Wtrysk bezpoŹredni w silnikach Diesla

Transkrypt

Wtrysk bezpoÊredni
w silnikach Diesla
● wtrysk z pompà VP44
● wtrysk CDI w samochodach Mercedes-Benz
● diagnozowanie typowych usterek
Krzysztof Trzeciak
wspó∏praca:
Jan Zawadzki
Wydawnictwo INSTALATOR POLSKI
PREZES mgr W∏adys∏aw Polesiƒski
REDAKTOR NACZELNY mgr in˝. Krzysztof Trzeciak
e-mail: [email protected]
SEKRETARZ REDAKCJI mgr in˝. El˝bieta Woêniak
ADRES REDAKCJI ul. Koniczynowa 11, 03-612 Warszawa
tel. 678-64-90, fax 679-71-01
www.automotoserwis.com.pl
REKLAMA
Dyrektor ds. Marketingu i Reklamy
Gra˝yna Ka∏u˝yƒska
Specjalista ds. Reklamy
Magdalena Dyszy tel. 678-37-33
PRENUMERATA: tel. 678-38-05
GRAFIKA I ¸AMANIE: MAT-Andrzej Glanda
DRUK: TAURUS, Kazimierów 13 k. Halinowa
Od redakcji
Silnik wysokopr´˝ny z wtryskiem bezpoÊrednim i w pe∏ni elektronicznym sterowaniem zosta∏
po raz pierwszy zaprezentowany publicznie na IAA we Frankfurcie w 1989 r. Silnik TDI firmy
Volkswagen zapowiada∏ wtedy prawdziwà rewolucj´ w budowie silników wysokopr´˝nych. Jednak
mog∏a si´ ona dokonaç tylko dzi´ki temu, ˝e równie˝ inni producenci podj´li produkcj´ takich
silników. Wszyscy oni przyczynili si´ do powstania ca∏kiem nowego wizerunku silnika
wysokopr´˝nego: kiedyÊ powolny, ha∏aÊliwy i twardo pracujàcy, dziÊ jest ˝wawy, komfortowy i bardzo
oszcz´dny. Ju˝ dawno przyczynami niedomagaƒ silników nie sà jedynie dotychczas znane usterki,
takie jak zawieszajàce si´ i kroplàce po zamknićiu wtryskiwacze, nagle s∏abnàce elektromagnetyczne
zawory odcinajàce albo zu˝yte spr´˝yny odÊrodkowego przestawiacza wtrysku. Teraz êród∏em
problemów sta∏y si´ tak˝e elektroniczne uk∏ady sterujàce zasilaniem. Mo˝na je diagnozowaç
korzystajàc z odpowiednich przyrzàdów, oczywiÊcie pod warunkiem, ˝e zna si´ podstawy budowy
i dzia∏ania badanego uk∏adu.
W tym Poradniku zostanà przedstawione uk∏ady wtryskowe z pompà VP44 stosowane
w samochodach Audi, BMW, Ford, Opel oraz uk∏ady wtryskowe Common Rail w Mercedesach.
Na ok∏adce fot. Bosch
Krzysztof Trzeciak
Wspó∏praca: Jan Zawadzki
Spis treÊci
Wst´p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
1. Pompa VP44 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
1.1. Dwie generacje pomp VP44 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
1.2. Zasilanie pompy wtryskowej paliwem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
1.3. Budowa i dzia∏anie pompy VP44 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
1.4. Sterowanie pompà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
1.5. Regulowanie poczàtku t∏oczenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
1.6. Uk∏ady recyrkulacji spalin i do∏adowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
1.7. Odpowietrzanie pompy wtryskowej VP44 . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
1.8. Wtryskiwacze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
1.9. Samodiagnozowanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
1.10. Sprawdzanie podzespo∏ów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
1.11. Zestawienie samochodów z pompà VP 44 . . . . . . . . . . . . . . . . .21
2. CDI w samochodach Mercedes-Benz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
2.1. Obwód niskiego ciÊnienia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
2.2. Obwód wysokiego ciÊnienia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
2.3. Wtryskiwacze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
2.4. Uk∏ad sterowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
2.5. Samodiagnostyka i tryb awaryjny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
2.6. Sprawdzanie czujników i nastawników . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
3. Diagnozowanie typowych usterek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
Wst´p
P
rze∏omem w dziedzinie silników wysokopr´˝nych do samochodów osobowych by∏o
zastosowanie wtrysku bezpoÊredniego. Jak
wiadomo, silniki o wtrysku do komory spalania umieszczonej w t∏oku majà wi´kszà sprawnoÊç i dzi´ki temu sà bardziej ekonomiczne ni˝ silniki o wtrysku poÊrednim. Wadà spalania nie w komorze wst´pnej jest wy˝szy poziom ha∏asu i problem czystoÊci spalin. Wady te uda∏o si´ usunàç po
wprowadzeniu wysokich ciÊnieƒ wtrysku, elektronicznych uk∏adów regulacji i wtrysku wst´pnego.
Po raz pierwszy wtrysk bezpoÊredni pojawi∏ si´
w modelu Fiat Croma TDI w 1988 r., jednak wynalazek ten rozpropagowa∏ Volkswagen. Pierwszy silnik wysokopr´˝ny VW TDI z wtryskiem bezpo-
Êrednim i w pe∏ni elektronicznym sterowaniem zosta∏ zaprezentowany publicznie na IAA we Frankfurcie w 1989 r. Silnik TDI zapowiada∏ wtedy
prawdziwà rewolucj´ w budowie silników wysokopr´˝nych. Mog∏a ona dokonaç si´ jednak tylko
dzi´ki temu, ˝e równie˝ inni producenci podj´li
produkcj´ takich silników. Wszyscy oni przyczynili si´ do powstania ca∏kiem nowego wizerunku silnika wysokopr´˝nego: kiedyÊ powolny, ha∏aÊliwy
i twardo pracujàcy - dziÊ jest ˝wawy, komfortowy
i bardzo oszcz´dny.
Poczàtkowo, bezpoÊredni wtrysk by∏ realizowany przez pomp´ rozdzielaczowà. Umo˝liwi∏o to
uzyskanie z turbodiesli wi´kszej mocy (wcià˝ jednak przy tej samej pojemnoÊci silniki benzynowe
by∏y mocniejsze) i obni˝enie spalania; pozosta∏
jednak charakterystyczny dla diesli odg∏os klekotania. Prawdziwy prze∏om dokona∏ si´ pod koniec lat
90., a to za sprawà nowych technik wtryskowych.
W 1990 r. rozpoczà∏ si´ etap przemys∏owego wdra˝ania uk∏adu Unijet - pierwszej odmiany Common
Rail, opracowanego przez Magneti Marelli, Centrum Badawcze Fiata i Elasis. Faza ta zakoƒczy∏a
si´ w 1994 r., kiedy w Fiat Auto podj´to decyzj´
o wyborze partnera majàcego najwi´ksze doÊwiadczenie w dziedzinie uk∏adów wtryskowych do silników Diesla (nie rozwiàzanym problemem by∏y
tolerancje wykonania wtryskiwaczy). Patent zosta∏
sprzedany firmie Robert Bosch, w celu dokoƒczenia prac rozwojowych i wdro˝enia do produkcji
przemys∏owej. Przejmujàc prawa produkcji Bosch
nada∏ nowemu rozwiàzaniu, zaczerpni´tà z j´zyka
angielskiego, nazw´ Common Rail. Oznacza ona
wspólnà szyn´, listw´ (rail = szyna). Firmy stosujàce to rozwiàzanie nazywajà je ró˝nie, np. Peugeot pos∏uguje si´ literami HDi (skrót od „High pressure Direct injection”), czyli wysokociÊnieniowe
sterowanie wtryskiem, a Mercedes - CDI (Common-rail Direct-Injection).
Rodzaj uk∏adu
wtryskowego
CiÊnienie
Dawka
maksymalne paliwa
wtrysku, MPa mm3/wtrysk
W ten sposób, w dziewi´ç lat od premiery Fiata
Croma TDI, w paêdzierniku 1997 r. trafi∏ na rynek
samochód Alfa 156 JTD, wyposa˝ony w turbodiesel
1.9 JTD 8V Unijet o mocy 105 KM, zapewniajàcy
niemo˝liwe dotàd do osiàgnićia rezultaty. Prawdziwà rewolucjà by∏ zastosowany w nim uk∏ad zasilania typu Common Rail. Dzi´ki licznym zaletom
system ten szybko zdoby∏ uznanie wi´kszoÊci producentów samochodów i wkrótce po swojej premierze trafi∏ pod maski innych samochodów (m.in.
modeli Mercedes-Benz, Peugeot, Renault, Opel,
Ford). Dzisiaj z tego rozwiàzania korzystajà prawie
wszyscy producenci samochodów, za wyjàtkiem
Volkswagena, który postanowi∏ stworzyç w 1998 r.
alternatywny system wtryskowy wyst´pujàcy pod
nazwà PDS (niem. Pumpe-Düse-System) lub UIS
(ang. Unit Injector System). System ten polega na
tym, ˝e dla ka˝dego cylindra przewidziano oddzielnà pomp´ wtryskowà zespolonà z wtryskiwaczem.
W tablicy zestawiono wszystkie rodzaje sterowanych elektronicznie uk∏adów wtryskowych, stosowanych w samochodach osobowych do zasilania nowoczesnych silników Diesla z wtryskiem
bezpoÊrednim.
Cechy charakterystyczne
Rozdzielaczowe pompy wtryskowe
Bosch VP37
125
70
pompa osiowa, poczàtek wtrysku sterowany zaworem
elektromagnetycznym zmieniajàcym ciÊnienie dzia∏ajàce na t∏oczek
przestawiacza wtrysku, uk∏ad hydrauliczny przej´ty z pomp typu VE
Bosch VP30
140
70
pompa osiowa, poczàtek i dawka wtrysku sterowane
elektromagnetycznym zaworem wysokiego ciÊnienia, wbudowany
sterownik PSG5
Bosch VP44
185
85
pompa promieniowa, poczàtek i dawka wtrysku sterowane
elektromagnetycznym zaworem wysokiego ciÊnienia, wbudowany
sterownik PSG5 lub PSG16
Lucas EPIC
75
poczàtek i dawka wtrysku sterowane zaworami elektromagnetycznymi
Lucas ESR
poczàtek i dawka wtrysku sterowane zaworami elektromagnetycznymi
Pompowtryskiwacze (PDS, UIS)
UIS P1
205
60
zawór elektromagnetyczny
CR 1. generacji
135
100
pompa wysokiego ciÊnienia regulowana ciÊnieniem, wtryskiwacze
elektromagnetyczne
CR 2. generacji
160
100
od 2000 r., pompa wysokiego ciÊnienia regulowana wydatkiem,
wtryskiwacze elektromagnetyczne
CR 3. generacji
160
100
od 2003 r., pompa wysokiego ciÊnienia regulowana wydatkiem,
wtryskiwacze piezoelektryczne
Common Rail
6
Poradnik SERWISOWY
1. Pompa VP44
1.1. Dwie generacje pomp VP44
Do marki Opel nale˝y palma pierwszeƒstwa
w zastosowaniu promieniowej rozdzielaczowej
pompy wtryskowej Bosch typ VP44. W 1996 r. bramy fabryki opuÊci∏a Astra 2.0 DI 16V z pierwszym
uk∏adem wtryskowym, który móg∏ podaç do komory spalania paliwo pod ciÊnieniem przekraczajàcym 1000 bar. Pompy wtryskowe VP44 sà spotykane w samochodach osobowych Audi, Ford, Opel
i BMW. Z kolei rozdzielaczowa pompa osiowa
VP30 jest stosowana w samochodach Ford: Focus,
Mondeo i Transit w wersjach o mniejszej mocy silnika. Ostatnim przyk∏adem udanego zastosowania
pompy VP44 jest silnik 2.2 DTI w modelu Signum.
Wykaz samochodów z pompami VP44 podano
w tablicy (pkt 1.11). W dalszej cz´Êci opisano
czynnoÊci kontrolne dla pompy VP44 stosowanej
w samochodzie Audi A6. Ze wzgl´du na podobnà
budow´, procedury badania i parametry mo˝na odnieÊç do innych silników.
Pompa VP44 nale˝y wraz z pompà VP30 do rodziny regulowanych elektronicznie rozdzielaczowych pomp wtryskowych firmy Bosch, w których
dawka wtrysku jest sterowana elektromagnetycznym zaworem wysokiego ciÊnienia. Za pomocà tego
zaworu sà okreÊlane: poczàtek i koniec t∏oczenia
pompy wtryskowej oraz dawka wtrysku. Ró˝nica
mi´dzy VP44 a VP30 polega na tym, ˝e w VP30 wysokie ciÊnienie wytwarza pompa o t∏oczkach osiowych, a w VP44 - pompa o dwóch lub trzech t∏oczkach promieniowych. Za pomocà pompy osiowej
mo˝na wytworzyç na wtryskiwaczu ciÊnienie maksymalnie do 120 MPa, a za pomocà t∏oczków promieniowych - maksymalnie do 180 MPa. Dwukrotne za∏àczanie elektromagnetycznego zaworu wysokiego ciÊnienia, np. w nowym silniku Ford Mondeo
oraz w silniku V6-TDI koncernu VW, umo˝liwia realizacj´ wtrysku wst´pnego, co przyczynia si´ do
mi´kkiego przebiegu spalania i zmniejszenia emisji NOx.
Pracà pompy VP zarzàdza elektroniczny uk∏ad
sterowania silnika EDC (Electronic Diesel Control).
Pierwsze uk∏ady wymaga∏y dwóch sterowników:
sterownika silnika MSG oraz sterownika pompy
wtryskowej PSG (rys. 1.1). Póêniej zacz´to stosowaç jeden wspólny sterownik zamontowany bezpoÊrednio na pompie (rys. 1.2).
Rys. 1.1. Przyk∏ad uk∏adu wtryskowego z pompà
Bosch VP44 oraz oddzielnymi sterownikami
silnika i pompy, zastosowanego w samochodzie
dostawczym z silnikiem Diesla o wtrysku
bezpoÊrednim (êród∏o: Bosch):
1 - sterownik silnika MSG
2 - sterownik Êwiec ˝arowych GZS
3 - filtr paliwa
4 - przep∏ywomierz powietrza
5 - wtryskiwacz paliwa
6 - Êwieca ˝arowa
7 - pompa wtryskowa VP44
ze sterownikiem pompy PSG5
8 - alternator
9 - czujnik temperatury
silnika (w uk∏adzie
ch∏odzenia silnika),
10 - czujnik pr´dkoÊci
obrotowej silnika
11 - czujnik po∏o˝enia
peda∏u przyspieszenia
Poradnik SERWISOWY
7
Rys. 1.2. Przyk∏ad
uk∏adu wtryskowego
z pompà Bosch VP44
i jednym sterownikiem
PSG16, zastosowanego
w samochodzie dostawczym
z silnikiem Diesla o wtrysku
bezpoÊrednim (êród∏o: Bosch):
1 - pompa wtryskowa ze sterownikiem
pompy PSG16
2 - sterownik Êwiec ˝arowych
3 - wtryskiwacze paliwa
4 - przep∏ywomierz powietrza
5 - czujnik po∏o˝enia peda∏u przyspieszenia
6 - Êwieca ˝arowa
7 - czujnik pr´dkoÊci obrotowej silnika
8 - czujnik temperatury silnika
9 - filtr paliwa
1.2. Zasilanie pompy wtryskowej paliwem
Paliwo ze zbiornika jest t∏oczone przez filtr
pompà zasilajàcà do pompy wtryskowej. Znajdujàca si´ w pompie rozdzielaczowej pompa ∏opatkowa zwi´ksza ciÊnienie maksymalnie do 180-240
MPa (18-24 bar). CiÊnienie mo˝na zmierzyç manometrem z odpowiednià z∏àczkà (M14x1,5) na Êru-
Rys. 1.3. Rozdzielaczowa
pompa wtryskowa Bosch
VP44 - S3 z trzema
t∏oczkami promieniowymi,
zastosowana w samochodzie
Audi 2.5 V6 TDI (êród∏o: Audi):
1 - pompa ∏opatkowa
2 - czujnik po∏o˝enia kàtowego
3 - sterownik pompy
4 - t∏oczek promieniowy
5 - zawór elektromagnetyczny wysokiego ciÊnienia
6 - d∏awik przelewu
7 - zawór elektromagnetyczny przestawiacza wtrysku
8 - przestawiacz wtrysku
9 - pierÊcieƒ krzywkowy
8
Poradnik SERWISOWY
bie przelewu paliwa. Tak wysokie ciÊnienie
w uk∏adzie jest niezb´dne, poniewa˝ paliwo ma
skomplikowanà drog´ do t∏oczków promieniowych
(rys. 1.4).
