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Subsistema de encendido con detección de corriente de ionización de Delphi

El subsistema de encendido con detección de corriente de ionización de Delphi (detección de ion) es una tecnología basada en el principio de que el flujo de corriente eléctrica en un gas ionizado (por ej. durante la combustión) es proporcional a la conductividad eléctrica de la llama.  Ubicando una inclinación de corriente directa en los electrodos de la bujía, puede medirse la conductividad.

El subsistema de detección de ion de Delphi consiste en una bobina de encendido por cilindro y electrónica resistente a altas temperaturas.  Las partes móviles y los conductores de alto voltaje son eliminados para ayudar a brindar el máximo suministro de energía a la bujía.  En este diseño, la bujía no sólo enciende la mezcla aire/combustible, sino que también actúa como un cilindro interno detector que controla el proceso de combustión.  La señal de detección de ion que resulta contiene información de la combustión.  El procesamiento de la señal permite que sea usada para aspectos de control del motor que requieran conocimiento de las características de la combustión.

Las características de producción de subsistemas con sentido de ion de Delphi han incluído encendido de bobina por cilindro, generación de todas las velocidades y conforme a la carga, dos diagnósticos a bordo (OBD II), detección de fallas y detección directa de golpe dentro del cilindro.  La tecnología de detección de ion de Delphi ha sido también utilizada en aplicaciones de motocicletas para la detección y control de golpes.

Beneficios

  • Las señales de detección de ion brindan información de combustión interna del cilindro directa al controlador del motor.  El procesamiento de esta información puede permitir controles en el motor que requieran el conocimiento de las características de combustión.  Además de la mejora en el control del motor, puede reducirse el tiempo de desarrollo.
  • La detección de golpes con detección de ion elimina los detectores de golpes basados en la vibración para reducir los costos del sistema y mejorar la sensibilidad y detección del golpe.  La detección de golpes es resistente al tren de válvula y a otros ruidos mecánicos.
  • La detección de fallas OBD II con detección de ion mejora la capacidad de detección de fallas.
  • La medición directa desde el interior del cilindro del proceso de combustión brinda la habilidad de compensar la combustión debido a la variación de combustible y, por consiguiente, ayuda a reducir las emisiones del tubo de escape para alcanzar los requisitos PZEV.
  • La electrónica de rampa y encendido brindan una aminorada disipación de la potencia y mayor eficacia.  La bujía de encendido, polarización y circuitos de separación están totalmente integrados y encapsulados en la bobina como una sola unidad.

Aplicaciones típicas

El subsistema de encendido sensible a la corriente de ionización de Delphi puede ser utilizado en todos los programas actuales y futuros de motores de dos válvulas o múltiples válvulas, incluyendo vehículos de pasajeros y aplicaciones de motores pequeños a gasolina como las motocicletas.

Acción del encendido-Flujo de la corriente de encendido y período de medición-Flujo de corriente de ion

 

En las configuraciones mostradas, la corriente de encendido se utiliza para crear una tensión de polarización, eliminando la necesidad de una fuente adicional de tensión.  La corriente medida del espinterómetro luego de la acción de encendido refleja el proceso de combustión.  Los parámetros relacionados se extraen a través del procesamiento de la señal.

Formas de onda de la corriente de ion

Combustión normal

Falla en un cilindro

Golpe

Además de los rendimientos del sistema descriptos, los sistemas con sensor de ion permiten un desarrollo continuo de funcionalidad futura y características de avanzada tales como:

  • Ubicación del máximo de presión (LLP)
  • Compensación de arranque en frío
  • Control de dilución
  • Detección de encendido previo

Mecanización del subsistema

 

Este cuadro demuestra una posible aplicación dentro del vehículo del subsistema con sensor de ion de Delphi.

Especificaciones típicas del rendimiento de la bobina sobre la bujía con sensor de ion (Dependientes del motor)

Energía (800 V zener) 40 mJ
Corriente secundaria máxima (800 V zener) 175 mA
Tensión secundaria disponible (25 pF) 37 kV, acoplado primario
Duración del encendido (800 V zener) 0.6 ms
Resistencia secundaria 3.0 kΩ
Resistencia primaria 0.4 Ω
Tiempo de carga primario 1.4 ms
Peso 200 g
Notas 10 A @ 14 V, 23o C

Estos son valores de ejemplo de un paquete típico. Están disponibles otros niveles de rendimiento.

Ventajas en rendimiento

Con la tecnología de sensor de ion de Delphi, la bujía convencional actúa como un sensor intrusivo en el cilindro, para obtener información sobre cada acción de combustión con influencia mínima debido a condiciones ambientales como vibración, ruido mecánico y temperatura.  El control optimizado de golpe del cilindro individual ayuda a incrementar la eficiencia del motor y a reducir el consumo de combustible.  A través de la tecnología de sensor de ion de Delphi, la detección de fallas puede detectar OBD II y brinda una muy alta confiabilidad y fortaleza, comparada con muchos otros métodos de detección.  Las características avanzadas del subsistema de sensor de ion de Delphi, tales como la compensación de combustión debido a una variación de combustible, también están disponibles para ayudar a reducir las emisiones de HC del tubo de escape de un encendido en frío.

La ventaja de Delphi

Delphi tiene más de 100 años de experiencia en sistemas de encendido y fabrica más de 23 millones de bobinas de encendido y sistemas cada año.  Con una red global de centros de ingeniería y fabricación de sistemas de encendido en Europa, Asia, América del Norte y América del Sur, Delphi puede ofrecer una entrega rápida para proveer a fabricantes en todo el mundo.

Delphi cuenta con una larga historia de suministro de sistemas de manejo de motores a gasolina y componentes que han ayudado a los fabricantes a superar desafíos de mercado y regulatorios alrededor del mundo.  Esa experiencia le brinda a los fabricantes un conocimiento único a nivel de sistemas y capacidades de análisis.  Sólo Delphi ofrece una completa cartera de productos de sistemas de manejo de motores, incluyendo:

  • Sistemas de inyección de combustible
  • Sistemas de ignición
  • Manejo del aire y del combustible
  • Dispositivos electrónicos
  • Sensores y accionadores
  • Sistemas de tren de válvulas
  • Sistemas de manejo de combustible
  • Sistemas de emisiones evaporativas