est plus élevée, l'ECM diminue le temps de saturation en raison d'un temps de saturation plus rapide.

La position du vilebrequin / RPM indique à l'ECM de démarrer l'allumage dans l'ordre ainsi que de fournir des informations sur le fonctionnement du moteur. Cette entrée est utilisée en combinaison avec d'autres entrées pour déterminer la charge du moteur qui avance / retarde le temps d'allumage. Sans cette entrée, l'ECM n'active pas l'allumage.

Le démarrage à froid est déterminé par l'ECM en fonction du régime et de la température du liquide de refroidissement du moteur pendant le démarrage. Un moteur froid roulera plus lentement qu'un moteur chaud, le temps d'allumage se situera entre le point mort haut et légèrement retardé, ce qui garantit un démarrage optimal.

Lors du démarrage d'un moteur chaud, le régime est plus élevé, ce qui entraîne une synchronisation légèrement avancée.

Si le liquide de refroidissement du moteur et la température de l'air d'admission sont chauds, le temps d'allumage ne sera pas avancé, réduisant le moteur de démarrage "charge".

Entrées du système d'allumage

Le système d'allumage sur le système de gestion du moteur utilise plusieurs entrées pour contrôler les fonctions d'allumage. La commande appropriée de la cadence d'allumage dépend des entrées telles que le régime, la position de l'accélérateur, la position du vilebrequin, la masse d'air et la température (liquide de refroidissement et air d'aspiration) et dans nos moteurs à turbocompresseur, pression d'appoint d'admission. La plupart des composants du système d'allumage sont restés les mêmes pour tous les moteurs NG6. Il y a des changements mineurs aux bobines d'allumage qui s'appliquent à toutes les versions. Les bobines ont été optimisées pour plus de durabilité.

Bobines d'allumage

L'alimentation haute tension nécessaire pour allumer le mélange dans les chambres de combustion est déterminée par l'énergie stockée dans les bobines d'allumage. L'énergie stockée contribue à la durée d'allumage, au courant d'allumage et au taux d'augmentation de la tension élevée. Le circuit de bobine comprenant des composants primaires et secondaires se compose de: L'assemblage de bobine contient deux enroulements de cuivre isolés les uns des autres. Un enroulement est l'enroulement primaire, formé par quelques tours de fil épais. L'enroulement secondaire est formé par un grand nombre de tours de fil mince.

L'enroulement primaire reçoit la tension de la batterie du relais de la bobine d'allumage (dans l'IVM) qui est activé par le module CAS. L'ECM fournit un chemin de terrain pour la bobine primaire (terminal de bobine 1) en activant un transistor de phase finale. La durée pendant laquelle le courant circule à travers l'enroulement primaire est le "habit" qui permet à la bobine de "saturer" ou de construire un champ magnétique. Après ce processus de stockage, l'ECM interrompt le circuit primaire au point d'allumage en désactivant le transistor Final Stage. Le champ magnétique construit dans l'enroulement primaire s'effondre et induit la tension d'allumage dans l'enroulement secondaire.

La haute tension générée dans l'enroulement secondaire est déchargée à travers la borne de bobine 4 à la bougie d'allumage (isolée par le connecteur de démarrage).

Les enroulements primaires et secondaires ne sont pas compensés, donc l'enroulement secondaire nécessite une alimentation au sol (terminal de bobine 4a).

La haute tension générée dans le courant secondaire est déchargée à travers la borne 4 de la bobine sur la bougie d'allumage (isolée par le connecteur de démarrage).

Les enroulements primaires et secondaires ne sont pas compensés, donc l'enroulement secondaire nécessite une alimentation au sol (terminal de bobine 4a).

L'ECM utilise des bobines d'allumage "type crayon". Les bobines d'allumage individuelles sont intégrées au connecteur isolé (démarrage).

Les bobines sont retirées en soulevant le dispositif de retenue du connecteur du loquet pivotant pour libérer le faisceau de câbles, appliquer une légère torsion et soulever l'ensemble vers le haut. Les câbles d'allumage primaires sont acheminés sur le dessus de la tête de culasse.

Bougies

Les bougies d'allumage introduisent l'énergie d'allumage dans la chambre de combustion. Les "arcs" à haute tension traversent l'entrefer dans la bougie d'allumage de l'électrode positive aux électrodes négatives. Cela crée une étincelle qui allume le mélange combustible air / carburant.