Pompa VP44 jest smarowana paliwem i nie mo˝e pracowaç na sucho, poniewa˝ w przeciwieƒstwie do pompy VP30 nie jest pompà samoodpowietrzajàcà si´.
Rys. 1.4. Zasilanie paliwem pompy wtryskowej VP44 (êród∏o: Bosch): 1 - pierÊcieƒ krzywkowy, 2 - doprowadzenie
paliwa z filtra, 3 - zawór regulacyjny ciÊnienia, 4 - przelewowy zawór d∏awiàcy, 5 - elektromagnetyczny zawór
wysokiego ciÊnienia, 6 - przelew, 7 - elektromagnetyczny zawór przestawiacza wtrysku, 8 - pierÊcieƒ krzywkowy,
9 - t∏oczek wysokiego ciÊnienia, 10 - czujnik kàta obrotu, 11 - przestawiacz wtrysku
Próba uruchomienia silnika, kiedy zbiornik paliwa
jest pusty, grozi uszkodzeniem pompy wtryskowej!
Wi´kszoÊç producentów zabezpiecza pompy
przed pracà na sucho, tzn. gdy poziom paliwa spadnie poni˝ej okreÊlonej wartoÊci, w ten sposób, ˝e
silnik zatrzymuje si´ sam. Najpierw lampka kontrolna poziomu paliwa ostrzega kierowc´ o zbyt niskim poziomie paliwa, nast´pnie silnik zaczyna
szarpaç i jeÊli kierowca nie zareaguje, silnik wy∏àcza si´, a w pamići diagnostycznej zostanie zarejestrowana usterka. Ponownie mo˝na uruchomiç silnik dopiero wówczas, gdy paliwo w zbiorniku zostanie uzupe∏nione do minimalnego poziomu.
Po zamontowaniu pomp´ VP44 nale˝y dok∏adnie odpowietrzyç w sposób opisany w pkt. 1.7.
W silnikach czterozaworowych Opel 2,0 lub 2,2
dm3 przewody odp∏ywu nadmiaru paliwa (przecieków) z wtryskiwaczy sà pod∏àczone do obwodu doprowadzenia paliwa. Zatem nieszczelny przewód
odp∏ywu paliwa z wtryskiwacza mo˝e byç przyczynà zapowietrzenia uk∏adu zasilania. Silnik
szarpie, a nawet nie daje si´ uruchomiç. Zanim
wić si´gnie si´ do kontroli elektroniki, najpierw
nale˝y sprawdziç szczelnoÊç przewodów odp∏ywu
paliwa z wtryskiwaczy.
Ka˝dy nowo zamontowany filtr paliwa musi
byç nape∏niony paliwem, aby do pompy nie przedosta∏o si´ powietrze. Filtr jest umieszczony na
przewodzie doprowadzajàcym paliwo ze zbiornika. JeÊli samochód jest wyposa˝ony w elektrycznà
pomp´ wst´pnego zasilania paliwem, to filtr mo˝na nape∏niç przez kilkakrotne w∏àczenie i wy∏àczenie zap∏onu. JeÊli w samochodzie nie wyst´puje
pompa wst´pnego zasilania paliwem, nale˝y zassaç paliwo do filtra za pomocà rćznej pompki
podciÊnienia.
1.3. Budowa i dzia∏anie pompy VP44
Promieniowa rozdzielaczowa pompa wtryskowa
(rys. 1.3) sk∏ada si´ z ∏opatkowo-komorowej pompy
z zaworem regulacyjnym ciÊnienia i przelewowym
zaworem d∏awiàcym. Jej zadaniem jest zasysanie
Poradnik SERWISOWY
9
Rys. 1.5. G∏owica rozdzielcza
pompy - faza nape∏niania przestrzeni
wysokiego ciÊnienia:
1 - t∏oczek
2 - wa∏ek rozdzielacza
3 - tulejka sterujàca
4 - iglica zaworu
5 - przelew paliwa
6 - g∏owica
7 - elektromagnetyczny zawór
wysokiego ciÊnienia
8 - kana∏ wysokiego ciÊnienia
9 - kana∏ pierÊcieniowy
10 - przepona
11 - komora
12 - dop∏yw paliwa pod niskim ciÊnieniem
13 - rozdzia∏ paliwa
14 - odp∏yw paliwa pod wysokim ciÊnieniem
15 - zwrotny zawór d∏awiàcy
16 - króciec przewodu wtryskowego
paliwa, wytworzenie ciÊnienia wewnàtrz akumulatora hydraulicznego (ok. 2,0 MPa) oraz zasilenie paliwem t∏oczkowej pompy promieniowej wysokiego
ciÊnienia, która wytwarza wysokie ciÊnienie
niezb´dne do wtrysku paliwa (do ok. 160 MPa).
Wraz z pompà wysokiego ciÊnienia obraca si´ wa∏ek
rozdzielacza, doprowadzajàcy paliwo do poszczególnych cylindrów. Zawór elektromagnetyczny wysokiego ciÊnienia odpowiada za dawk´ paliwa i jest
sterowany sygna∏ami o zmiennej cz´-stotliwoÊci impulsów przez umieszczony na pompie sterownik.
Otwieranie i zamykanie zaworu okreÊla czas t∏oczenia paliwa przez pomp´ wysokiego ciÊnienia. Na
podstawie sygna∏ów czujnika kàta obrotu (po∏o˝enia
kàtowego wa∏ka) jest ustalane chwilowe wzajemne
po∏o˝enie kàtowe wa∏ka nap´dowego i pierÊcienia
krzywkowego podczas obrotu, obliczana pr´dkoÊç
obrotowa pompy wtryskowej oraz (przez porównanie z sygna∏ami czujnika wa∏u korbowego) rozpoznawana pozycja ustawienia przestawiacza
wtrysku. Czujnik kàta obrotu jest umieszczony na
pierÊcieniu obracajàcym si´ synchronicznie z pierÊcieniem krzywkowym pompy wysokiego ciÊnienia.
Z´bata tarcza nadajnika impulsów jest umieszczona
na wa∏ku nap´dowym pompy. Miejsca bez z´bów
odpowiadajà liczbie cylindrów silnika.
Zawór elektromagnetyczny ustawia po∏o˝enie
przestawiacza wtrysku, który odpowiednio obraca
pierÊcieniem krzywkowym pompy wysokiego ciÊnienia. Na rys. 1.4 przedstawiono schematycznie
wewn´trznà budow´ promieniowej rozdzielaczowej pompy wtryskowej.
10
Poradnik SERWISOWY
Regulacja poczàtku wtrysku polega na porównaniu sygna∏u z czujnika wzniosu ig∏y rozpylacza
z sygna∏em czujnika kàta obrotu i na ewentualnej,
odpowiedniej zmianie po∏o˝enia przestawiacza
wtrysku.
Paliwo przedostaje si´ do pompy kana∏em pierÊcieniowym (9, rys. 1.5) i wp∏ywa przez otwarty
zawór (4, rys. 1.5) mi´dzy t∏oczki (1, rys. 1.5). CiÊnienie wst´pne powoduje, ˝e t∏oczki sà dociskane
do pierÊcienia krzywkowego.
Pompy promieniowe (radialne) nie majà - w odró˝nieniu od pomp osiowych - spr´˝yn odciàgajàcych t∏oczki. Dlatego, je˝eli pompa promieniowa
jest sprawna, to w stanie wymontowanym da si´
obróciç r´kà. TrudnoÊci podczas obracania wa∏ka
pompy promieniowej Êwiadczà o tym, ˝e jest
uszkodzona mechanicznie.
Kiedy wa∏ek rozdzielacza (2, rys. 1.5) obraca si´,
rolki popychacza poruszajà si´ po krzywiznach
pierÊcienia krzywkowego. T∏oczki (9, rys. 1.4) sà
wtedy wciskane do wewnàtrz i spr´˝ajà paliwo do
wysokiego ciÊnienia. Jednak t∏oczenie paliwa pod
wysokim ciÊnieniem rozpoczyna si´ wtedy, gdy zawór elektromagnetyczny (4, rys. 1.5) zostaje zamkni´ty sygna∏em ze sterownika. Wa∏ek rozdzielacza ustawi si´ przed wylotem spr´˝onego paliwa
do odpowiedniego cylindra. Teraz paliwo przedostaje si´ przez zawór zwrotny d∏awiàcy (15) i z∏àcze (16) przewodem do wtryskiwacza, który za poÊrednictwem rozpylacza wtryskuje je do komory
spalania. Wtrysk koƒczy si´ wtedy, gdy zawór elektromagnetyczny (4) zostanie otwarty.
1.4. Sterowanie pompà
Pracà pompy VP44 zarzàdza, jak wiemy, elektroniczny uk∏ad sterowania silnika EDC. Pierwsze
pompy VP44 i VP30 wymaga∏y dwóch sterowników: sterownika silnika MSG oraz sterownika
pompy wtryskowej PSG (rys. 1.1 i 1.2). W pierwszej generacji dwa sterowniki pe∏nià wić oddzielne funkcje. Sterownik pompy stanowi górnà cz´Êç
pompy wtryskowej i s∏u˝y jako stopieƒ koƒcowy
dla elektromagnetycznego zaworu wysokiego ciÊnienia (5, rys. 1.4) i elektromagnetycznego zaworu przestawiacza wtrysku (7). W pompie wtryskowej jest zamontowany czujnik kàta obrotu wa∏ka
pompy, mierzàcy pr´dkoÊç obrotowà i po∏o˝enie
pompy wtryskowej (rys. 1.6). Do dok∏adnego
w czasie sterowania zaworu elektromagnetycznego sterownik potrzebuje informacji od czujnika po∏o˝enia kàtowego. W pompie wtryskowej znajduje
Rys. 1.6. Widok pompy VP44 wymontowanej
z silnika: 1 - ko∏nierz mocujàcy pompy wtryskowej,
2 - czujniki kàta obrotu, 3 - sterownik,
4 - elektromagnetyczny zawór wysokiego ciÊnienia,
5 - elektromagnetyczny zawór przestawiacza wtrysku,
6 - przestawiacz wtrysku, 7 - Êruba
Rys. 1.7. Sterowanie silnika
i elementy uk∏adu
wtryskowego z pompà VP44
i ze sterownikiem PSG16
1- czujnik po∏o˝enia
peda∏u przyspieszenia
peda∏u sprz´g∏a
peda∏u hamulca
4 - dêwignia regulatora
pr´dkoÊci jazdy (tempomatu)
5 - stacyjka
pojazdu
obrotowej wa∏u korbowego
(indukcyjny)
8 - czujnik temperatury
silnika (w uk∏adzie
ch∏odzenia silnika)
9 - czujnik temperatury powietrza
w kolektorze dolotowym
10 - czujnik ciÊnienia do∏adowania
(jeÊli wyst´puje turbospr´˝arka)
11 - masowy przep∏ywomierz powietrza
12 - zestaw wskaêników, 13 - spr´˝arka klimatyzacji
14 - gniazdo diagnostyczne
15 - sterownik czasu ˝arzenia Êwiec ˝arowych
16 - nap´d pompy wtryskowej
17 - zintegrowany sterownik silnika
i pompy wtryskowej PSG 16
18 - pompa wtryskowa VP44
19 - filtr paliwa z zaworem przelewowym
20 - zbiornik paliwa z filtrem wst´pnym i pompà
zasilajàcà (pompa zasilajàca wyst´puje tylko przy
d∏ugich przewodach i du˝ej ró˝nicy wysokoÊci
pomi´dzy zbiornikiem paliwa i pompà wtryskowà)
21- wtryskiwacz z czujnikiem wzniosu
ig∏y rozpylacza (tu: cylinder 1)
22 - Êwieca ˝arowa
Poradnik SERWISOWY
11
si´ równie˝ czujnik temperatury paliwa, z którego
sterownik potrzebuje informacji do obliczenia
wtryÊni´tej masy paliwa. Wszystkie inne czujniki
przesy∏ajà swoje dane pomiarowe do sterownika
silnika (rys. 1.7). Wymiana danych pomi´dzy sterownikiem pompy wtryskowej i sterownikiem silnika odbywa si´ przez magistral´ danych CAN.
Do obliczenia wtryskiwanej dawki paliwa sterownik silnika, oprócz pr´dkoÊci obrotowej odczytywanej z czujnika po∏o˝enia wa∏u korbowego, potrzebuje jeszcze informacji o zadawanym przez kierowc´ obcià˝eniu silnika. Informacj´ t´ uzyskuje z czujnika po∏o˝enia peda∏u przyspieszenia (1, rys. 1.7).
Dopiero gdy kierowca wciÊnie do koƒca peda∏
przyspieszenia, zaczyna dzia∏aç ograniczenie momentu obrotowego i dymienia. Uk∏ad ograniczenia
momentu obrotowego zapobiega przecià˝eniu
uk∏adu nap´dowego lub jest w∏àczany uk∏ad ASR
lub ESP. Ograniczanie dymienia opiera si´ na wartoÊciach dostarczanych przez przep∏ywomierz powietrza i obliczaniu dawek paliwa w zale˝noÊci od
pr´dkoÊci obrotowej silnika.
1.5. Regulowanie poczàtku t∏oczenia
Poczàtek t∏oczenia jest zapisany jako mapa charakterystyk w funkcji pr´dkoÊci obrotowej silnika
oraz dawki paliwa jako miary obcià˝enia silnika.
Jako wspó∏czynniki korygujàce s∏u˝à temperatury
silnika i zasysanego powietrza oraz ciÊnienie otoczenia. Najwa˝niejszymi czujnikami sà: czujnik
po∏o˝enia wa∏u korbowego oraz czujnik kàta obrotu w pompie. Na podstawie tego ostatniego sterownik okreÊla dok∏adne po∏o˝enie wa∏ka pompy
i przestawiacza wtrysku. Obwód regulatora poczàtku wtrysku w sterowniku pompy stale porównuje
rzeczywisty poczàtek wtrysku z ustalonà wartoÊcià
znamionowà i w razie wykrycia ró˝nicy - zmienia
sygna∏ sterujàcy przesy∏any do zaworu elektromagnetycznego. Informacjà o rzeczywistej wartoÊci
poczàtku wtrysku jest sygna∏ czujnika kàta obrotu
lub sygna∏ czujnika wzniosu ig∏y w obsadzie wtryskiwacza.
Czujnik wzniosu ig∏y rozpylacza nie jest konieczny. W silnikach Forda i Opla zrezygnowano
z tego czujnika, natomiast wyst´puje on w silnikach BMW i Audi.
Poczàtek t∏oczenia jest inicjowany przez zamknićie elektromagnetycznego zaworu wysokiego ciÊnienia. W przewodzie wtryskowym roÊnie
wysokie ciÊnienie. Po osiàgnićiu ciÊnienia otwarcia wtryskiwacza unosi si´ ig∏a rozpylacza i nast´puje poczàtek wtrysku.
