Zapalovací svíčky nahradily v desetiválci BMW M5 čidla klepání

Klepání se v motoru obvykle hlídá čidlem, které poslouchá hluk bloku a hledá v něm zvuk detonace. Desetiválec S85 z BMW M5 řady E60 žádné takové čidlo nemá. BMW ho vynechalo a měření přesunulo dovnitř spalovacího prostoru: sleduje proud, který po jiskře protéká ionizovaným plynem mezi elektrodami zapalovací svíčky.

Tiskový materiál BMW k nové M5 je datovaný 6. září 2004 a jeho první kapitola se jmenuje Světová premiéra nové BMW M5. Ionizační proud v něm značka jmenuje jako vrchol řízení motoru a píše, že slouží k rozpoznání klepání, vynechaného zápalu i nedokonalého spalování. Jak to funguje, popisuje školicí sešit M Engine Management System ze sady materiálů BMW pro servisní techniky.

Svíčka je zároveň sonda

Sešit to říká natvrdo: čidla klepání odpadla ve prospěch měření ionizačního proudu, které navíc pozná i vynechaný zápal. Svíčka tím dostala druhou práci. Vedle jiskřiště, bez kterého by směs nechytila, je z ní čidlo.

Postup je takový: jakmile jiskra skončí, jednotka přiloží mezi elektrody nízké napětí a měří proud, který jimi projde. Teplo a tlak hoření ionizují částice v okolí elektrod a množství iontů závisí na tom, jak spalování probíhá. Průběh ionizačního proudu je proto přímo závislý na tlaku ve válci: slabé hoření znamená nízký tlak, dobré hoření vysoký. Když motor začne klepat, uvolní se při nenormálních tlakových špičkách další volné ionty a křivka se změní. Vyhodnotí to jednotka ionizačního proudu spolu s řídicí jednotkou motoru a ta provede potřebné korekce. Který zásah to je, sešit u S85 nejmenuje.

Dvě jednotky na víkách ventilů

Jednotky ionizačního proudu jsou dvě, po jedné na každou řadu válců, a sedí vpředu na víkách ventilů; jako jejich výrobce sešit uvádí firmu Helbako. Kromě měření spouštějí i zapalovací cívky, a to na povel řídicí jednotky motoru. Cívky jsou tyčové a připadá jedna na válec, tedy stejné uspořádání jako u šestiválce M50 v E34. Jedna změna proti běžné cívce ale nutná byla: ze sekundárního vinutí zmizela Zenerova dioda, protože by měření ionizačního proudu znemožnila.

Svíčky vyrobila pro S85 na zakázku NGK. Sešit u nich uvádí označení LKR8AP, dvouramennou zemní elektrodu, platinový prstenec navařený laserem na střední elektrodě, závit 12 mm a nezvykle dlouhou závitovou část, 26,5 mm. Katalog dílů to potvrzuje z druhé strany: skupina cívek a svíček vede u M5 se S85 svíčku 12 12 0 032 273 s dodatkem „NGK LKR8AP“ v počtu deseti kusů a vedle ní dvě čísla cívek, 12 13 7 835 108 a 12 13 7 841 556, obě od Bremi a rovněž po deseti. Sešit přitom u cívek jmenuje Bremi i Bosch, katalog zná jen Bremi.

Řízení motoru se jmenuje MS S65, vyvinul ho Siemens s BMW M GmbH a sešit ho popisuje jako vývojový stupeň jednotky MS S54 z M3 řady E46. Sedí ve dvou vozech: v M5 řady E60 a v M6 řad E63 a E64. Vstupních signálů sleduje přes padesát a vedle zapalování má na starosti i sladění deseti samostatných škrticích klapek.

Proč zrovna u deseti válců

Vynechaný zápal se běžně hledá jinak, z kolísání otáček klikové hřídele. Čím klidněji motor běží, tím hůř to jde, a sešit to omezení pojmenovává výslovně: u velmi klidně běžících motorů má tahle metoda meze, obzvlášť u těch s víc než osmi válci. Měření ionizačního proudu zvládne obojí naráz, klepání i vynechaný zápal, a skoro celé si vystačí s díly, které ve voze stejně jsou. BMW k tomu přidává, že tím mizí i falešné signály o klepání. U starších motorů se vynechávající válec hledá po jiné cestě: u osmiválce M60 za ním bývá výstupní tranzistor v jednotce DME.

Předchozí M5, osmiválcová S62 v řadě E39, na tom byla jinak. Její řídicí jednotka MS S52 měla klasická čidla klepání a školicí sešit k nim přirovnává jejich práci k mikrofonu: snímají hluk spalování, a jakmile překročí nastavenou mez, jednotka stahuje předstih, dokud klepání nezmizí. Vynechaný zápal si táž jednotka hlídala kvůli OBD II ze signálu snímače klikové hřídele. Odvozovat veličinu z už existujícího signálu je u téhle M5 dobře známý postup, protože ztrátu tlaku v pneumatikách pozná z otáček kol.

Kde se prameny rozcházejí

Dvě čísla se neshodují a je lepší je oddělit. Tiskový materiál k M5 uvádí v úvodním shrnutí červené pole otáčkoměru u 8 000 otáček, o několik kapitol dál v témže dokumentu u 8 250; školicí sešit k motoru dává jako nejvyšší otáčky 8 250. Druhý rozdíl je jen v jednotkách: tisková zpráva mluví o 507 koních, americký školicí sešit o 500, ale obojí vychází z týchž 373 kW. Metrických koní z toho vyjde 507, anglických zhruba 500 (vlastní přepočet).

Ostatní údaje sedí. Objem 4 999 cm³, vrtání a zdvih 92 × 75,2 mm, točivý moment 520 N·m při 6 100 otáčkách, kompresní poměr 12:1 a sání přes deset samostatných klapek, které ovládají dva servomotory, po jednom na každou řadu válců. Kliková skříň je z lehké slitiny a ze dvou dílů: její spodek tvoří nosný rám hlavních ložisek, kterému BMW říká bedplate. Podle tiskové zprávy je S85 první sériový vidlicový motor značky, který ho má.

Sešit uzavírá kapitolu dílenským cvičením a jedna z otázek v něm zní, na co si dát pozor při zpětné montáži jednotek ionizačního proudu. Odpověď v textu není, technik si ji měl doplnit na školení. Kdo bude jednotky sundávat, musí si postup vzít z dílenské dokumentace, ne odsud.

Zdroje

• BMW Group PressClub: The new BMW M5, 6. září 2004
• BMW Training: M Engine Management System (ST505)
• BMW Training: M Engines (ST505)
• BMW Training: M5 S52 Engine Electronics (ST505)
• Katalog dílů bmwfans.info: BMW M5 (S85), zapalovací cívky a svíčky

Školicí sešity BMW i tisková zpráva jsou v angličtině; údaje z nich jsou přeložené a přeformulované, ne opsané.