Les bougies d'allumage sont situées au centre de la zone de combustion (sur le dessus des culasses) qui est le point le plus approprié pour allumer le mélange d'air comprimé / carburant.

Les bougies utilisées sur BMW Engines sont conçues par NGK. Les fiches utilisent une électrode centrale Iridium. L'électrode centrale n'a que 0,6 mm d'épaisseur. L'isolant est également redessiné. La nouvelle technologie de la bougie d'allumage permet une durée de vie plus longue et un démarrage à froid amélioré. La bougie d'allumage correcte pour chaque moteur doit être utilisée.

Le système d'allumage est surveillé par l'ECM via le capteur de position de vilebrequin / RPM. Si un défaut d'allumage est présent, l'ECM désactivera l'injecteur de carburant correspondant pour ce cylindre. L'opération du moteur sera toujours possible.

Les bougies pour les N51 et N52KP restent les mêmes que N52. Cependant, le N54 utilise une bougie d'allumage complètement nouvelle de Bosch. La conception de la bougie d'allumage se compose d'un filetage de 12 mm qui contraste avec la conception de 14 mm sur le N52 qui empêche toute possibilité d'installation incorrecte. L'hexagone sur la bougie est également une conception à 12 points qui nécessite un outil spécial. L'outil (socket) a une conception "thinwall" pour faciliter l'accès dans la zone confinée de la culasse N54.

Capteurs de cliquetis (cognement)

Le capteur de saisie enregistre les vibrations de structure (frappe). La combustion avec cliquetis peut endommager le moteur. Les données du capteur de cliquetis permettent au DME d'implémenter des contre-mesures. Des processus de combustion anormaux et réverbérants peuvent se produire sous certaines conditions dans les moteurs à essence. Ces processus de combustion anormaux réduisent le point de synchronisation d'allumage le plus tôt possible et limitent donc la puissance et le rendement du moteur.

De tels procédés de combustion sont appelés frappes (cliquetis) et se produisent en raison de l'auto-inflammation du mélange carburant-air encore pas atteint par le front de flamme. La combustion et la compression normales produites par le piston provoquent une élévation de la pression et de la température, ce qui entraîne l'allumage automatique du mélange air-carburant non allumé. Cela produit des vitesses de flamme supérieures à 2000 m / s alors que la vitesse de la flamme pendant la combustion normale est d'environ env. 30 m / s.

Les conditions favorisant l'opération de cliquetis comprennent:

• Augmentation du taux de compression (par exemple, les dépôts)
• Charge haute cylindrée
• Faible qualité du carburant (RON / MON)
• Température élevée de l'air d'admission et du moteur

Les capteurs de cliquetis (cognement) fonctionnent selon le principe piézoélectrique. Les vibrations provenant des événements de combustion sont converties en signaux électriques qui sont surveillés par l'ECM. Des vibrations excessives indiquent un coup de moteur qui entraînera l'ECM à retarder le retardement de l'allumage si nécessaire. Le nombre de capteurs de cliquetis varie selon le moteur; typiquement, les moteurs à 6 cylindres utilisent deux (2), les V8 quatre (4) et les V12 six (6).

Remarque: trop de cliquetis provoque l'allumage du voyant moteur.

Lors de l'installation de capteurs de cliquetis, assurez-vous de respecter les spécifications. Un sous ou un sur-serrage des capteurs de frappe peut entraîner des défauts de capteurs de frappe erronés ou des performances de moteur insuffisantes.

Si un défaut est détecté avec le (s) capteur (s), l'ECM désactive Knock Control et réglera le temps d'allumage dans un réglage de base conservateur en fonction de la température / pression de l'air d'admission et un défaut sera mémorisé.

Superknocking

Le terme superknocking se réfère à la combustion irrégulière qui se produit dans les moteurs à turbocompresseur / suralimenté. Au cours de ce processus, la pression de combustion maximale augmente d'env. 100 bar jusqu'à environ 200 bar. Cette situation pourrait être causée par des corps étrangers dans la chambre de combustion tels que l'huile, les gaz résiduels ou les particules de carbone qui déclenchent l'allumage du mélange air-carburant avant le point de tir réel.