Podczas pracy ciÊnienie paliwa jest regulowane w przestrzeni wewn´trznej pompy zaworem
regulacyjnym ciÊnienia, zale˝nie od pr´dkoÊci obrotowej. To ciÊnienie paliwa przenosi si´ jako ciÊnienie sterujàce poprzez d∏awik (14, rys. 1.8) do
pierÊcieniowej komory wokó∏ zderzaka hydraulicznego (13) i przy zamkni´tym zaworze elektromagne-tycznym przestawiacza wtrysku (15)
przesuwa t∏ok sterujàcy (12), przeciwnie do
Rys. 1.8. Schemat dzia∏ania
przestawiacza wtrysku:
1 - pierÊcieƒ krzywkowy
2 - wyst´p pierÊcienia
3 - t∏ok przestawiacza wtrysku
4 - kana∏ dolotowy i wylotowy
5 - suwak regulacyjny
6 - ∏opatkowa pompa
przet∏aczajàca
7 - odp∏yw pompy
(strona t∏oczàca)
8 - dop∏yw pompy
(strona zasilajàca)
9 - dop∏yw ze zbiornika pal∏wa
10 - spr´˝yna t∏oka sterujàcego
11 - spr´˝yna powrotna
12 - t∏ok sterujàcy
13 - komora zderzaka
hydraulicznego
14 - d∏awik
15 - zawór elektromagnetyczny
przestawiacza wtrysku
12
Poradnik SERWISOWY
kierunku dzia∏ania si∏y spr´˝yny t∏oka sterujàcego (10), przyspieszajàc wtrysk (na rys. w prawo).
W rezultacie suwak regulacyjny (5), przesuwajàc
si´ w kierunku przyspieszania wtrysku, otwiera
kana∏ dop∏ywu (4) prowadzàcy do przestrzeni po∏o˝onej za t∏okiem przestawiacza wtrysku. Dzi´ki
temu paliwo mo˝e przep∏ynàç przez ten kana∏
i przesunàç t∏ok przestawiacza wtrysku w prawo,
w kierunku przyspieszania wtrysku. Osiowy ruch
t∏oka przestawiacza wtrysku przenosi si´ przez
wyst´p (2) na pierÊcieƒ krzywkowy (1) pompy
wysokiego ciÊnienia, powodujàc jego obrót o pewien kàt. Obrót pierÊcienia krzywkowego wzgl´dem wa∏ka nap´dowego pompy powoduje,
w przypadku przestawienia w kierunku przyspieszania wtrysku, wczeÊniejsze wejÊcie rolek na
garby krzywek pierÊcienia i wczeÊniejszy poczàtek wtrysku. Mo˝liwe wyprzedzenie mo˝e wynosiç do 20° kàta obrotu wa∏u rozrzàdu (co odpowiada 40° obrotu wa∏u korbowego).
Opoênianie wtrysku nast´puje, gdy t∏ok sterujàcy (12) przemieÊci si´ pod dzia∏aniem si∏y spr´˝yny (10) w kierunku opóêniania wtrysku (na rys.
w lewo). Ma to miejsce, kiedy zawór elektromagnetyczny przestawiacza wtrysku (15) otworzy si´ pod
wp∏ywem sygna∏u sterujàcego ze sterownika pompy. Wówczas spada ciÊnienie w pierÊcieniowej komorze zderzaka hydraulicznego (13). Gdy suwak
regulacyjny (5) otworzy otwór prowadzàcy do kana∏u odp∏ywowego, paliwo z przestrzeni za t∏okiem przestawiacza b´dzie mog∏o odp∏ynàç
i umo˝liwiç przesuw t∏oka przestawiacza. Si∏a
spr´˝yny (11) oraz moment reakcyjny, dzia∏ajàce
na pierÊcieƒ krzywkowy, naciskajàc na t∏ok przestawiacza w kierunku opóêniania wtrysku przemieszczajà go do po∏o˝enia wyjÊciowego.
Zawór przestawiacza wtrysku mo˝e byç bezstopniowo otwierany i zamykany za pomocà sterownika przez okreÊlanie odpowiedniego wspó∏czynnika wype∏nienia impulsu. Wi´kszy wspó∏czynnik oznacza póêniejszy poczàtek t∏oczenia,
mniejszy - wczeÊniejszy.
Rys. 1.9. Uk∏ad recyrkulacji spalin AGR
(na przyk∏adzie samochodu Opel Zafira):
1 - elektrozawór regulacji ciÊnienia do∏adowania,
2 - nastawnik ciÊnienia do∏adowania, 3 - pompa
podciÊnienia, 4 - elektrozawór AGR, 5 - elektrozawór
regulacji zawirowania powietrza, 6 - nastawnik
zawirowania powietrza, 7 - nastawnik AGR
mkni´ty, w celu uniknićia czarnego dymu z rury
wylotowej.
Cz´sto silniki Diesla sà wyposa˝ane w turbospr´˝arki o zmiennej geometrii dolotu (tzw. spr´˝arki VTG). Odznaczajà si´ one du˝ym ciÊnieniem do∏adowania ju˝ przy ma∏ych pr´dkoÊciach
obrotowych oraz szybkà reakcjà na zmiany obcià˝enia. Takà spr´˝ark´ mo˝na rozpoznaç po
umieszczonym ukoÊnie do ∏opatek turbiny si∏owniku podciÊnienia. CiÊnienie do∏adowania jest regulowane w zale˝noÊci od obcià˝enia, pr´dkoÊci
obrotowej silnika oraz ciÊnienia otoczenia wed∏ug
zadanej charakterystyki. Na du˝ych wysokoÊciach nad poziomem morza, zatem przy niskich
ciÊnieniach otoczenia, ciÊnienie do∏adowania zostaje obni˝one w celu uniknićia przecià˝enia
turbospr´˝arki.
Rys. 1.10. Turbospre˝arka typu VTG o zmiennej
geometrii dolotu
1.6. Uk∏ady recyrkulacji spalin
i do∏adowania
Zawór AGR jest otwierany i zamykany za pomocà sterownika przez elektropneumatyczny przetwornik ciÊnienia (4, rys. 1.9). P∏ynnie zmieniajàce
si´ w uk∏adzie podciÊnienie umo˝liwia bezstopniowe otwieranie zaworu AGR. Zawór AGR jest
otwarty na biegu ja∏owym oraz przy obcià˝eniu
cz´Êciowym do pr´dkoÊci obrotowej ok. 3000
obr/min. Przy pe∏nym obcià˝eniu i pr´dkoÊci obrotowej powy˝ej 3000 obr/min zawór AGR jest zaPoradnik SERWISOWY
13
1.7. Odpowietrzanie pompy wtryskowej
VP44
Po zamontowaniu pompy wtryskowej do silnika
lub po wlaniu paliwa do zbiornika, kiedy wczeÊniej dosz∏o do jego ca∏kowitego opró˝nienia, nale˝y koniecznie nape∏niç pomp´ wtryskowà olejem
nap´dowym. Odbywa si´ to za pomocà elektrycznej pompki paliwa lub rćznej pompki podwójnego dzia∏ania. Trzeba przy tym zwróciç uwag´, aby
w zbiorniku by∏o co najmniej 5 l paliwa, a wszystkie przewody paliwa by∏y prawid∏owo pod∏àczone.
Elektrycznà pompk´ paliwa lub rćznà pompk´
trzeba pod∏àczyç do z∏àcza przewodu przelewowego. WczeÊniej nale˝y wykrćiç przelewowy zawór
d∏awiàcy (4, rys. 1.4), do którego jest przykrćony
przewód przelewowy i w to miejsce wkrćiç Êrub´
drà˝onà z nasadzonà z∏àczkà pierÊcieniowà. Do
Rys. 1.11. Nape∏nianie paliwem i odpowietrzanie
pompy wtryskowej: 1 - pompa rćzna, 2 - Êruba
drà˝ona z nasadzonà z∏àczkà pierÊcieniowà
z∏àczki pod∏àcza si´ przezroczysty przewód elastyczny, a do jego drugiego koƒca - pompk´ (1, rys.
1.11). Pompka powinna byç tak d∏ugo uruchamiania, a˝ paliwo wyp∏ywajàce z pompy wtryskowej
b´dzie pozbawione pćherzyków powietrza. Nast´pnie, po usunićiu pompki, nale˝y wkrćiç
z powrotem przelewowy zawór d∏awiàcy i próbowaç uruchomiç silnik. Czas uruchamiania nie powinien jednak przekraczaç 20 s. Je˝eli silnik nie
„zaskoczy” od razu, to kolejnà prób´ uruchomienia
powtarza si´ po odczekaniu przynajmniej 30 s.
1.8. Wtryskiwacze
W uk∏adach wtryskowych z pompà VP44 sà stosowane wtryskiwacze z rozpylaczami otworowymi
standardowe (z jednà spr´˝ynà) lub dwuspr´˝yno-
14
Poradnik SERWISOWY
Rys. 1.12. Dwuspr´˝ynowy wtryskiwacz paliwa:
1 - króciec paliwa, 2 - kana∏ przelewowy (powrotu
paliwa), 3 - kulka pozycjonujàca, 4 - podk∏adka
miedziana, 5 - rozpylacz, 6 - kana∏ zasilania, 7 - skok
wst´pny (wtrysku wst´pnej dawki paliwa), 8 - skok
g∏ówny (wtrysku g∏ównej dawki paliwa)
Rys. 1.13. Jednospr´˝ynowy
wtryskiwacz paliwa
z indukcyjnym czujnikiem
wzniosu ig∏y: 1 - trzpieƒ
ustawczy, 2 - cewka czujnika
wzniosu ig∏y, 3 - popychacz
jako przed∏u˝enie ig∏y
rozpylacza, 4 - przewód,
5 - z∏àcze elektryczne
we (rys. 1.12). Obydwa rodzaje mogà wyst´powaç
w wersji z czujnikiem wzniosu ig∏y (rys. 1.13) lub
bez tego czujnika.
We wtryskiwaczu dwuspr´˝ynowym, skonstruowanym w celu redukcji ha∏asu pracy silnika na
biegu ja∏owym i przy obcià˝eniach cz´Êciowych,
sà umieszczone dwie spr´˝yny, jedna nad drugà.
Poczàtkowo na ig∏´ rozpylacza dzia∏a tylko jedna
spr´˝yna, ustalajàca wst´pne ciÊnienie otwarcia.
Druga spr´˝yna opiera si´ o tulejk´ zderzaka. Przy
skokach wi´kszych od wst´pnego, tulejka zderzaka
unosi si´ i na ig∏´ rozpylacza dzia∏ajà obie spr´˝yny. Ig∏a wykona wtedy pe∏ny skok i zostaje wtryÊni´ta pe∏na dawka paliwa.
Umiejscowienie wtryskiwacza dwuspr´˝ynowego w silniku Opel X20DTL pokazuje rys. 1.14.
1.9. Samodiagnozowanie
Rys. 1.14. Umiejscowienie wtryskiwacza
dwuspr´˝ynowego w silniku Opel X20DTL: 1 - jarzmo
mocujàce wtryskiwacz, 2 - przewód przelewowy,
3 - przewód wtryskowy, 4 - wtryskiwacz
Czujniki, elementy wykonawcze oraz z∏àcza
magistrali danych CAN pomi´dzy sterownikami sà
nadzorowane przez sterownik silnika. W przypadku wystàpienia niewielkiej usterki, silnik przechodzi w tryb pracy awaryjnej, tzn. sterownik przetwarza sygna∏y na podstawie zawartych w jego pamići wartoÊci zast´pczych i dla bezpieczeƒstwa
zmniejsza dawk´ paliwa. JeÊli wystàpi powa˝na
usterka, silnik zostaje zatrzymany, aby uniknàç
uszkodzeƒ i mo˝na go ponownie uruchomiç dopiero po usunićiu usterki. Takà usterkà jest np.
Rys. 1.15. Rozmieszczenie g∏ównych podzespo∏ów uk∏adu wtryskowego z pompà VP44 na przyk∏adzie
samochodu Opel z silnikiem X20DTL: 1 - czujnik temperatury powietrza dolotowego, 2 - przep∏ywomierz
powietrza typu „Hot-Wire”, 3 - czujnik ciÊnienia do∏adowania, 4 - czujnik pr´dkoÊci obrotowej silnika,
5 - czujnik temperatury cieczy ch∏odzàcej, 6 - elektropneumatyczny przetwornik ciÊnienia sterujàcy pracà
zaworu AGR, 7 - komputer pok∏adowy ECM, 8 - czujnik po∏o˝enia peda∏u przyspieszenia, 9, 10 - elektrozawory
regulacji zawirowania powietrza, 12 - pompa wtryskowa VP44
Poradnik SERWISOWY
15
Rys. 1.16. Obydwa czujniki po∏o˝enia peda∏ów:
hamulca i sprz´g∏a sà umocowane do wspornika
peda∏ów. Na biegu ja∏owym pozostajà w pozycji
otwartej
opró˝niony zbiornik paliwa. Uk∏ad samodiagnozowania nadzoruje tylko elektroniczne zespo∏y uk∏adu wtryskowego. Jest bezradny w przypadku hydraulicznych usterek uk∏adu wtryskowego lub steruje mechanika w fa∏szywym kierunku, wskazujàc
wyst´powanie usterek pojawiajàcych si´ jako nast´pstwa pierwotnej przyczyny.
JeÊli w pamići diagnostycznej nie zarejestrowano usterek, pomimo zg∏aszanych przez klienta niepokojàcych objawów, nale˝y najpierw sprawdziç
wszystkie zespo∏y nie obj´te samodiagnozowaniem. Nale˝à do nich uk∏ady mechaniczne silnika.
Przede wszystkim trzeba sprawdziç ciÊnienie spr´˝ania oraz fazy rozrzàdu. Sprawdzenie parametrów hydraulicznych uk∏adu wtryskowego obejmuje pomiar niskiego ciÊnienia na przewodzie przelewowym pompy oraz sprawdzenie wtryskiwaczy.
Na poczàtku ka˝dego wykrywania usterek nale˝y
sprawdziç, jaki rodzaj paliwa jest w zbiorniku, poniewa˝ np. omy∏kowe zatankowanie benzyny wywiod∏o w pole niejednego mechanika.
W uk∏adzie elektrycznym musi byç zmierzone
napićie zasilania obu sterowników pompy i silnika. Pomiar zadymienia spalin podczas swobodnego przyspieszania nale˝y wykonaç zawsze, gdy
u˝ytkownik samochodu zg∏asza s∏abszà moc silnika oraz wysokie zadymienie.
Za pomocà odpowiedniego diagnoskopu uzyskuje si´ w krótkim czasie przeglàd zmierzonych
wartoÊci czujników i sygna∏ów za∏àczania nastawników. JeÊli samochód nie by∏ u˝ywany przez d∏u˝szy czas, wszystkie czujniki temperatury powinny
pokazywaç te same wartoÊci. JeÊli któryÊ czujnik
temperatury pokazuje wyraênie wy˝szà lub ni˝szà
wartoÊç, nale˝y go sprawdziç, wykonujàc dalsze
pomiary. Na postoju czujnik ciÊnienia do∏adowania i czujnik temperatury otoczenia powinny pokazywaç takie same wartoÊci. W przypadku nierównomiernej pracy silnika warto sprawdziç odchy∏ki
16
Poradnik SERWISOWY
dawki wtrysku poszczególnych cylindrów, którymi
regulacja biegu ja∏owego wyrównuje tolerancj´ poszczególnych cylindrów.
