Silnik krokowy w silnikach wyposażonych we wtrysk benzyny odgrywa bardzo ważną rolę. Jego usterka może przysporzyć wiele kłopotów wpływających bezpośrednio na eksploatację pojazdu. W niniejszym artykule postaramy się przedstawić podstawową budowę i funkcje pełnione przez silnik krokowy.

Budowa i umiejscowienie silnika krokowego
Silnik krokowy w samochodzie to elektryczny silnik, który za pomocą elektronicznego sterowania (z jednostki sterującej wtryskiem paliwa) jest w stanie powodować mikrometryczne ruchy odchylające przepustnicę w obie strony, ustalając jej położenie.
Silnik krokowy w silnikach serii K jest umieszczony tuż przy przepustnicy (nr 1 na rysunku poniżej).

Silnik krokowy składa się z wirnika wzbudzenia (1) (rys. poniżej), złącza elektrycznego zasilania (2) i obrotowego zaworu (3). Zawór obrotowy zwykle ma kształt grzybka, który cofając się otwiera przelot powietrza dodatkowego, równolegle do przelotu głównego zamykanego przez przepustnicę. Otwarcie przelotu dodatkowego (by-pass) jest realizowane cofnięciem grzybka zaworu przez obrót wywołany impulsem elektrycznym z ECM. Zmiana kierunków obrotu następuje przez zmianę biegunowości prądu elektrycznego.

Działanie silnika krokowego
Aby określić liczbę kroków ECM (Electronic Control Module = Elektroniczny moduł sterujący) intepretuje sygnały z:

1. Czujnika położenia wału korbowego (prędkość obrotowa silnika)
2. Czujnika ciśnienia bezwzględnego w kolektorze ssącym (MAP sensor)
3. Czujnika temperatury płynu chłodzącego
4. Napięcia akumulatora (stan naładowania baterii)
5. Stacyjki (czy mamy włączony zapłon)

Dzięki tym informacjom ECM może sterować silnikiem krokowym w celu kompensacji panujących aktualnie warunków.

W silnikach serii K do silnika krokowego przyłączonych jest pięć przewodów, z których cztery odpowiadają za ustalanie pozycji trzpienia (kolejne 4 fazy ustalania pozycji), a na piątym jest dostarczane poprzez przekaźnik zasilanie 12V.

Kompensacja temperatury płynu chłodzącego
Gdy silnik jest zimny ECM steruje silnikiem krokowym w celu zapewnienia wyższych obrotów biegu jałowego. ECM określa wartość obrotów opierając się na sygnale odbieranym z czujnika temperatury płynu chłodzącego. Im niższa temperatura, tym wyższe obroty.

Regulacja obrotów biegu jałowego
Po osiągnięciu przez silnik nominalnej temperatury pracy, obroty jałowe są kontrolowane przez ECM. Gdy liczba obrotów spadnie poniżej określonej liczby obrotów biegu jałowego (w związku ze zwiększonym obciążeniem mechanicznym lub elektrycznym), ECM wysteruje silnik krokowy tak, aby ten przywrócił prawidłowe obroty.
Regulacja obrotów biegu jałowego wystąpi tylko w przypadku, gdy prędkość obrotowa silnika spadnie poniżej ustalonego punktu kontrolnego (dla serii K jest to 850 obr./min.)
Podczas powrotu do obrotów biegu jałowego (np. po wysprzęgleniu podczas dojeżdżania do świateł) ECM początkowo wprowadzi nieco wyższą liczbę obrotów biegu jałowego. Zapobiega to "wieszaniu się obrotów" po zamknięciu przepustnicy.

Uruchamianie silnika
Podczas uruchamiania silnika ECM ustawia w pozycji "zamknięta przepustnica". Położenie to jest niezależne od wskazania czujnika temperatury płynu chłodzącego.

Kontrola warunków "przeciążenia"
W przypadku wystąpienia warunków "przeciążenia" (za dużo paliwa), ECM tak ustala liczbę kroków silnika krokowego, aby ten powodował zwiększenie ilości powietrza dostającego sie do przepustnicy. W ten sposób redukowana jest emisja węglowodorów.

Kompensacja niskiego napięcia akumulatora
Jeżeli napięcie akumulatora spadnie poniżej ustalonej wartości, ECM spowoduje podwyższenie obrotów biegu jałowego. Dzięki temu zwiększeniu ulegnie wydajność ładowania akumulatora przez alternator.

Wyłączony zapłon
Po wyłączeniu zapłonu, ECM utrzymuje napięcie na silniku krokowym przez 30 sekund. W tym czasie silnik jest ustawiany do pozycji maksymalnie otwartej, w celu ułatwienia rozruchu silnika (180 kroków).

Uwagi końcowe
Układ sterowania biegiem jałowym w systemie sterowania MEMS występującym w silnikach serii K jest typu adaptacyjnego. ECM "uczy się" bieżących warunków pracy silnika (obciążenie i zużycie elementów) i osiągnięcie optymalnych nastaw (liczby kroków) zajmuje pewien okres czasu.
W przypadku włożenia nowego modułu ECM lub modułu ECM z innego pojazdu, "nauczenie" silnika krokowego będzie wymagało wybrania się na przejażdżkę, podczas której ECM pozna nasz silnik.
Warto tutaj nadmienić, że liczba kroków silnika wymagana do utrzymania określonej liczby obrotów biegu jałowego może być różna w każdym modelu.

Autor:
piter34 na podstawie "ROVER 200 1996 Electrical Library" oraz materiałów ze strony www.hondapl.org.