An die Elektrofreaks!Freilaufdiode an einem Einspritzventil?

[Thomas18TE]

Hallo, ich habe mal eine Frage ich habe in jedem Stecker meiner Einspritzventile eine Freilaufdiode integriert um mögliche Induktionsspitzen direkt am Erzeuger zu unterbinden.

Beim Diskutieren sind wir letztens darauf gekommen das das Einspritzventil dadurch evtl. länger geöffnet bleiben. Ist das richtig?

Die Spule nimmt ja beim Einschalten Energie auf, welche beim Abschalten durch die Diode im Kreis weiterläuft. Es ist aber doch nur max. die Energie vorhanden die die Spule vorher aufgenommen hat. Angenommen es dauert 1mSek bis das Ventil öffnet dann dürfte es doch auch nur 1mSek länger geöffnet bleiben bis sich die Energie wieder abbaut(bzw. umgewandelt). Und das könnte man ja einfach durch die Inj. delay Time korrigieren.

[Pezi]

Deine überlegung ist schon richtig. Über die Freilaufdiode wird ja der Strom der durch die Induktion entsteht abgebaut, das benötigt eine gewisse Zeit. Ergo die Düsen sind länger offen.... Bei höherer Frequenz wirds aber immer blöder.
Ausserdem sind Einspritzventile keine klassischen Magnetventile und die Steuerspannung, streng genommen keine Gleichspannung. In meine Augen ist eine Freilaufdiode in diesem Fall unnötig und Kontraproduktiv.

[Bastigb10]

Hallo Thomas18TE,

wenn du eine Standard-Diode als Freilaufdiode nimmst, dann dauert das "Abschalten" des Magnetventils länger als wenn du andere Maßnahmen ergreifst.
Wikipedia hat ein schönes Bild bezüglich der gespeicherten Energie im Magnetfeld der Spule im Ventil (bei Wikipedia wird die Spule als Ersatzschaltbild aus Ohmschen Widerstand des Drahtes und der Induktivität der Spule dargestellt):
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/c ... hdiode.png

Beim Einschalten ist die Diode egal. Die Spule möchte ihren Zustand erhalten (unbestromt), der Strom durch die Spule steigt langsam an (abhängig von Spannung und Induktivität, de.wikipedia.org/wiki/Induktivität).
Nach der Zeit dt nimmt der Strom dann den Wert an, der sich durch den Ohmschen Widerstand der Spule ergibt ( I = U /R ).
Die in der Spule gespeicherte Energie nimmt den Wert E = 1/2 * L * I² an (L ist die Induktivität der Spule).

Beim Abschalten möchte die Spule wiederum ihren aktuellen Zustand erhalten. Das heißt, die Spule tut alles daran den durch sie fließenden Strom zu erhalten. Wenn der Schalter offen ist, ist der Widerstand des Stromkreises sehr hoch. In folge dessen steigt die Spannung über der Spule an. Hat man keine Freilaufdiode oder ähnliches vorgesehen, so kann die Spannung mehrere hundert Volt annehmen und so Störungen verursachen oder den angeschlossenen Schalter (Transistor auf der MS) zerstören.
Verwendet man als Freilaufdiode eine normale Diode wie eine 1N4001 (das sind Gleichrichterdioden und eigentlich zu langsam für diesen Zweck!), so baut sich die in der Spule gespeicherte Energie über die Freilaufdiode ab. Es gibt keinen zerstörerischen Spannungspuls.
Nachteil: Die Spannung über der Diode ist auf ca. 0,8V begrenzt. Durch den Widerstand der Spule ergibt sich hier ein relativ kleiner Strom über der Diode. In folge dessen kann die in der Spule gespeicherte Energie auch nur langsam abgebaut werden. Ein langsamges abbauen der Energie hat auch ein langsames schließen des Ventils zur Folge.
Abhilfe, wie z.B. auch auf der MS2 schon intern verwendet, ist eine höhere Spannung. Die MS2 nimmt im Prinzip eine Zenerdiode welche die Spannung nicht auf 0,8V sondern auf rund 36V begrenzt. Durch die wesentlich höhere Spannung fließt auch ein wesentlich höherer Strom welcher das Magnetfeld schneller abbaut. Der Injektor schließt schneller.
(Schaltung der MS2 auf Seite 167: http://www.msextra.com/doc/pdf/html/MS2 ... e-3.3.html)

Ein paar Vergleichsdaten für Abfallzeiten für Relais (http://www.te.com/commerce/DocumentDeli ... DocLang=EN):
Ohne Freilauf-Schaltung: 1,5ms (750V Spannungsimpuls)
Diode + 24V Zener-Diode: 1,9ms (25V Spannungsimpuls)
Diode: 9,8ms (0,7V Spannungsimpuls)

Mehr Input mit Herleitungen gibt es auch noch hier:
http://www.mikrocontroller.net/topic/307963

Gruß
Sebastian

[Thomas18TE]

ok. danke die Unterschiede sind schon beträchtlich werde das ganze auch auf Z-Dioden umbauen.

[Bastigb10]

@Thomas18TE:
Bei Z-Diode unbedingt die Spannungsfestigkeit des Transistors (und eventuelle anderer direkt betroffener Bauteile) beachten. Eine möglichst hohe Z-Spannung bringt zwar ein schnelles abschalten, die Transistoren müssen das aber auch aushalten

Typische Spannungsfestigkeit im Kfz-Umfeld sollte ca. 60 - 100V sein. Aber bei der MS weiß man ja nie

Gruß
Sebastian

[Thomas18TE]

ja ich nähe nie so nah an der Kante nehme eigentlich immer Transistoren die mehr als 100V vertragen.

[Metaworld82]

Oder Bauteile verwenden die eine Freilauffunktion integriert haben. TLE 6220 zb laufen seit vier Jahren bei mir sehr gut.