Cylinder nr 3 lub 1 (zale˝nie od modelu samochodu) jest cylindrem odniesienia, poniewa˝ wtryskiwacz tego cylindra ma czujnik wzniosu ig∏y rozpylacza. JeÊli dla danego cylindra wyst´puje odchy∏ka wi´ksza ni˝ dopuszczalne 1,5 mg na skok, to
nale˝y mierzàc ciÊnienie spr´˝ania lub sprawdzajàc
wtryskiwacz stwierdziç, czy usterka le˝y w uk∏adzie mechanicznym, czy w obwodzie hydraulicznym uk∏adu wtryskowego. JeÊli wszystkie cylindry
przekraczajà dopuszczalnà odchy∏k´ w dó∏, usterka
tkwi w cylindrze z czujnikiem wzniosu, który mo˝e pracowaç tylko z du˝à dawkà wtrysku.
W razie podejrzenia o dokonanie tuningu chipowego mo˝na sprawdziç, czy podczas jego wykonywania nie zmieniono charakterystyk ograniczenia
dawki wtrysku. Recyrkulacj´ spalin mo˝na sprawdziç na podstawie wartoÊci z przep∏ywomierza powietrza. JeÊli zassana masa powietrza jest zbyt du˝a,
prawdopodobnie jest od∏àczony uk∏ad AGR. Na biegu ja∏owym mo˝na go ponownie zaktywowaç, naciskajàc gwa∏townie peda∏ przyspieszenia. JeÊli zassana masa powietrza jest za ma∏a, oznacza to, ˝e albo
zawór AGR jest zawieszony w po∏o˝eniu otwarcia,
albo jest uszkodzony przep∏ywomierz powietrza. JeÊli silnik nie daje si´ uruchomiç, trzeba sprawdziç
pomp´ zasilajàcà i napićie zasilania sterowników.
Opró˝niony zbiornik paliwa, uszkodzona pompa zasilajàca, brak napićia zasilania lub uszkodzona
pompa wtryskowa dajà si´ szybko wykryç.
1.10. Sprawdzanie podzespo∏ów
Je˝eli po wykonaniu wst´pnej diagnostyki za
pomocà testera oraz dymomierza nie zlokalizowano usterki, trzeba wykonaç dok∏adniejsze pomiary.
Czujnik po∏o˝enia ZZ
Jest to czujnik indukcyjny, umieszczony w pobli˝u ko∏a zamachowego silnika. W chwili mijania
go przez jeden z wyst´pów na kole zamachowym
(szeÊciu w przypadku silnika V6) jest wytwarzane
napićie pràdu przemiennego (rys. 1.17). JeÊli napićie sygna∏u jest za niskie, nale˝y sprawdziç prawid∏owoÊç mocowania czujnika. Za du˝a odleg∏oÊç
powoduje spadek napićia sygna∏u, silnik reaguje
trudnym rozruchem. JeÊli nie ma do dyspozycji
oscyloskopu, napićie sygna∏u mo˝na zmierzyç za
pomocà woltomierza w zakresie AC (pràd przemienny). Podczas rozruchu napićie powinno wynosiç co najmniej 1,0 V. Rezystancja cewki czujnika w Audi wynosi 1,6 ± 0,2 kΩ. Silnik daje si´ uruchomiç nawet przy uszkodzonym czujniku po∏o˝e-
Rys. 1.17. Przyk∏ad czujnika po∏o˝enia ZZ i pr´dkoÊci
obrotowej wa∏u korbowego: 1, 2, 3 - styki we
wtyczce, 4 - pierÊcieƒ przy kole zamachowym,
5 - wycićie w pierÊcieniu
nia ZZ. Sterownik przyjmuje wtedy sygna∏ czujnika kàta obrotu jako sygna∏ zast´pczy. Silnik sygnalizuje jednak t´ usterk´ wyraênie nierównomiernà
pracà na biegu ja∏owym.
Czujnik po∏o˝enia peda∏u przyspieszenia
Czujnik ten (rys. 1.18) informuje sterownik silnika o zamiarze kierowcy docià˝enia lub odcià˝enia silnika. Sk∏ada si´ z potencjometru, zestyku
biegu ja∏owego oraz zestyku gwa∏townego wciÊnićia peda∏u (kickdown). Czujnik mo˝na szybko
sprawdziç za pomocà woltomierza. Dzia∏anie potencjometru mo˝na sprawdziç dok∏adniej, przy
w∏àczonym zap∏onie, rejestrujàc oscyloskopem
przebieg napićia sygna∏u przy powolnym naciskaniu na peda∏ przyspieszenia. W ten sposób trzeba
sprawdziç ka˝dy punkt bie˝ni Êlizgowej, czy nie
ma przerwy lub zwarcia do masy.
W przypadku ca∏kowitej awarii potencjometru
czujnika, sterownik odczytuje informacj´ tylko z zestyku biegu ja∏owego. To znaczy, ˝e kierowca mo˝e
prowizorycznie przyspieszaç tylko przez ten zestyk.
Rys. 1.18. Przyk∏ad czujnika po∏o˝enia peda∏u
przyspieszenia z obrotowym potencjometrem
Êlizgowym. Po wymianie peda∏u nale˝y zachowaç
ustawienie czujnika podane przez producenta.
Oznaczenia: 1 - korpus, 2 - trzpieƒ, 3 - potencjometr
Przy zwolnionym pedale przyspieszenia zestyk biegu ja∏owego podaje do sterownika napićie 5,0 V. Po
wciÊnićiu peda∏u zestyk zostaje otwarty. W celu
sprawdzenia, pod∏àcza si´ do zestyku woltomierz
lub lampk´ LED. Przy naciskaniu peda∏u napićie
musi „skoczyç” z 0 na 5 V. Gdy peda∏ naciÊnie si´ do
oporu, zestyk knickdown zamyka si´. Wtedy napićie musi spaÊç z 5 do 0 V JeÊli na obu zestykach napićie wynosi stale 0 V, nale˝y sprawdziç, czy sterownik podaje napićie 5 V do czujnika.
Czujnik temperatury cieczy ch∏odzàcej
Czujnik ten mo˝e byç sprawdzony przez pomiar
napićia i rezystancji (rys. 1.19). Sprawdzenie zaleca si´ w przypadku problemów z zimnym rozru-
Rys. 1.19. Charakterystyka
czujnika temperatury
cieczy ch∏odzàcej
(Audi V6 2,5 TDI)
Poradnik SERWISOWY
17
chem silnika, bowiem sterownik ustala czas w∏àczenia Êwiec ˝arowych i dawk´ rozruchowà w zale˝noÊci od temperatury silnika. JeÊli klient zg∏asza
objaw w postaci „szarpania przy pr´dkoÊci maksymalnej”, to powinno si´ sprawdziç czujnik temperatury typu NTC w temperaturze wy˝szej ni˝
110°C. Od tej temperatury zaczyna bowiem dzia∏aç
ochrona silnika przed przegrzaniem, która redukuje dawki paliwa. Ochrona przed przegrzaniem jest
aktywowana równie˝ w przypadku innych usterek
uk∏adu ch∏odzenia, jak uszkodzenie termostatu lub
zanieczyszczenia ch∏odnicy.
Przep∏ywomierz powietrza
Masowy przep∏ywomierz powietrza ma w Audi
V6 z∏àcze 5-pinowe i podaje po jednym sygnale
analogowym dla zasysanej masy powietrza oraz
temperatury zasysanego powietrza (pin 1 - sygna∏
temperatury powietrza, pin 2 - napićie zasilania
12 V, pin 3 - masa, pin 4 - napićie zasilania 5 V,
pin 5 - sygna∏ masy powietrza). W przypadku jego
ca∏kowitego uszkodzenia, sterownik rejestruje
usterk´ i dokonuje obliczeƒ przy wartoÊci zast´pczej 550 mg/skok. Wskutek zmniejszenia dawki
wtrysku spada moc silnika. Zanim w takim przypadku wymieni si´ przep∏ywomierz, nale˝y
sprawdziç napićie zasilania (5 i 12 V). JeÊli napićie sygna∏u jest ni˝sze ni˝ zassana masa powietrza, to sterownik nie rejestruje usterki, jednak
z powodu rzekomo mniejszej masy powietrza
zmniejsza dawk´ wtrysku, a tym samym moc silnika. W tym przypadku nale˝y porównaç napićie
sygna∏u przy ró˝nych pr´dkoÊciach obrotowych
z wartoÊciami nominalnymi (rys. 1.20). W przypadku zani˝onych wartoÊci, nale˝y wymieniç
przep∏ywomierz.
Elektromagnetyczny zawór wysokiego ciÊnienia
Elektromagnetyczny zawór wysokiego ciÊnienia
jest odpowiedzialny za ustalanie poczàtku t∏oczenia pompy wtryskowej. D∏ugoÊç w∏àczenia zaworu
okreÊla dawkowanie paliwa. Pomimo tak odpowiedzialnego zadania, dok∏adne sprawdzanie zaworu
nie jest celowe, bowiem nie jest on dost´pny
w pompie. W przypadku uszkodzenia zaworu,
trzeba wymieniç pomp´, która jest dostarczana razem ze sterownikiem. Mo˝na natomiast na zaworze przeprowadziç pomiar, który wyjaÊni, czy przyczynà problemów z rozruchem silnika nie jest np.
instalacja elektryczna lub uk∏ad zasilania. W tym
celu nale˝y za∏o˝yç c´gi pràdowe na przewód elektryczny, prowadzàcy od sterownika pompy do
elektromagnetycznego zaworu wysokiego ciÊnienia. JeÊli na oscyloskopie poka˝e si´ taki sygna∏,
jak na rys. 1.21, mo˝na byç pewnym, ˝e uk∏ad
elektryczny i obydwa sterowniki sà sprawne.
JeÊli na oscyloskopie nie pojawi si´ ˝aden sygna∏, oznacza to, ˝e sterownik nie zasila zaworu
pràdem. Sprawdzenie nale˝y rozpoczàç od odczytania kodów usterek immobilizera i uk∏adu wtry-
Rys. 1.21. Przebieg pràdu elektromagnetycznego
zaworu wysokiego ciÊnienia. Pràd przyciàgania wynosi
od 17 do 20 A, pràd podtrzymujàcy - 10 A
Rys. 1.20. Zmiany
napićia sygna∏u
masowego
przep∏ywomierza
powietrza przy ró˝nych
pr´dkoÊciach
obrotowych
(Audi V6 2,5 TDI).
Warunki pomiaru: silnik
ciep∏y, silnik
i turbospr´˝arka
w dobrym stanie,
wy∏àczona
recyrkulacja spalin
18
Poradnik SERWISOWY
skowego. JeÊli w sterowniku pompy zostanie zarejestrowana usterka, nale˝y sprawdziç przewody
prowadzàce do sterownika pompy. Od sterownika
silnika do sterownika pompy prowadzi 6 przewodów; dwa grubsze przewody s∏u˝à do zasilania
elektrycznego. Po w∏àczeniu zap∏onu powinno
wyst´powaç napićie akumulatora. Dwa nast´pne
przewody s∏u˝à do transmisji sygna∏ów magistrali
CAN. Je˝eli sterownik sygnalizuje przerwany
przewód magistrali CAN, nale˝y sprawdziç przewody, czy nie majà przerwy lub zwarcia do masy.
Za pomocà oscyloskopu mo˝na ujawniç zak∏ócenia elektromagnetyczne. Sygna∏ high (wysoki)
i low (niski) sà lustrzanymi odbiciami i dajà w sumie zero. Dwa ostatnie przewody przenoszà sygna∏ pr´dkoÊci obrotowej sterownika silnika do
sterownika pompy. JeÊli w przewodach i napićiu
zasilania nie wykryto usterki, nale˝y zawierzyç
pamići diagnostycznej i wymieniç ten element,
który zosta∏ uznany za uszkodzony. JeÊli jest to
element pompy wtryskowej, nale˝y wymieniç
kompletnà pomp´.
Sprawdzenie poczàtku wtrysku
Regulacj´ poczàtku wtrysku mo˝na najszybciej
sprawdziç z pamići usterek. JeÊli dla wszystkich
stanów ruchu silnika wartoÊç rzeczywista jest bliska wartoÊci nominalnej, oznacza to, ˝e regulacja
poczàtku wtrysku jest prawid∏owa. W przypadku
odchyleƒ nale˝y sprawdziç podstawowe parametry pompy wtryskowej, ciÊnienie pompy oraz elementy uk∏adu regulacji poczàtku wtrysku. Czujnik
kàta obrotu w pompie wtryskowej dostarcza sygna∏, który nie mo˝e byç zastàpiony innym
i w przypadku jego uszkodzenia nie mo˝na uruchomiç silnika. Dzia∏anie czujnika mo˝na sprawdziç tylko przez samodiagnozowanie, poniewa˝
przy∏àcza czujnika nie sà dost´pne. W przypadku
uszkodzenia czujnika trzeba wymieniç pomp´
wtryskowà.
Zawór elektromagnetyczny przestawiacza wtrysku
Stopieƒ otwarcia zaworu (wspó∏czynnik wype∏nienia impulsu) mo˝na sprawdziç za pomocà oscyloskopu. Wraz ze wzrostem pr´dkoÊci obrotowej
wspó∏czynnik wype∏nienia impulsu powinien
zmniejszaç si´. JeÊli nie ma napićia, zawór elektromagnetyczny przestawiacza wtrysku pozostaje zamkni´ty. Zast´pczo, przy braku dzia∏ania zaworu
poczàtek t∏oczenia zostaje przesuni´ty o 20° w kierunku „wczeÊniejszego wtrysku”, silnik reaguje wyraênie nierównomiernà pracà. JeÊli zawór elektromagnetyczny pozostaje trwale otwarty, poczàtek
t∏oczenia nie mo˝e byç przestawiany wraz ze wzrostem pr´dkoÊci obrotowej. Spada moc silnika i przy
du˝ych pr´dkoÊciach obrotowych zwi´ksza si´ zadymienie. W przypadku uszkodzenia przestawiacza wtrysku nale˝y wymieniç pomp´ wtryskowà.
Czujnik wzniosu ig∏y rozpylacza
Czujnik wzniosu ig∏y rozpylacza w silnikach
Audi V6 znajduje si´ we wtryskiwaczu cylindra nr
3. Napićie sygna∏u mo˝e byç sprawdzane przy
u˝yciu oscyloskopu lub pobrane przez skrzynk´
z gniazdami wtykowymi, ewentualnie adapter
wpi´ty w z∏àcze wtykowe. Ze wzgl´du na ma∏y
skok ig∏y rozpylacza dwuspr´˝ynowego napićie
sygna∏u na biegu ja∏owym jest niskie. Ró˝nica mi´dzy wartoÊciami minimalnà i maksymalnà musi
wynosiç przynajmniej 0,15 V. Sygna∏ wzrasta wraz
ze wzrostem pr´dkoÊci obrotowej i wyd∏u˝a si´
wraz ze wzrostem obcià˝enia. JeÊli brak jest sygna∏u, to nale˝y od∏àczyç czujnik wzniosu ig∏y od instalacji, roz∏àczajàc z∏àcze wtykowe, i sprawdziç
ciàg∏oÊç cewki czujnika wzniosu ig∏y (wartoÊç wymagana: od 80 do 120 Ω) oraz zwarcie do masy. Nast´pnie nale˝y sprawdziç napićie zasilania czujnika; przy w∏àczonym zap∏onie woltomierz powinien wskazywaç napićie od 11 do 12 V. Brak
napićia Êwiadczy o uszkodzeniu przewodów prowadzàcych do sterownika silnika lub o uszkodzeniu sterownika. Przy uszkodzonym czujniku
wzniosu ig∏y sterownik okreÊla poczàtek wtrysku
na podstawie sygna∏ów czujnika kàta obrotu i czujnika po∏o˝enia ZZ, a kierowca nie zauwa˝a ˝adnej
zmiany w pracy silnika.