Le superknocking ne peut pas être éliminé par des interventions correspondantes dans le système d'allumage afin d'éviter les dommages au moteur, l'ECM réduit la puissance de sortie lorsqu'il détecte le superknocking. Le surknocking temporaire est causé par des particules de saleté individuelles. L'injection de carburant dans le cylindre affecté est fermée à court terme (3 à 6 cycles) en réponse au superknocking. Un code de défaut correspondant est mémorisé dans la mémoire du code de défaut.

Pulsations d'allumage multiples

Les impulsions d'allumage multiples garantissent une bonne qualité d'étincelle lors du démarrage du moteur. L'ECM active les bobines d'allumage 9 fois (dépendantes de la tension) par 720º de révolution du vilebrequin.

Le temps d'allumage sera progressivement avancé, ce qui aidera le moteur à se lancer rapidement. Au fur et à mesure que la vitesse du moteur atteint le régime ralenti, le temps reste légèrement avancé pour augmenter le couple. Lorsque le moteur est au ralenti, une avance minimale de temps est requise. Cela permettra un réchauffement plus rapide du moteur et du catalyseur.

Les pulsations multiples commutent à une seule impulsion lorsque:

• Vitesse du moteur> 1350 tr / min (varie avec la température du moteur)

Le temps sera avancé lorsque l'ECM observe des tours de régime réduits et augmente les entrées de volume d'air / accélération (couple d'accélération). Au fur et à mesure que l'accélérateur est ouvert, l'ECM avance le temps en fonction de l'accélération du moteur et à quelle vitesse. L'ECM fera avancer complètement le temps pour la position "accélération complète" indiquant une accélération maximale (couple).

Capteur de position de vilebrequin / RPM (effet Hall)

Le capteur de position du vilebrequin fournit à l'ECM un signal d'onde carrée de 5 volts. L'ECM calcule la vitesse du moteur (RPM) et la position du vilebrequin pour le fonctionnement du système d'allumage et d'injection. Le capteur est alimenté à 12 volts par les fusibles électroniques du moteur et le sol de l'ECM. Un signal efficace qui peut être évalué est délivré à partir d'une vitesse d'env. 20 tr / min.

L'unité de contrôle détecte l'écart dentaire en ce que l'espacement mesuré des intervalles est plus du double aussi grand que les écarts précédents ou ultérieurs. L'espace dentaire lui-même est assigné à une position définie du vilebrequin du cylindre numéro 1. Le DME synchronise la position du vilebrequin par rapport à ce point de synchronisation. Avec chaque signal faible ultérieur, il augmente de 6 ° la position du vilebrequin.

Une affectation exacte est nécessaire pour que le DME puisse adapter l'inflammation et l'injection de carburant à des exigences spécifiques. L'intervalle de temps mesuré entre deux changements de niveau (par exemple, Haut vers Bas) est donc divisé en unités de temps plus petites.

Capteur de vilebrequin (N55)

La fonction du nouveau capteur de vilebrequin est identique à celle des capteurs du vilebrequin utilisés pour la fonction de démarrage automatique du moteur (MSA). La détection de l'inversion du moteur est requise pour la fonction MSA. (MSA n'est actuellement pas offert aux États-Unis.)

Informations de service

Une enquête sur les défauts devrait d'abord être effectuée à l'aide de l'IMIB pour déterminer s'il y a un défaut dans l'allumage primaire ou l'allumage secondaire. S'il y a un défaut dans l'allumage primaire, les essais devraient inclure:

• Alimentation à la bobine (KL 15).
• Résistance du harnais et de l'enroulement primaire de la bobine d'allumage à l'aide de l'adaptateur universel avec l'ECM déconnecté.

S'il y a un défaut dans l'allumage secondaire, les tests doivent inclure:

• Allumage primaire.
• Évaluation des modèles d'oscilloscope secondaire.

Pulsations d'allumage multiples  Assurez-vous une bonne qualité d'étincelle lors du démarrage du moteur. L'ECM active les bobines d'allumage 9 fois par 720 ° de révolution du vilebrequin.

C'est un modèle normal pour un circuit d'allumage lorsque:

1. Période de combustion normale
2. Poids de tension d'allumage normal

Longue période d'étincelles (1) avec un pic de volant à faible allumage (2). Si la période d'éclat fluctue:

• Indique une faible compression
• Contamination sur une bougie d'allumage ou une bougie d'éclatement défectueuse

Si au lieu de cela vous avez mesuré une période d'étincelle courte (1) avec un pic de tension d'allumage élevé (2):

• Connecteur d'allumage défectueux ou démarrage adaptatif résistif

Évaluation des pics de tension d'allumage à la vitesse de ralenti (Cylindres multiples affichés).

