Silnik krokowy - budowa i zasada działania

Budowa silnika krokowego

Silnik krokowy (zwany też skokowy bądź impulsowy) jest silnikiem elektrycznym zasilanym impulsowo zmieniając je następnie na ruchy mechaniczne. Jego funkcją jest sterowanie dopływem powietrza na przepustnicy (tuż którego obok umiejscowiony jest ten komponent) w taki sposób, aby jednostka napędowa nie zgasła poniżej minimalnych obrotów. 

W skład podstawowego silnika krokowego wchodzą rotor oraz stojan i w przeciwieństwie do silników wykonujących stały ruch obrotowy są silnikami bezszczotkowymi. Nie znajdziemy też części mechaniczno-elektrycznych współdziałających z komutatorem, który odpowiada za przepływ prądu w odpowiednich segmentach uzwojenia wirnika.

W silnikach krokowych na linii: wirnik – magnes trwały – uzwojenie oddziaływane jest pole magnetyczne w postaci elektromagnesów, w wyniku czego wirnik w formie koła zębatego obraca się o określoną liczbę sekcji. Ze względu na budowę do najpowszechniejszych silniczków należy rodzaj hybrydowy dysponującymi trwałymi magnesami.

Jak działa silnik krokowy

Działanie silnika krokowego opiera się na minimalnych ruchach. Przepustnica odchyla się w obie strony ustalając w ten sposób jej położenie. Wszystko odbywa się elektronicznie z uwzględnieniem liczby impulsów (kroków), które silniczek otrzymuje z ECM (z ang. Electronic Control Module - elektroniczny moduł sterujący). Stopień wychylenia jest uzależniony od liczby kroków.

Za prawidłową pracą silniczka krokowego stoją sensory oraz odczyty uzyskane z nich. Informacji udzielają czujniki: położenia wału korbowego (określa prędkość obrotową silnika), ciśnienia w kolektorze ssącym (tzw. MAP sensor) oraz temperatury płynu chłodzącego. Ponadto określa się czy włączony jest zapłon oraz aktualny stopień naładowania akumulatora.

Ostatni wyznacznik jest naprawdę ważny, ponieważ przy ryzyku rozładowania akumulatora, silnik krokowy może przyczynić się do wzrostu obrotów biegu jałowego umożliwiając przy tym szybsze jego naładowanie. Silnik skokowy pracuje także przez chwilę po wyłączeniu silnika ułatwiając tym samym ponowny rozruch jednostki napędowej. Obecnie stosowane są trzy rodzaje sterowania: pełnokrokowe, półkrokowe i mikrokrokowe.

Usterki silnika impulsowego

Jak każdy element awarii może też ulec ta elektryczna jednostka i zdarza się to z dość dużą częstotliwością. Podatność na defekty jest uzależniona głównie od jakości komponentu zastosowanego przez producenta. Objawami, mogącymi świadczyć o potencjalnej usterce są: nierówna praca silnika lub za wysokie obroty jednostki na biegu jałowym czy wyłączenie silnika na biegu jałowym albo przy jeździe z niską prędkością. Przyczyną takiego stanu rzeczy może być zabrudzenie, a także uszkodzenie elementów mechanicznych/elektronicznych bądź niesprawna wtyczka/przewód doprowadzony do silniczka.

Jak zadbać o silnik krokowy

Aby przedłużyć żywotność silniczka czasem wystarczy cykliczne (np. 1 – 2 razy do roku) przeczyszczenie. Czynność nie należy do skomplikowanych i do jej wykonania potrzebny będzie preparat do czyszczenia przepustnicy i gaźników w sprayu. Cały proces oczyszczania rozpoczyna się od odłączenia akumulatora. Następnie wypinamy wtyczkę silnika, by później zabrać się za jego demontaż. W tym celu przydatny okaże się klucz typu torx. Zdjętą część trzymamy „grzybkiem” skierowanym w dół i czyścimy ten fragment preparatem. Po wyschnięciu substancji instalujemy ponownie osprzęt wykorzystując nową uszczelkę silikonową.

W mniej optymistycznych sytuacjach niezbędna będzie wymiana podzespołu. Jest to czynność, którą możemy przeprowadzić samodzielnie, aczkolwiek w większości przypadków nie obejdzie się bez wizyty u mechanika. Przede wszystkim silnik krokowy musi być ściśle dopasowany do modelu i rocznika samochodu oraz wersji silnikowej.

Warto zapoznać się z parametrami, gdyż odpowiedni egzemplarz obniży koszty wymiany w warsztacie oraz zaoszczędzi fachowcowi czasu. Ponadto sam dostęp do silniczka w poszczególnych pojazdach jest mocno skomplikowany, zaś w gorszych wypadkach śruby mogą być tak zardzewiałe, że nie odkręcimy ich samodzielnie żadnym kluczem.