Sprawdzenie regulacji ciÊnienia do∏adowania
CiÊnienie do∏adowania jest regulowane w zale˝noÊci od obcià˝enia, pr´dkoÊci obrotowej silnika
oraz ciÊnienia otoczenia wed∏ug zadanej charakterystyki. Czujnik ciÊnienia atmosferycznego jest
umieszczony w sterowniku i jego uszkodzenie powoduje koniecznoÊç wymiany sterownika. Czujnik
ciÊnienia do∏adowania jest umieszczony w ch∏odnicy powietrza do∏adowanego i wytwarza sygna∏
napićia o wartoÊci 0,4÷4,8 V. Przy unieruchomionym silniku i w∏àczonym zap∏onie wartoÊci wskazywane przez czujnik ciÊnienia do∏adowania
i czujnik ciÊnienia otoczenia mogà ró˝niç si´ od
siebie maksymalnie o 50 hPa. Przy wi´kszych odchy∏kach nale˝y sprawdziç za pomocà manometru,
który z czujników pracuje niedok∏adnie. Na pracujàcym silniku wartoÊç rzeczywista powinna nadà˝aç za zmianà wartoÊci wymaganej z niewielkim
opóênieniem. JeÊli podczas swobodnego przyspieszania czujnik ciÊnienia do∏adowania nie daje ˝adnego napićia sygna∏u, to przed jego wymianà nale˝y sprawdziç napićie zasilania na obu zewn´trznych stykach czujnika (wartoÊç wymagana:
Poradnik SERWISOWY
19
5 V). JeÊli przewód doprowadzajàcy sygna∏ do sterownika nie jest przerwany, to znaczy, ˝e uszkodzony jest czujnik. W przypadku zbyt niskiego ciÊnienia do∏adowania mo˝na zdecydowaç o wymianie turbospr´˝arki dopiero po stwierdzeniu na
podstawie pomiarów, ˝e wszystkie elementy uk∏adu regulacji ciÊnienia do∏adowania sà sprawne.
Sprawdzanie zaworu AGR
Zawór mo˝na sprawdziç na w∏aÊciwe otwieranie
i zamykanie na wiele sposobów. Za pomocà dymo-
Oznaczenie
silnika
AUDI
AFB
AKN
AYM
BFC
BCZ
BMW
20 4 D1
FORD
D6BA
OPEL
X20DTL
X20DTH
Y20DTL
Y20DTH
X22DTH
Y22DTH
Y22DTR
20
mierza przeprowadza si´ najpierw pomiar podczas
swobodnego przyspieszania. Nast´pnie otwiera si´
zawór AGR przy u˝yciu rćznej pompki podciÊnienia i powtarza pomiar zadymienia. Teraz wartoÊci
zadymienia i czas wzrostu pr´dkoÊci obrotowej powinny wyraênie wzrosnàç. Wyd∏u˝ony czas wzrostu pr´dkoÊci obrotowej wskazuje na to, ˝e sterownik rozpozna∏ niedomiar powietrza i zmniejszy∏
dawk´ wtrysku. JeÊli podczas pierwszego i drugiego
pomiaru wartoÊci zadymienia by∏y niskie, oznacza
to, ˝e zawór AGR pozostaje trwale zawieszony
Model samochodu
Moc silnika
kW/KM
A4 2.5 TDI
A6 2.5 TDI
A8 2.5 TDI
A4 2.5 TDI
A6 2.5 TDI
A8 2.5 TDI
A4 2.5 TDI
A6 2.5 TDI
A4 2.5 TDI
A6 2.5 TDI
A6 2.5 TDI
110/150
110/150
110/150
110/150
110/150
110/150
114/155
114/155
120/163
120/163
120/163
08.1997 ÷ 06.2000
04.1997 ÷ 05.2000
06.1997 ÷ 04.2000
11.1997 ÷ 05.2000
11.1998 ÷ 06.1999
07.1998 ÷ 10.2000
04.2001 ÷
06.2001 ÷ 06.2002
07.2002 ÷
07.2002 ÷ 05.2003
11.2002 ÷
318d 1.9 (E46)
320d 2.0 (E46)
520d 2.0 (E39)
85/115
100/136
100/136
09.2001 ÷ 03.2003
04.1998 ÷ 09.2001
04.2000 ÷ 07.2003
Mondeo II 2.0 TDi/Di
85/115
10.2000 ÷ 08.2002
Astra II 2.0 DTi
Vectra B 2.0 DTi
Zafira 2.0 DTi
Vectra B 2.0 DTi
Omega B 2.0 DTi
Astra II 2.0 DTi
Astra II 2.0 DTi
Vectra B 2.0 DTi
Vectra C 2.0 DTi
Zafira 2.0 DTi
Signum 2.0 DTi
Frontera B 2.2 DTi
Sintra 2.2 D Turbo
Omega B 2.2 DTi
Frontera B 2.2 DTi
Vectra B 2.2 DTi
Vectra B 2.2 DTi
Vectra C 2.2 DTi
Signum 2.2 DTi
60/82
60/82
60/82
74/1000
74/1000
60/82
74/1000
74/1000
74/1000
74/1000
74/1000
85/115
85/115
88/120
85/115
88/120
92/125
92/125
92/125
03.1998 ÷ 08.2000
09.1996 ÷ 08.2000
03.1999 ÷ 08.2000
09.1997 ÷ 08.2000
09.1997 ÷ 08.2000
09.2000 ÷ 08.2004
09.2000 ÷ 08.2004
09.2000 ÷ 09.2002
04.2002 ÷ 08.2004
04.1999 ÷ 08.2004
05.2003 09.1998 ÷ 10.2002
09.1997 ÷ 09.1999
06.2000 ÷ 2003
09.2002 ÷
09.2000 ÷ 09.2002
09.2000 ÷ 04.2002
04.2000 ÷ 2004
05.2003 -
Poradnik SERWISOWY
Okres montowania
w po∏o˝eniu zamkni´tym i podlega wymianie. JeÊli
podczas pierwszego i drugiego pomiaru wartoÊci
zadymienia by∏y wysokie, oznacza to zawieszony
trwale zawór AGR w po∏o˝eniu otwartym i równie˝
koniecznoÊç jego wymiany.
Za pomocà woltomierza lub oscyloskopu pod∏àczonego do wyjÊcia sygna∏u przep∏ywomierza powietrza mo˝na sprawdziç, czy po zdjćiu przewodu podciÊnienia na zaworze AGR sygna∏ roÊnie,
a po ponownym na∏o˝eniu przewodu - maleje. Sterowanie zaworu AGR sprawdza si´ za pomocà manometru pod∏àczonego do przewodu podciÊnienia.
Na biegu ja∏owym i przy cz´Êciowym obcià˝eniu
do 3000 obr/min musi wyst´powaç podciÊnienie,
przy pr´dkoÊci obrotowej powy˝ej 3000 obr/min
lub przy pe∏nym obcià˝eniu - nie mo˝e wyst´powaç podciÊnienie.
JeÊli pomiar nie przyniesie zadowalajàcych wyników, nale˝y sprawdziç sterowanie - podobnie jak
dla sterowania ciÊnienia do∏adowania przez pomiar wspó∏czynnika wype∏nienia impulsu przetwornika EPW. Przy wysokim wspó∏czynniku uk∏ad
AGR jest w∏àczony, przy niskim 5-10% - uk∏ad AGR
nie pracuje. Cewka przetwornika EPW powinna
wykazywaç rezystancj´ od 15 do 18 Ω.
1.11. Zestawienie samochodów z pompà
VP44
W tablicy zestawiono wszystkie silniki wysokopr´˝ne, jakie wyposa˝ano w pomp´ Bosch VP44.
W latach 2003-2004 pompa ta zosta∏a wyparta
przez bardziej nowoczesne rozwiàzanie - wtrysk
Common Rail. W dalszej cz´Êci zestawiono dane
techniczne bardziej popularnych w Polsce samochodów osobowych, z pompà Bosch VP44.
Ford Mondeo II 2,0 Di 115 KM
Silnik
Duratorq Di D6BA
- pojemnoÊç skokowa
1998 cm3
- moc maksymalna
85 kW (115 KM)
- pr´dkoÊç obrotowa
4000 obr/min
- moment maksymalny
280 Nm
1900 obr/min
- pr´dkoÊç obrotowa maksymalna 4800 obr/min
- ciÊnienie spr´˝ania
2,8÷3,4 MPa
Uk∏ad zasilania
➧ Pompa wtryskowa*
Bosch VP44
- typ
VR4/2/70M2250 R 1000
- numer katalogowy do 07.2001
0470504024
- numer katalogowy od 08.2001
0470504036
* w silniku 2.0 Di 90 KM D5BA wyst´puje pompa Bosch VP30
➧ KolejnoÊç wtrysku (cylinder nr 1 od strony nap´du rozrzàdu)
1-3-4-2
➧ Ustawienie pompy
statyczne, za pomocà
specjalnego trzpienia ustawczego
➧ CiÊnienie t∏oczenia paliwa
90÷110 MPa
➧ Pr´dkoÊç obrotowa biegu ja∏owego
(nie regulowana)
900 ± 20 obr/min
➧ Zadymienie znamionowe
2,50 m-1
➧ Wtryskiwacze z rozpylaczami szeÊciootworowymi, dwuspr´˝ynowe, o nie regulowanym rćznie
ciÊnieniu otwarcia, nie naprawialne
➧ CiÊnienie otwarcia wtryskiwacza:
- 1. stopieƒ
22÷23 MPa
- 2. stopieƒ
41, 5÷43, 5 MPa
➧ Âwiece ˝arowe/palcowe Motorcraft EZD 38
- napićie zasilania
12 V
- rezystancja
0,55 Ω
➧ Zawór elektromagnetyczny przestawiacza wtrysku
- rezystancja 9,24 Ω
➧ Sterownik pompy wtryskowej umieszczony na
pompie, o z∏àczu 9-stykowym, po∏àczony ze sterownikiem silnika magistralà danych CAN
➧ Czujnik po∏o˝enia i pr´dkoÊci obrotowej wa∏u
korbowego indukcyjny, osiowy, umieszczony z ty∏u kad∏uba, wspó∏pracujàcy z nadajnikiem impulsów na kole zamachowym, o z∏àczu 2-stykowym rezystancja (mi´dzy stykami czujnika) ok. 404 Ω
➧ Czujnik temperatury cieczy ch∏odzàcej NTC
wkrćony z ty∏u g∏owicy, o z∏àczu 2-stykowym napićie zasilania
5V
➧ Czujnik temperatury powietrza zasilajàcego zintegrowany z przep∏ywomierzem powietrza
➧ Czujnik po∏o˝enia peda∏u przyspieszenia potencjometryczny, umieszczony przy pedale przyspieszenia
➧ Czujnik po∏o˝enia peda∏u sprz´g∏a umieszczony
przy pedale sprz´g∏a o z∏àczu 5-stykowym:
- napićie zasilania (mi´dzy stykami „4” i „5”
z∏àcza czujnika)
12 V
- rezystancja peda∏ wciÊni´ty
maks. 0,5 Ω
∞
- rezystancja peda∏ swobodny
➧ Czujnik po∏o˝enia peda∏u hamulca, umieszczony
przy pedale hamulca:
- napićie zasilania (mi´dzy stykiem „3” z∏àcza
czujnika i masà)
12 V
- rezystancja peda∏ wciÊni´ty
maks. 0,5 Ω
∞
- rezystancja peda∏ swobodny
➧ Zawór pneumatyczny recyrkulacji spalin, zamocowany do kolektora ssàcego, sterowany podciÊnieniem poprzez zawór elektromagnetyczny
➧ Czujnik pr´dkoÊci pojazdu, z efektem Halla, zamocowany do obudowy skrzynki przek∏adniowej,
o z∏àczu 3-stykowym:
z∏àcza czujnika)
12 V
Poradnik SERWISOWY
21
Rys. 1.22. Pompa VP44 stosowana w silniku
Duratorq samochodów Ford Mondeo 2.0 Di
- amplituda napićia sygna∏u czujnika maks. 9 V
➧ Przep∏ywomierz powietrza - w wersji 2.0 Di 90
KM wyst´puje czujnik ciÊnienia bezwzgl´dnego
➧ Turbospr´˝arka Garrett, o zmiennej geometrii ∏opatek turbiny
➧ Ch∏odnica powietrza do∏adowanego, typu powietrze-powietrze
➧ Wy∏àcznik bezw∏adnoÊciowy, umieszczony wewnàtrz nadwozia z boku po lewej stronie pod tablicà rozdzielczà
➧ Sterownik silnika, typ Ford EEC V, umieszczony
wewnàtrz nadwozia pod prawym przednim s∏upkiem nadwozia za schowkiem tablicy rozdzielczej,
mikroprocesorowy, programowalny, z mo˝liwoÊcià
samodiagnozowania, o z∏àczu 104-stykowym
➧ Z∏àcze diagnostyczne 16-stykowe, umieszczone
po prawej stronie skrzynki bezpieczników (po lewej stronie kolumny kierownicy pod tablicà rozdzielczà)
➧ Katalizator utleniajàcy w uk∏adzie wydechowym
Opel Vectra B 2,0 Di 16V
Silnik
- moc maksymalna
- moment maksymalny
- stopieƒ spr´˝ania
22
Poradnik SERWISOWY
X20DTL
1994 cm3
60 kW (82 KM)
4300 obr/min
185 Nm
1800 obr/min
18,5
1,7÷2,4 MPa
Uk∏ad zasilania
➧ Pompa wtryskowa Bosch VP44, zawierajàca w∏asny sterownik (ze z∏àczem 9-stykowym) po∏àczony
ze sterownikiem silnika typ VR4/2/70M2150
R 1000 lub VR4/2/65M2150 R 1000
1-3-4-2
800 ± 50 obr/min
(regulowana za pomocà testera Opel Tech 2)
➧ Pr´dkoÊç obrotowa maksymalna (bez obcià˝enia)
5000 ± 100 obr/min
➧ Ustawienie pompy wykonane przez wytwórc´
pompy na ca∏y okres eksploatacji
➧ Wtryskiwacze o wtrysku dwustopniowym, z rozpylaczami pićiootworowymi
➧ Obsady wtryskiwaczy Bosch KBAL 40P 79
➧ Rozpylacze Bosch DSLA 147P 535
➧ CiÊnienie otwarcia wtryskiwacza:
- 1. stopieƒ
18 MPa
- 2. stopieƒ
36,5 MPa
➧ Âwiece ˝arowe Bosch 0250 202 027- rezystancja
0,4 Ω
➧ Przep∏ywomierz powietrza masowy, z tzw. goràcym drutem, umieszczony na przewodzie ssàcym
za filtrem powietrza:
12 V
- rezystancja mi´dzy stykami „2” i „3” oraz „3” i „4”
-180 kΩ
- rezystancja mi´dzy stykami „2” i „4” - 7 kΩ
➧ Modu∏ przeciwzak∏óceniowy i stabilizacji napićia pompy wtryskowej, zawierajàcy dwa uzwojenia, umieszczony w skrzynce bezpieczników
i przekaêników w przedziale silnika - rezystancja
uzwojeƒ
ok. 0,2 Ω
➧ Czujnik po∏o˝enia peda∏u przyspieszenia potencjometryczny, umieszczony wewnàtrz nadwozia przy pedale przyspieszenia - napićie zasilania 5 V
➧ Czujnik po∏o˝enia i pr´dkoÊci obrotowej wa∏u korbowego indukcyjny, wkrćony w kad∏ub i wspó∏pracujàcy z szóstym przeciwci´˝arem wa∏u korbowego
zawierajàcym cztery wycićia*:
- amplituda maksymalna sygna∏u czujnika 12 V
- rezystancja
900÷1000 Ω
*) gniazdo tego czujnika w kad∏ubie s∏u˝y do
wkrćania specjalnego trzpienia Opel KM 929
do ustawiania wa∏u korbowego w po∏o˝eniu ZZ
t∏oka 1. cylindra
➧ Czujnik temperatury cieczy ch∏odzàcej typ NTC,