1. Procédure d'atténuation normale (réduction de tension)
2. Accroître le processus d'atténuation (flèche) - Bobine d'allumage défectueuse
3. Absence d'atténuation (flèche) - Bobine d'allumage efficace

Pas de ligne de tension d'étincelles (Cylindre simple affiché)

• Bobine d'allumage défectueuse.

Évaluation des pics de tension d'allumage sous des charges soudaines (cylindres multiples affichés).

• Bobine d'allumage défectueuse.

Le processus de décomposition est considérablement supérieur au pic de tension d'allumage (2):

• Mélange pauvre.
• Injecteur de carburant défectueux.
• Basse compression.

Lorsque vous testez le système d'allumage secondaire, utilisez un outil spécial (câble de test de tension secondaire) # 90 88 6 127 050 / SWZ 12 7 050 Ceci permet une fixation pour les pinces d'adaptateur d'allumage primaire et secondaire IMIB.

Le circuit de courant d'allumage est surveillé en fonction du courant dans la bobine primaire. Lors de la mise en marche, le courant doit être dans certaines valeurs pendant les seuils de temps définis.

Les éléments suivants sont surveillés:

• Circuit de courant primaire de la bobine d'allumage.
• Câblage de l'allumage.
• Circuit de courant secondaire de la bobine d'allumage avec bougie d'allumage.
• Temps d'étincelle.

Les défauts suivants sont détectés par la surveillance du circuit d'allumage:

• Court-circuit sur le côté primaire de la bobine d'allumage.
• Bougie d'allumage.
• Arrêt de ligne dans le faisceau de câblage d'allumage.
• Étapes de sortie d'allumage défectueuses.

Les éléments suivants ne sont pas détectés:

• Défauts sporadiques tels que les mauvais contacts dans le faisceau de câblage d'allumage.
• Sparkover dans le circuit haute tension parallèlement à l'étincelle sans produire un défaut interne.

En résumé,

Si la tension d'allumage secondaire est trop élevée (résistance excessive à l'allumage):

• L'ouverture de la bougie d'allumage est grande (usée ou brûlée).
• Branche d'étincelle de la gamme de chaleur incorrecte.
• La compression est trop élevée (carbone, etc.).
• Interruption dans le connecteur d'allumage secondaire ou le démarrage de l'adaptateur résistif.

Si la tension d'allumage secondaire est trop faible (faible résistance à l'allumage):

• L'écart de bougie d'allumage est trop petit (mal utilisé lors de l'installation).
• Branche d'étincelle de la gamme de chaleur incorrecte.
• La compression est trop faible.
• Fuite de tension dans le connecteur d'allumage secondaire ou démarrage résistif sur le sol.

Bobines d'allumage

Les bobines d'allumage des moteurs BMW ont été redessinées pour une meilleure rigidité et durabilité. Un soin particulier doit être pris lorsque vous travaillez sur le système d'alimentation afin de s'assurer que les bobines d'allumage ne sont pas humides avec du carburant. La résistance du matériau silicone est considérablement réduite par contact avec le carburant. Cela pourrait compromettre l'isolation des bobines et entraîner un accrochage au sommet de la bougie provoquant un raté.

• Les bobines d'allumage doivent être enlevées avant de travailler sur le système d'alimentation.
• Lors de l'installation de nouveaux injecteurs de soupape à électrovanne, il faut respecter la plus grande propreté.
• Après avoir retiré les bobines d'allumage, utilisez un chiffon pour éviter que le carburant pénètre bien dans la bougie d'allumage.
• Les bobines d'allumage saturées de carburant doivent être remplacées.

Contrôle de cognement

Contrôle de cognement permet à l'ECM d'avancer davantage le temps d'allumage sous charge pour un couple accru. Knock Control est uniquement affecté lorsque la température du moteur est supérieure à 35ºC et qu'il y a une charge sur le moteur. Cela mettra en évidence les faux signaux au ralenti ou à partir d'un moteur froid.

Sur la base de l'ordre d'allumage, l'ECM surveille les capteurs de cliquetis après chaque allumage pour un signal normal (faible).

Si la valeur du signal dépasse le seuil, l'ECM identifie le "knock" et retarde le temps d'allumage (3º) pour ce cylindre la prochaine fois qu'il est allumé. Ce processus est répété en incréments de 3 ° jusqu'à ce que le cognement cesse.