umieszczony w g∏owicy - napićie zasilania 5 V
➧ Czujnik temperatury zasysanego powietrza typ
NTC, umieszczony na przewodzie doprowadzenia
powietrza - napićie zasilania 5 V
➧ Czujnik temperatury oleju typ NTC, umieszczony w misce olejowej - napićie zasilania
5V
➧ Czujnik ciÊnienia do∏adowania piezorezystancyjny,
umieszczony na przewodzie doprowadzenia powietrza od strony ko∏a zamachowego:
5V
- rezystancja mi´dzy stykami 1 i 3
10,5 kΩ
- napićie sygna∏u
0÷5 V
➧ Czujnik po∏o˝enia wa∏ka pompy wtryskowej
umieszczony w pompie, nie demontowalny
➧ Elektrozawór wydatku pompy wtryskowej
umieszczony na g∏owicy pompy wtryskowej, nie
demontowalny
➧ Elektrozawór regulacji wyprzedzenia wtrysku
umieszczony z boku pompy wtryskowej, nie demontowalny
➧ Elektrozawory pneumatycznego sterowania/trzy,
s∏u˝àce do sterowania ciÊnienia do∏adowania,
przepustnic zawirowania zasysanego powietrza
i recyrkulacji spalin:
12 V
- rezystancja
ok. 5,7 Ω
➧ Sterownik silnika Bosch EDC MSA 15.6 (ze z∏àczem 68-stykowym, umieszczonym wewnàtrz nadwozia z prawej strony pod schowkiem tablicy rozdzielczej), sterujàcy wtryskiem paliwa, zawirowaniem zasysanego powietrza, ciÊnieniem do∏adowania, podgrzewaniem wst´pnym silnika, podgrzewaniem paliwa, recyrkulacjà spalin i funkcjami
pomocniczymi, z mo˝liwoÊcià samodiagnozowania, wspó∏pracujàcy z pompà wtryskowà poprzez
modu∏ jej elektronicznego sterowania
➧ Katalizator spalin utleniajàcy, podwójnego dzia∏ania, zespolony z przednià rurà wydechowà
➧ Turbospr´˝arka Garrett T15, sterowana elektronicznie
➧ CiÊnienie do∏adowania (przy 4300 obr/min)84 kPa
Opel Astra II 2,0 Di/DTi 16V
Silniki
- moc maksymalna
- moment maksymalny
- silnik X20DTL
- silnik Y20DTL
X20DTL oraz Y20DTL
1995 cm3
60 kW (82 KM)
4300 obr/min
185 Nm
1800÷2500 obr/min
1500÷2750 obr/min
18,5
2,5÷2,8 MPa
Silnik
Y20DTH
(z ch∏odzeniem powietrza do∏adowanego)
1995 cm3
- moc maksymalna
74 kW (100 KM)
4300 obr/min
- moment maksymalny
230 Nm
1500÷2500 obr/min
18,5
2,5÷2,8 MPa
Uk∏ad zasilania
➧ Pompa wtryskowa Bosch VP44, zawierajàca w∏asny sterownik PSG 5 PI S3 (o z∏àczu 9-stykowym)
po∏àczony ze sterownikiem silnika - typ pompy:
- silnik X20DTL:
VR4/2/70M2150 R 1000
lub VR4/2/65M2150 R
- silnik Y20DTL:
VR4/2/65M2150 R 1000
- silnik Y20DTH:
VR4/2/70M2150 R 1000
1-3-4-2
➧ CiÊnienie t∏oczenia
90 MPa
810±50 obr/min
➧ Pr´dkoÊç obrotowa maksymalna (bez obcià˝enia)
4900±150 obr/min
➧ Ustawienie pompy wykonane przez wytwórc´
pompy na ca∏y okres eksploatacji
➧ Wtryskiwacze o wtrysku dwustopniowym, z rozpylaczami pićiootworowymi
➧ CiÊnienie otwarcia wtryskiwacza
- silnik X20DTL
1. stopieƒ
18 MPa
2. stopieƒ
36,5 MPa
Poradnik SERWISOWY
23
- silniki Y20DTL oraz Y20DTH
1. stopieƒ
22 MPa
2. stopieƒ
38 MPa
➧ Turbospr´˝arka Garrett (Allied Signal) T15, sterowana elektronicznie
➧ Ch∏odnica powietrza do∏adowanego (tylko silnik
Y20DTH) typu powietrze-powietrze
➧ Sterownik silnika Bosch EDC 15 M, o dwóch z∏àczach 81-stykowym i 40-stykowym, umieszczony
w przedziale silnika na lewym nadkolu, sterujàcy
wtryskiem paliwa, zawirowaniem zasysanego powietrza, ciÊnieniem do∏adowania, podgrzewaniem
wst´pnym silnika, podgrzewaniem paliwa, recyrkulacjà spalin i funkcjami pomocniczymi, z mo˝liwoÊcià samodiagnozowania, wspó∏pracujàcy
z pompà wtryskowà za poÊrednictwem jej elektronicznego modu∏u sterowania
➧ Przep∏ywomierz powietrza masowy, typ „goràca
p∏ytka”, umieszczony na króçcu wyjÊciowym filtru
powietrza
- rezystancja mi´dzy stykami „1” i „3” przep∏ywomierza
936 Ω
- rezystancja mi´dzy stykami „1” i „4”przep∏ywomierza
5400 Ω
- napićie mi´dzy stykami „1” i „5”; „4” i „5”
oraz „3” i „4” przep∏ywomierza
5V
12 V
➧ Czujnik temperatury powietrza zasilajàcego
typ NTC, umieszczony w przep∏ywomierzu powietrza
➧ Czujnik po∏o˝enia wa∏ka pompy wtryskowej
umieszczony w pompie wtryskowej, nie demontowalny
➧ Elektrozawór regulacji wydatku paliwa pompy
wtryskowej umieszczony na g∏owicy pompy wtryskowej, nie demontowalny
➧ Elektrozawór regulacji wyprzedzenia wtrysku
umieszczony z boku pompy wtryskowej, nie demontowalny
➧ Czujnik temperatury cieczy ch∏odzàcej typ NTC,
umieszczony w obudowie termostatu - napićie zasilania 5 V
➧ Czujnik temperatury oleju typ NTC, umieszczony w misce olejowej - napićie zasilania
5V
➧ Czujnik po∏o˝enia peda∏u przyspieszenia potencjometryczny, umieszczony wewnàtrz nadwozia
przy pedale przyspieszenia - napićie zasilania 5 V
➧ Czujnik po∏o˝enia peda∏u hamulca zintegrowany
z w∏àcznikiem Êwiate∏ hamowania (cz´Êç czujnika
podwójnego), umieszczony przy pedale hamulca
➧ Czujnik po∏o˝enia peda∏u sprz´g∏a umieszczony
przy pedale sprz´g∏a
➧ Czujnik po∏o˝enia i pr´dkoÊci obrotowej wa∏u
korbowego - indukcyjny, wkrćony w kad∏ub
Rys. 1.23. Silnik 2.0 DTi z ch∏odzeniem powietrza
do∏adowanego stosowany w samochodach Opel
24
Poradnik SERWISOWY
i wspó∏pracujàcy z szóstym przeciwci´˝arem wa∏u
korbowego zawierajàcym cztery wycićia*:
- napićie sygna∏u mi´dzy stykami „1” i „2”
czujnika
0,2÷3 V
- rezystancja mi´dzy stykami „1” i „2” czujnika
800÷1000 Ω
* gniazdo tego czujnika w kad∏ubie s∏u˝àce do
wkrćania specjalnego trzpienia Opel KM 929,
do ustawiania wa∏u korbowego w po∏o˝eniu ZZ
t∏oka 1. cylindra
➧ Czujnik ciÊnienia do∏adowania piezorezystancyjny, umieszczony na przewodzie doprowadzenia
powietrza od strony ko∏a zamachowego:
czujnika)
5V
5320 Ω
6530 Ω
- napićie sygna∏u
0÷5 V
➧ Elektrozawory pneumatycznego sterowania trzy,
s∏u˝àce do sterowania ciÊnienia do∏adowania,
przepustnic zawirowania zasysanego powietrza
i recyrkulacji spalin:
12 V
- rezystancja
6Ω
➧ Zawór recyrkulacji spalin zamocowany na górnej
cz´Êci kolektora ssàcego, zawierajàcy si∏ownik
podciÊnieniowy, sterowany przez sterownik silnika za poÊrednictwem elektrozaworu:
- podciÊnienie poczàtku otwarcia zaworu 70 kPa
- podciÊnienie pe∏nego otwarcia zaworu 40 kPa
➧ Âwiece ˝arowe, Bosch Duraterm 0250 201 039,
Bosch Duraterm Chromium 0250 201 045, Champion CH 207, Beru GN 992 lub Hella PO 722
czas podgrzewania wst´pnego
4÷7 s
➧ Sterownik Êwiec ˝arowych umieszczony w przedziale silnika przy akumulatorze
➧ Katalizator spalin dwufunkcyjny, zespolony
z przednià rurà wydechowà
Linia produkcyjna pomp wtryskowych VP44
Poradnik SERWISOWY
25
2. CDI w samochodach
Mercedes-Benz
W
samochodach Mercedes-Benz uk∏ad
Common Rail nosi d∏u˝szà nazw´
Common Rail Direct Injection, w skrócie CDI. Po raz pierwszy uk∏ad ten zosta∏ zastosowany przez firm´ Mercedes-Benz
w modelu serii C 220 CDI w 1998 r., chocia˝ pierwsze przymiarki i porównania wszystkich systemów
wtryskowych przeprowadzano ju˝ od 1993 r.. Na
ten rodzaj zasilania zdecydowano si´ g∏ównie ze
wzgl´du na niski poziom ha∏asu, jaki towarzyszy
Rys. 2.1. Przekrój poprzeczny
silnika OM611 montowanego
w samochodach Mercedes-Benz
C200 CDI oraz C220 CDI
pracy silnika CDI. Technologia ta umo˝liwi∏a poza
tym równie˝ wyraênà oszcz´dnoÊç paliwa, si´gajàcà 15% w porównaniu do wczeÊniejszych silników
Diesla z komorà wst´pnà. W 2002 r. pojawi∏ si´
uk∏ad CDI drugiej generacji, który mia∏ swojà premier´ w Klasie E. W 2003 r. Mercedes-Benz wprowadzi∏ nowà seri´ czterocylindrowych silników
CDI do samochodów Klasy C. Silniki CDI drugiej
generacji zapewniajà mniejsze zu˝ycie paliwa,
p∏ynniejszà jazd´ i lepsze osiàgi.
Porównanie parametrów silników OM 611 i OM 612
Silnik
OM 611 DE 22 LA
Typ - model
611.987
Liczba cylindrów/uk∏ad
OM 612 DE 27 LA
611.981
612.98_
4R
Wersja wykonania
5R
silnik turbodo∏adowany z ch∏odzeniem powietrza do∏adowanego
Rodzaj uk∏adu wtryskowego
wtrysk bezpoÊredni CDI
Liczba zaworów
4 (2 ssàce/2 wydechowe)
Ârednica cylindrów, mm
Skok t∏oków, mm
88,0
88,4
PojemnoÊç, cm3
2151
2688
Stopieƒ spr´˝ania, ε
18 : 1
Moc, kW/KM
60/82
80/110
95/130
Przy obr/min
115/156
3800
Moment obrotowy, Nm
200
270
300
330
Przy obr/min
1400÷2600
1400÷2400
1600÷2400
1400÷2400
Masa suchego silnika, kg
187
Zestawienie modeli Mercedes-Benz wyposa˝onych
w uk∏ad Common Rail
Uk∏ady Common Rail pierwszej generacji noszà
w samochodach Mercedes-Benz oznaczenie CDI
(lub CDI 1) oraz CDI 2, natomiast drugiej generacji
CDI 3. Ogólne ró˝nice mi´dzy Common Rail
pierwszej i drugiej generacji sà podane w tablicy
na str. 6, natomiast podstawowe ró˝nice mi´dzy
CDI 2 a CDI 3 na str. 35.
Model
pojazdu
Oznaczenie
handlowe
A 160 CDI
A 170 CDI
C 200 CDI
168.006
168.009
203.004/204
668.940
668.942
611.962
C 220 CDI
C 270 CDI
C 30 AMG
203.006/206/706
203.016/216
203.018/218/718
CLK 270 CDI
E 200 CDI
E 220 CDI
E 270 CDI
E 320 CDI
E 400 CDI
209
Uk∏ad Common Rail daje nowe mo˝liwoÊci rozdzielenia funkcji wytwarzania ciÊnienia wtrysku.
Paliwo gromadzone jest pod ciÊnieniem we wspólnym zasobniku i rozdzielane jest do wtryskiwaczy.
Dzi´ki zaworom elektromagnetycznym we wtryskiwaczach mo˝liwe jest precyzyjne ustalenie
dawki paliwa i wtryÊnićie jej praktycznie w odpowiednim momencie. Elektroniczne sterowanie silnika utrzymuje sta∏e ciÊnienie 1350 barów, nieza-
Oznaczenie PojemnoÊç
silnika
Wersja
uk∏adu
wtryskowego
Moc
znamionowa
kW przy
obr/min
Znamionowy
moment
obrotowy Nm
przy obr/min
1689
1689
2148
CDI
CDI
CDI 2
55/3600
70/4200
85/4200
160/1500÷2800
180/1600÷3200
250/1400÷2600
611.962
612.962
612.990
2148
2688
2950
CDI 2
CDI 2
CDI AMG
105/4200
125/4200
170/3800
315/1800÷2600
400/1600÷2400
540/2000÷2500
209.316
211.006
211.006
612.967
646.951
646.961
2688
2148
2148
CDI 2
CDI 3
CDI 3
125/4200
90/4200
110/4200
400/1800÷2600
270/1400÷2800
340/1800÷2600
211.016
211.026
211.028
647.961
648.961
628.961
2688
3222
3996
CDI 3
CDI 3
CDI V1
130/4200
150/4200
184/4000
400/1800÷2600
500/1800÷2600
560/1700÷2600
S 320 CDI
S 400 CDI
ML 270 CDI
220.026/126
220.028/128
163.113
613.960
628.960
612.963
3222
3996
2688
CDI 2
CDI V1
CDI 2
145/4200
184/4000
120/4200
470/1800÷2600
560/1800÷2600
370/1800÷2400
ML 400 CDI
G 270 CDI
G 400 CDI
163.128
463.322/323
463.309/332/333
628.963
612.965
628.962
3996
2688
3996
CDI V1
CDI 2
CDI V1
184/4000
115/3800
184/4000
560/1700÷2600
400/1800÷2500
560/1700÷2600
Poradnik SERWISOWY
27
le˝nie od pr´dkoÊci obrotowej i obcià˝enia zespo∏u
nap´dowego. Wysokie ciÊnienie wtrysku, które jest
do dyspozycji równie˝ przy niskich pr´dkoÊciach
obrotowych, oraz zmienne sterowanie procesem
wtryskiwania powodujà znacznie lepsze przygotowanie mieszanki palnej w cylindrach, co w konsekwencji owocuje bardzo ma∏ym zu˝yciem paliwa
oraz niewielkim poziomem emisji spalin.
Schemat ogólny uk∏adu Common Rail pokazano
na rys. 2.2.