Le temps d'allumage sera à nouveau avancé par incréments juste au-dessous de la limite de frappe et maintenir la synchronisation à ce moment-là.

Si un défaut est détecté avec le (s) capteur (s) de frappe (s) ou les circuits, l'ECM désactive le contrôle de frappe. Le temps d'allumage sera réglé sur un paramètre de base conservateur (pour réduire le risque de détonation) et un défaut sera stocké. La "lumière indicatrice de dysfonctionnement" sera illuminée lorsque les critères OBDII seront atteints.

Les détecteurs Knock devraient être testés à l'aide de l'IMIB pour:

• Codes de défaut
• Affichage d'état - Contrôle de frappe (actif / non actif)
• Affichage de l'oscilloscope (réglage de tension CA basse -mV)

Lors de l'installation de capteurs de cognement:

• Ne mélangez pas les emplacements! ou un dommage au moteur résultera! Les capteurs de cognement utilisent une connexion combinée au faisceau de moteur. Le capteur de cognement avec le câble plus court est pour les cylindres 4 à 6.
• Ne pas trop serrer le boulon de fixation! - La céramique Piezo sera fissurée. Couple à 20 nm.
• Ne pas serrer trop peu le boulon de fixation! Un capteur perdant peut vibrer produisant un signal similaire à un coup.

Les conditions favorisant l'opération de frappe comprennent:

• Taux de compression élevé.
• Charge haute cylindrée.
• Faible qualité du carburant (RON / MON).
• Température élevée de l'air d'admission et du moteur.

L'autodiagnostic du système de contrôle des coups comprend les contrôles suivants:

• Vérifiez l'erreur de signal, par ex. rupture de ligne ou connexion de fiche défectueuse.
• Autotest du circuit de l'évaluateur.
• Contrôle du niveau de bruit enregistré par le capteur de frappe pour le moteur.

La commande de cognement est désactivée si une erreur est déterminée dans l'une de ces vérifications. Dans ce cas, un programme d'urgence contrôle le temps d'allumage. Dans le même temps, un code de défaut correspondant est entré dans la mémoire du code de défaut. Le programme d'urgence assure un fonctionnement sûr et exempt de dégâts. Le programme d'urgence dépend de la charge, du régime moteur et de la température du moteur.

Bougies

Les bougies doivent être inspectées pour le type approprié, l'espace et remplacé aux intervalles spécifiés.

Reportez-vous aux bulletins d'information sur le service:

• SI B 12 01 05 Système de détection d'allumage par étincelles Iridium à haute performance
• SI B 12 01 99 Carte d'application de bougie d'allumage / bougie d'allumage platine haute performance pour le type approprié et visuel de la bougie d'allumage (montrant les effets de la combustion, de l'encrassement, etc.)

Les bougies doivent être correctement installées et serrées à l'aide des outils spéciaux suivants:

• SWZ 12 1 200 Limiteur de couple
• SWZ 12 1 171 Prise de bougie d'allumage

Ne jamais utiliser d'outillage pneumatique pour le démonter ou l'installer.

Diagnostic de la bougie d'allumage (moteurs HPI)

En raison de la proximité de la bougie d'allumage de la buse de l'injecteur de carburant, toute divergence dans la pulvérisation de carburant peut provoquer des dommages possibles de la bougie d'allumage. Cela rend le diagnostic de la bougie d'allumage une partie importante des préoccupations du service moteur HPI. L'information obtenue par le diagnostic de la bougie d'allumage peut indiquer des défauts possibles de l'injecteur de carburant. L'intervalle de remplacement de la bougie d'allumage a été réduit à 45 000 milles sur ces moteurs. Les illustrations ci-dessous peuvent être utilisées pour faciliter le diagnostic de la bougie d'allumage:

Diagnostic des erreurs de moteur

Le défaut de contact du moteur est le résultat d'une combustion inefficace dans un ou plusieurs cylindres. Les causes du défaut de moteur sont étendues, mais peuvent être regroupées dans les sous-systèmes suivants. Considérez les tableaux ci-dessous comme aide diagnostique supplémentaire une fois que l'ISTA est connecté, le symptôme de défaut correct a été choisi et la mémoire de défauts a été interrogée. Suivez le module de test tel qu'indiqué par l'ISTA.