Dzia∏anie poszczególnych elementów uk∏adu
Common Rail w samochodach Mercedes-Benz jest
podobne, jak w samochodach innych producentów
Rys. 2.2. Ogólny schemat poglàdowy uk∏adu
Common Rail (rys. Bosch):
1 - przep∏ywomierz powietrza, 2 - sterownik,
3 - pompa wysokiego ciÊnienia, 4 - zasobnik
wysokiego ciÊnienia (Rail), 5 - wtryskiwacze,
6 - czujnik po∏o˝enia wa∏u korbowego, 7 - czujnik
temperatury p∏ynu ch∏odzàcego, 8 - filtr paliwa,
9 - czujnik po∏o˝enia peda∏u przyspieszenia
Rys. 2.3. Schemat uk∏adu
wtryskowego CDI 2:
1 - wtryskiwacz
2 - czujnik ciÊnienia paliwa
3 - zasobnik paliwa
4 - zawór regulacyjny ciÊnienia
5 - elektryczny zawór odcinajàcy
paliwo
6 - z´bata pompa zasilajàca
7 - pompa wysokiego ciÊnienia
8 - filtr paliwa
9 - nagrzewnica paliwa
10 - zbiornik paliwa
A - ciÊnienie wst´pne
(3,0 do 4,0 bar)
C - przelew (1,3 do 1,9 bar)
D - wysokie ciÊnienie
(250 do 1350 bar)
F - przewód ssàcy
28
Poradnik SERWISOWY
(szczegó∏owy opis w Poradniku Serwisowym nr
4’04, poÊwićonym prezentacji silników HDI). Poni˝ej zostanà przedstawione szczegó∏y uk∏adów wtryskowych, charakterystyczne dla poszczególnych silników stosowanych w Mercedesach oraz ró˝nice
mi´dzy uk∏adami CDI 2 i CDI 3.
2.1. Obwód niskiego ciÊnienia
Dzia∏anie obwodu niskiego ciÊnienia w uk∏adzie
wtryskowym CDI 2
Podczas uruchamiania silnika lub jego pracy paliwo jest zasysane ze zbiornika pompà z´batà nap´dzanà przez wa∏ek rozrzàdu silnika i t∏oczone
przez uk∏ad podgrzewania i filtr do pompy wysokiego ciÊnienia (rys. 2.3). W chwili rozruchu ciÊnienie paliwa podawane przez pomp´ wynosi
0,4÷1,5 bar, a na biegu ja∏owym ok. 2,0÷2,5 bar.
W czasie pracy silnika ciÊnienie to jest ograniczane wbudowanym w pomp´ zaworem do 3,5±0,5
bar. Cz´Êç t∏oczonego paliwa jest wykorzystywana
do smarowania pompy wysokiego ciÊnienia. Cz´Êç
paliwa u˝yta do smarowania oraz nadmiar paliwa
z zaworu regulacyjnego ciÊnienia i z wtryskiwaczy
sà odprowadzane przewodem zbiorczym do ch∏odnicy paliwa i sp∏ywajà z powrotem do zbiornika.
Nadmiar paliwa sp∏ywajàcego do zbiornika nap´dza strumieniowà dysz´ zasysajàcà w lewej komorze zbiornika paliwa (rys. 2.4). Niekiedy wyst´puje
ch∏odnica paliwa (rys. 2.4). Na przelewie jest
utrzymywane ciÊnienie 1,3÷1,9 bar, aby nie stuka∏y wtryskiwacze.
Mi´dzy pompà zasilajàcà a pompà wysokiego
ciÊnienia znajduje si´ elektryczny zawór odcinajàcy (5, rys. 2.3). Zadaniem zaworu jest przerywanie
dop∏ywu paliwa do pompy wysokiego ciÊnienia
w chwili zatrzymywania silnika. Zapewnia to natychmiastowe wy∏àczenie silnika. Zawór ten nie
wyst´puje w uk∏adach CDI 3.
Uwaga!
W silnikach OM628, oprócz z´batej pompy zasilajàcej, jest stosowana dodatkowo elektryczna
pompa paliwa w zbiorniku paliwa.
cajàcym do zbiornika paliwa lub w specjalnym, zewn´trznym zaworze podgrzewania wst´pnego
◗ podgrzewanie paliwa w zbiorniku przez sterowany powrót paliwa (w uk∏adach CDI 3 zawór regulacyjny dawkowania nie jest w∏àczany przez 30 s po
uruchomieniu silnika)
Ze wzgl´du na to, ˝e wi´ksza cz´Êç paliwa b´dàcego pod wysokim ciÊnieniem jest odprowadzana
do przelewu, paliwo mo˝e tam osiàgnàç temperatur´ do 140°C. Z tego powodu modele wyposa˝one
w zbiornik paliwa z tworzywa sztucznego muszà
mieç ch∏odnic´ paliwa (rys. 2.5), która oddaje swoRys. 2.4. Schemat uk∏adu
wtryskowego CDI 2
w silniku OM611 w modelu
Klasy C:
1 - zasobnik paliwa
Y74 - zawór regulacyjny ciÊnienia
B4/6 - czujnik ciÊnienia
Y76 - wtryskiwacz
Y75 - elektryczny zawór
odcinajàcy paliwo
3 - z´bata pompa zasilajàca
4 - pompa strumieniowa
strony ssàcej
5 - filtr paliwa
6 - zbiornik paliwa
7 - ch∏odnica paliwa
8 - uk∏ad podgrzewania paliwa
A - ciÊnienie wst´pne
C - przelew
D - wysokie ciÊnienie
(ok. 1600 bar)
F - przewód ssàcy
Rys. 2.5 Uk∏ad wtryskowy
CDI V1 stosowany w silniku
628.960 w Klasie S. Ka˝dy rzàd
cylindrów ma osobny zasobnik
ciÊnienia. Oznaczenia,
jak na innych rysunkach
Uk∏ad podgrzewania paliwa ma nie dopuÊciç do
wytràcenia si´ parafiny w oleju nap´dowym zimà.
Dzi´ki temu mo˝liwa jest niezak∏ócona praca silnika nawet przy -25°C temperatury zewn´trznej. Stosuje si´ tutaj trzy systemy podgrzewania:
◗ za pomocà wymiennika ciep∏a umieszczonego
w zbiorniku z p∏ynem ch∏odzàcym silnik (rys. 2.6)
◗ mieszanie w filtrze paliwa z paliwem powra-
Rys. 2.6. Przekrój przez
uk∏ad podgrzewania
paliwa umieszczony
w zbiorniku z p∏ynem
ch∏odzàcym silnik
(strza∏ki zielone - zimne
paliwo, strza∏ki
czerwone - ogrzane)
Poradnik SERWISOWY
29
je ciep∏o do cieczy ch∏odzàcej. Temperatura cieczy
ch∏odzàcej jest obni˝ana w dodatkowej ch∏odnicy
niskich temperatur przed wejÊciem do ch∏odnicy
paliwa.
Dzia∏anie obwodu niskiego ciÊnienia w uk∏adzie
wtryskowym CDI 3
W nowszych uk∏adach wtryskowych CDI zastosowano elektrycznà pomp´ zasilajàcà zamiast mechanicznej. Elektryczna pompa zasilajàca paliwa
(M3) znajduje si´ wraz z czujnikiem poziomu paliwa w zbiorniku paliwa. W∏àczenie zap∏onu kluczykiem w stacyjce powoduje uruchomienie elektrycznej pompy zasilajàcej na okres 20÷30 s. Je˝eli w ciàgu tego czasu nie nastàpi rozruch silnika,
pompa wy∏àcza si´. Po uruchomieniu silnika pompa ta t∏oczy paliwo pod ciÊnieniem ok. 4,5 bar ze
zbiornika poprzez filtr paliwa do pompy wysokiego ciÊnienia. Pobór pràdu przez pomp´ wynosi
4÷9 A. Cz´Êç t∏oczonego paliwa jest wykorzystywana do smarowania pompy wysokiego ciÊnienia.
Cz´Êç paliwa u˝yta do smarowania, przeciek paliwa z wtryskiwaczy oraz nadmiar paliwa - kierowany w pewnych warunkach z zaworu regulacyjnego
ciÊnienia - sà odprowadzane przewodem zbiorczym z powrotem do zbiornika. Nadmiar paliwa
Rys. 2.7. Schemat uk∏adu wtryskowego CDI 3
w silniku OM648:
A - paliwo z pompy zasilajàcej
B - paliwo pod wysokim ciÊnieniem
C - paliwo powracajàce
21 - zasobnik paliwa
70 - g∏ówny filtr paliwa
80 - zbiornik paliwa
80/4 - pompa zasysajàca strumieniowa
80/5 - przegroda t∏umiàca
80/17 - zespó∏ pompy
B4/6 - czujnik ciÊnienia w zasobniku paliwa
B50 - czujnik temperatury paliwa
M3 - elektryczna pompa zasilajàca paliwa
Y74 - zawór regulacyjny ciÊnienia
Y76 - wtryskiwacz
Y94 - zawór regulacyjny dawkowania
30
Poradnik SERWISOWY
sp∏ywajàcego przewodem zbiorczym do zbiornika
nap´dza zasysajàcà pomp´ strumieniowà w lewej
komorze zbiornika.
2.2. Obwód wysokiego ciÊnienia
Dzia∏anie obwodu wysokiego ciÊnienia CDI 2
Paliwo przygotowane w obwodzie niskiego ciÊnienia zostaje spr´˝one w pompie wysokiego ciÊnienia i zgromadzone w zasobniku paliwa. Pompa
wysokiego ciÊnienia jest promieniowa trójt∏oczkowa nie regulowana (rys. 2.8). Paliwo jest przet∏aczane przewodami paliwa wysokiego ciÊnienia do
poszczególnych wtryskiwaczy. Regulacja ciÊnienia
paliwa w zasobniku odbywa si´ przez zmienianie
wielkoÊci przekroju odp∏ywu w zaworze regulacji
ciÊnienia.
Czujnik ciÊnienia w zasobniku mierzy aktualne
ciÊnienie w zasobniku paliwa i dostarcza odpowiedni sygna∏ napićia do sterownika silnika.
W ten sposób sterownik za∏àcza zawór regulacyjny
ciÊnienia odpowiednio do wymaganego ciÊnienia.
CiÊnienie w zasobniku jest regulowane w zakresie
mi´dzy 250 i 1350 bar w zale˝noÊci od punktu pracy silnika (˝yczenia kierowcy). Przy du˝ym obcià˝eniu silnika z zasobnika jest pobierana wi´ksza
iloÊç paliwa do wtryÊnićia w cylindry. Aby wytworzyç wysokie ciÊnienie w zasobniku, zawór regulacyjny ciÊnienia zostaje w∏àczony i tym samym
prawie zamyka si´. Z uwagi na to, ˝e w trakcie hamowania silnikiem nie odbywa si´ wtrysk paliwa
do cylindrów, a pompa wysokiego ciÊnienia jest
w dalszym ciàgu nap´dzana, zawór regulacyjny ciÊnienia zostaje otwarty, obni˝ajàc ciÊnienie w zasobniku.
Na biegu ja∏owym przewidziano korekcj´, która
umo˝liwia zredukowanie nierównomiernoÊci pracy silnika bez obcià˝enia. Sterownik sprawdza za
poÊrednictwem czujnika po∏o˝enia ZZ wa∏u korbowego, czy wszystkie cylindry wykazujà takà samà
nierównomiernoÊç obrotów w cyklu roboczym.
Rozpoznaje, jaki udzia∏ w obrotach silnika ma ka˝dy cylinder. Je˝eli jakiÊ cylinder wykazuje zbyt niski udzia∏, to sterownik próbuje to zrównowa˝yç
wyd∏u˝ajàc przy nast´pnym cyklu czas otwarcia
wtryskiwacza. W ten sposób cylinder otrzymuje
zwi´kszonà dawk´ paliwa i podnosi si´ pr´dkoÊç
obrotowa. JeÊli wtryÊni´to zbyt du˝o paliwa, to
przy nast´pnym wtrysku dawka zostaje zredukowana. Korekcja biegu ja∏owego jest aktywna do
pr´dkoÊci obrotowej silnika ok. 1200 obr/min.
W niektórych silnikach (np. 611.980) pompa
wysokiego ciÊnienia ma od∏àczanie sekcji, jakie
jest stosowane przez firmy Fiat i Peugeot. Elementem od∏àczajàcym jest zawór elektromagnetyczny
(Y73, rys. 2.19). Zawór ten odcina t∏oczenie paliwa
przez jednà sekcj´ pompy podczas pracy silnika
z obcià˝eniem cz´Êciowym. Umo˝liwia to zmniejszenie zu˝ycia paliwa i optymalnie wp∏ywa na
temperatur´ paliwa. Pompy wysokiego ciÊnienia
z od∏àczaniem sekcji t∏oczàcych mo˝na rozpoznaç
po zaworze elektromagnetycznym (z przewodami
elektrycznymi) na sekcji t∏oczàcej pompy.
Rys. 2.8. Pompa wysokiego ciÊnienia jest
pompà promieniowà z trzema t∏oczkami
rozstawionymi pod kàtem 120°. Na rysunku poni˝ej
pokazano widok pompy w wersji z od∏àczaniem
sekcji t∏oczàcej: 1 - z´bata pompa paliwa, 2 - pompa
wysokiego ciÊnienia, 3 - czujnik temperatury paliwa,
B66 - czujnik ciÊnienia Rail, Y73 - elektromagnetyczny
zawór wy∏àczajàcy sekcj´ t∏oczàcà
Dzia∏anie obwodu wysokiego ciÊnienia CDI 3
Paliwo przygotowane w obwodzie niskiego ciÊnienia przep∏ywa przez zawór regulacyjny dawkowania do pompy wysokiego ciÊnienia. Tam paliwo
zostaje spr´˝one i przet∏oczone do zasobnika paliwa, a dalej przewodami paliwa wysokiego ciÊnienia do poszczególnych wtryskiwaczy.
Rys. 2.9. Podstawowe elementy uk∏adu wtryskowego
CDI stosowanego w modelu Klasy A (fot. Bosch)
Pompa wysokiego ciÊnienia w uk∏adzie wtryskowym CDI 3 jest regulowana dawkà i ma czujnik
temperatury paliwa. Wysokie ciÊnienie jest wytwarzane przez pomp´ promieniowà z trzema t∏oczkami rozstawionymi pod kàtem 120° (rys. 2.9). Pr´dkoÊç obrotowa nap´dzanej pompy wynosi ok. 1,3krotnoÊç pr´dkoÊci obrotowej wa∏ka rozrzàdu.
Paliwo t∏oczone pod niskim ciÊnieniem przez
pomp´ elektrycznà dochodzi króçcem dolotowym
(19/22, rys. 2.10) do ko∏nierza pompy (19/20) i jest
dalej kierowane do zaworu regulacyjnego dawkowania (Y94) oraz do zaworu regulacyjnego ciÊnienia paliwa (19/23).
Zawór regulacyjny dawkowania steruje obj´toÊcià paliwa dostarczanego kana∏em pierÊcieniowym (19/21) do trzech sekcji t∏oczàcych pompy
(kana∏ 19/6). W celu zapewnienia smarowania t∏oków pompy przy zamkni´tym zaworze regulacyjnym dawkowania, kiedy silnik jest w fazie hamowania (lub wybiegu), nast´puje doprowadzenie
niewielkiej iloÊci paliwa z obwodu zasilania poprzez d∏awik dawkowania zerowego (a) bezpoÊrednio do kana∏u pierÊcieniowego (19/21). Zawór regulacyjny ciÊnienia paliwa ogranicza do ok. 5 bar
ciÊnienie paliwa, które dochodzi do zaworu regulacyjnego dawkowania. W sytuacji, gdy wartoÊç ta
zostanie przekroczona, zawór regulacyjny ciÊnienia otwiera si´ i kieruje nadmiar paliwa do króçca
wylotowego (19/16), którym paliwo powraca do
zbiornika.
Poradnik SERWISOWY
31
Rys. 2.11. Widok pompy wysokiego ciÊnienia uk∏adu
CDI 3 zblokowanej z z´batà pompà paliwa
(fot. Bosch)
Rys. 2.10. Regulacja ciÊnienia paliwa
w zasobniku odbywa si´ przez zmienianie wielkoÊci
przekroju otworu w zaworze regulacji dawkowania.
W ten sposób zmienia si´ stopieƒ nape∏nienia pompy
wysokiego ciÊnienia, a tym samym ciÊnienie paliwa
w zasobniku. Oznaczenia:
19/6 - dop∏yw paliwa do pompy wysokiego ciÊnienia
19/16 - powrót paliwa nadmiarowego
19/20 - podstawa pompy
19/21 - kana∏ pierÊcieniowy
19/22 - dop∏yw paliwa (niskie ciÊnienie)
19/23 - zawór nadciÊnieniowy
a - kana∏ obwodowy nadmiaru paliwa
b - kana∏ paliwa o regulowanej iloÊci
c - kana∏ paliwa smarujàcego pomp´
D - obwód niskiego ciÊnienia
E - obwód regulowanej iloÊci paliwa
G - obwód paliwa nadmiarowego
B 50 - czujnik temperatury paliwa
Y 94 - zawór regulacyjny dawkowania (iloÊci) paliwa
Rys. 2.13. Przekrój wtryskiwacza
uk∏adu wtryskowego CDI 3:
1 - zespó∏ zaworu
elektromagnetycznego
2 - jednocz´Êciowa zwora
3 - t∏oczek sterujàcy zaworu
4 - ig∏a rozpylacza
A - dop∏yw paliwa wysokiego
ciÊnienia
B - odprowadzenie przecieków
i dawki sterujàcej
Rys. 2.12. Przekrój wtryskiwacza uk∏adu
wtryskowego CDI i CDI 2:
1 - zespó∏ zaworu elektromagnetycznego
2 - dwucz´Êciowa zwora
3 - t∏oczek sterujàcy zaworu, 4 - ig∏a rozpylacza
A - dop∏yw paliwa wysokiego ciÊnienia
B - odprowadzenie przecieków i dawki sterujàcej
32
Poradnik SERWISOWY
Ponadto zawór regulacyjny ciÊnienia kieruje
cz´Êç paliwa do smarowania wa∏ka mimoÊrodowego (otwór c). Poprzez ten zawór nast´puje równie˝
usunićie z paliwa ewentualnego powietrza, które
jest odprowadzane króçcem wylotowym z pompy
(otwór b).
Pompa wysokiego ciÊnienia nie ma od∏àczania
sekcji. Korekcja biegu ja∏owego odbywa si´ tak jak
w uk∏adzie CDI 2
Oprócz regulacji dawki ma miejsce regulacja ciÊnienia, która jest wykorzystywana do ogrzania paliwa, poniewa˝ brak jest urzàdzenia podgrzewajàcego paliwo. Kiedy temperatura paliwa wynosi
<20°C, zawór regulacyjny dawkowania jest w pe∏ni
otwarty, tzn. pompa wysokiego ciÊnienia realizuje
pe∏ny wydatek t∏oczenia. Spr´˝one do wysokiego
ciÊnienia paliwo powoduje otwarcie zaworu regulacyjnego ciÊnienia. W ten sposób cz´Êç nagrzanego
paliwa odp∏ywa z zasobnika z powrotem do zbiornika paliwa, gdzie miesza si´ z zimnym paliwem.
Dzia∏anie regulacyjne w systemie przebiega
analogicznie, jak w uk∏adzie CR2. Po ok. 30 s od
uruchomienia silnika nast´puje dzia∏anie regulacyjne zaworu regulacyjnego ciÊnienia, niezale˝ne
od temperatury paliwa. W celu szybkiej redukcji
ciÊnienia (podczas hamowania silnikiem), zawór
regulacyjny dawkowania zostaje zamkni´ty (faza
regulacji dawki) i ciÊnienie w zasobniku jest
zmniejszane przez krótkotrwa∏e otwarcie zaworu
regulacji ciÊnienia.
Rys. 2.14. Zasada dzia∏ania wtryskiwacza. Przebieg
pràdu sterowania przy nag∏ym wciÊnićiu peda∏u
przyspieszenia. Oznaczenia:
a - doprowadzenie wysokiego ciÊnienia,
b - odprowadzenie przecieków paliwa (przelew),
c - odprowadzenie przecieków i dawki sterujàcej,
A - bez zasilania pràdem, B - zasilane pràdem
1 - zawór elektromagnetyczny z gniazdem kulistym,
2 - przestrzeƒ sterowania, 3 - t∏oczek sterujàcy,
4 - spr´˝yna wtryskiwacza, 5 - komora ciÊnienia,
6 - rozpylacz, 7 - wtrysk wst´pny, 8 - wtrysk g∏ówny
Uwaga!
Uszkodzony zawór regulacji ciÊnienia mo˝na
wymieniç tylko jeden raz. Potem ju˝ wymienia si´
ca∏y zasobnik.
2.3. Wtryskiwacze
W uk∏adach wtryskowych CDI 1 i CDI 2 wtryskiwacze sà przystosowane do ciÊnieƒ maksymalnych 1350 bar. Majà Rozpylacz 6-otworowy i dwucz´Êciowà zwor´.
Dla uk∏adu wtryskowego CDI 3 skonstruowano
wtryskiwacze 7-otworowe z jednocz´Êciowà zworà. Ârednica otworów we wtryskiwaczach siedmiootworowych jest o 20% mniejsza ni˝ we wtryskiwaczach szeÊciootworowych. Aby przez mniejsze
dysze mo˝na by∏o podawaç takà samà dawk´ paliwa w tym samym czasie, nale˝a∏o zwi´kszyç maksymalne ciÊnienie wtrysku z 1350 do 1600 bar.
Dzi´ki temu paliwo jest jeszcze drobniej rozpylone. W efekcie spaliny zawierajà mniej czàstek sta∏ych sadzy.
Zasada dzia∏ania systemów CDI 2 oraz CDI 3 jest
identyczna
CiÊnienie paliwa dostarczanego z zasobnika wyst´puje w komorze sterowania i oddzia∏uje na ig∏´
rozpylacza. W komorze sterujàcej czynna powierzchnia t∏oczka sterujàcego jest wi´ksza od powierzchni ko∏nierza rozpylacza. Powoduje to
utrzymywanie ig∏y rozpylacza w stanie zamkni´tym. Gdy przez cewk´ zaworu elektromagnetycznego zaczyna p∏ynàç pràd, zwora unosi si´ ze swojego gniazda i paliwo zaczyna odp∏ywaç jako dawka sterujàca (przeciek) kana∏em przelewu do zbiornika. CiÊnienie w komorze sterujàcej maleje, a ciÊnienie dzia∏ajàce na powierzchni ko∏nierza rozpyPoradnik SERWISOWY
33
Rys. 2.15.
Widok wtryskiwaczy
drugiej generacji
(fot. Bosch)
lacza zaczyna przekraczaç ciÊnienie w komorze
sterowania i ig∏a rozpylacza podnosi si´, umo˝liwiajàc rozpoczćie wtrysku paliwa.
Po zaniku pràdu w cewce zaworu elektromagnetycznego zwora jest dociskana w dó∏ spr´˝ynà zaworu, ciÊnienie w komorze sterujàcej zwi´ksza si´
wywierajàc wi´kszà si∏´ na t∏oczek sterujàcy i nast´puje zamknićie ig∏y rozpylacza.
Klasyfikacja wtryskiwaczy
Rys. 2.16. Wtryskiwacz, Êwieca ˝arowa, rozrzàd
i t∏ok w silnikach 611, 612, 613, 628, 646, 647, 648.
W silniku 668 nap´d zaworów odbywa si´ poprzez
dêwigienki
34
Poradnik SERWISOWY
Tolerancje wykonania wtryskiwaczy stwarzajà
koniecznoÊç ich dopasowania do sterownika CDI.
W tym celu w sterowniku sà zapisane charakterystyki, które wywo∏uje si´ nast´pnie aplikacjà
STAR-Diagnose i przypisuje do danego wtryskiwacza. Sterownik uwzgl´dnia te ró˝nice tolerancji
podczas obliczania dawek wtrysku. Kod klasyfikujàcy (6-miejscowy) jest podany na wtryskiwaczu.
Oznaczenie (1, 2, 3) informuje, w jakim oknie tolerancji znajduje si´ dany wtryskiwacz.
W najnowszych uk∏adach wtryskowych CDI 3
nie wyst´puje ju˝ klasyfikacja wtryskiwaczy! Oznaczenie 4 na wtryskiwaczu (w kó∏ku) informuje, ˝e
dany wtryskiwacz nie podlega klasyfikacji, którà zastàpiono przez kompensacj´ dawki wtrysku (IMA).
Indywidualna korekcja dawki wtrysku ma miejsce
dla ca∏ej mapy charakterystyk wtrysku ka˝dego
wtryskiwacza. Oznaczenie stanowi 6-miejscowy
kod na wtryskiwaczu. Podczas wymiany wtryskiwacza nale˝y go wprowadziç do sterownika silnika.
W silnikach CDI DaimlerBenz obu generacji zastosowano tzw. wtrysk pilotowy. Nast´puje on na
u∏amek sekundy przed w∏aÊciwym wtryskiem
g∏ównym, a jego zadaniem jest wst´pne nagrzanie
przestrzeni spalania. Dzi´ki temu nast´puje szybszy zap∏on paliwa, co pociàga za sobà powolniejszy
wzrost ciÊnienia i temperatury. Wp∏ywa to korzystnie na poziom ha∏asu przy spalaniu. Dzi´ki wtryskowi pilotowemu poziom ha∏asu nowych silników
CDI kszta∏tuje si´ znacznie poni˝ej wartoÊci dla porównywalnych silników Diesla z bezpoÊrednim
wtryskiem, a nawet poni˝ej wartoÊci dla dzisiejszych silników z komorà wst´pnà.
W uk∏adzie wtryskowym CDI 2 zastosowano
wtrysk wst´pny pojedynczy. Wtrysk wst´pny nie
odbywa si´ przy wysokich obrotach i obcià˝eniu
oraz hamowaniu silnikiem.
W uk∏adzie wtryskowym CDI 3 zastosowano
wtrysk wst´pny podwójny. Dwa wtryski wst´pne
sà realizowane w zale˝noÊci od temperatury p∏ynu
ch∏odzàcego, obrotów i obcià˝enia. W zale˝noÊci
od obrotów i obcià˝enia podwójny wtrysk wst´pny
przechodzi przed jego wy∏àczeniem w pojedynczy
wtrysk wst´pny (przy pe∏nym obcià˝eniu). Podwójny wtrysk wst´pny nie odbywa si´ przy:
◗ zimnym silniku
◗ podwy˝szonych obrotach i obcià˝eniu
◗ hamowaniu silnikiem
Ró˝nice mi´dzy systemami CDI 2 i CDI 3
Uk∏ad wtryskowy CDI 2
◗ z´bata pompa zasilajàca w obwodzie zasysania paliwa
◗ uk∏ad podgrzewania paliwa
◗ ch∏odnica paliwa (typ 220/210)
◗ nie regulowana pompa wysokiego ciÊnienia
(pe∏ny wydatek)
◗ maks. ciÊnienie w uk∏adzie 1350 bar
Rys. 2.17. Porównanie oznaczeƒ na wtryskiwaczach
uk∏adów CDI 2 (A) i CDI 3 (B). Oznaczenie
(1, 2 lub 3) na rysunku A informuje, w jakim oknie
tolerancji znajduje si´ dany wtryskiwacz. Oznaczenie
(4) na rysunku B informuje, ˝e dany wtryskiwacz
nie podlega klasyfikacji, którà zastàpiono przez
kompensacj´ dawki wtrysku (IMA)
◗ wtryskiwacze 6-otworowe
◗ zawór regulacyjny ciÊnienia z uszczelnieniem
typu o-ring z pierÊcieniem oporowym od strony zasobnika paliwa
Uk∏ad wtryskowy CDI 3
◗ elektryczna pompa zasilajàca w obwodzie zasysania paliwa
◗ brak uk∏adu podgrzewania paliwa
◗ brak ch∏odnicy paliwa
◗ czujnik temperatury paliwa
◗ pompa wysokiego ciÊnienia o regulowanym
wydatku
◗ maks. ciÊnienie w uk∏adzie 1600 bar
◗ wtryskiwacze 7-otworowe
◗ zawór regulacyjny ciÊnienia z uszczelnieniem
kraw´dziowym od strony zasobnika paliwa, z filtrem siatkowym
Sprawdzanie wtryskiwaczy
Najszybszym i najbardziej miarodajnym pomiarem jest sprawdzenie pràdu wtryskiwacza za pomocà szczypiec pràdowych. Pràd mo˝na zmierzyç
przez przewód poÊredni bezpoÊrednio na wtryskiwaczu lub na sterowniku. Do pomiaru na sterowniku jest potrzebny schemat elektryczny w celu identytikacji przewodów. Na pracujàcym silniku jest
widoczny typowy przebieg pràdu wtrysku sterowanego zaworem elektromagnetycznym (rys. 2.14).
W pierwszej fazie p∏ynie du˝y pràd przyciàgania
od 19 do 20 A, który powinien spowodowaç szybkie otwarcie zaworu elektromagnetycznego. Du˝y
pràd przyciàgania jest mo˝liwy dzi´ki roz∏adowaniu kondensatora ∏adowanego pomi´dzy procesami wtrysku napićiem 70 V. Po up∏ywie ok. 0,4 ms
kotwica uderza o swoje gniazdo, co uwidacznia si´
krótkotrwa∏ym za∏amaniem si´ pràdu (strza∏ka na
rys. 2,14). Teraz, dzi´ki taktowaniu napićia pok∏adowego, pràd jest ograniczony do tzw. pràdu podtrzymujàcego, wynoszàcego od 11 do 12 A. Mniejszy pràd podtrzymujàcy u∏atwia szybkie zamknićie zaworu elektromagnetycznego.
Przy wtrysku wst´pnym pràd zostaje od∏àczony
po uderzeniu zaworu. Czas sterowania podczas
wtrysku wst´pnego wynoszàcy 0,4 ms jest zawsze
sta∏y, a podczas wtrysku zasadniczego jest zale˝ny
od obcià˝enia silnika. JeÊli poziom trigera oscyloskopu zejdzie poni˝ej 6 A, mo˝na zobaczyç impulsy s∏u˝àce na∏adowaniu kondensatora w czasie pomi´dzy procesami wtrysku. Cewka jest sterowana
impulsami pràdowymi o wartoÊci 6 A. Pràd ten nie
wystarcza do otwarcia zaworu elektromagnetycznego. Powstajàce po wy∏àczeniu cewki napićie samoindukcji jest wykorzystane do na∏adowania
kondensatora. JeÊli nie dysponuje si´ szczypcami
pràdowymi, ocen´, czy wtryskiwacze sà sterowane
Poradnik SERWISOWY
35
mo˝e daç równie˝ pomiar napićia. Do zgrubnego
sprawdzenia dzia∏ania mo˝na u˝yç lampy kontrolnej z wyÊwietlaczami LED. Przy uruchamianiu silnika diody Êwiecàce lampy kontrolnej muszà migaç na przemian. Nie wolno stosowaç lampy kontrolnej z ˝arówkami.
JeÊli zastrze˝enia budzi nierównomierna praca
silnika, to oprócz mechanizmów silnika nale˝y
sprawdziç wtryskiwacze pod wzgl´dem hydraulicznym. Pierwszà metodà jest opisane w pkt. 2.5 odczytanie korekcji dawek na biegu ja∏owym. Alternatywnie mo˝na przeprowadziç pomiar przelewu
z wtryskiwacza. W tym celu nale˝y odkrćiç przy∏àcza przewodów przelewowych i zacisnàç przewód.
W miejsce przewodów przelewowych pod∏àczyç
przewody prowadzàce do naczynia pomiarowego.
Nast´pnie uruchomiç silnik i pozwoliç mu pracowaç przy pr´dkoÊci obrotowej zg∏oszonej przez
u˝ytkownika samochodu. Po kilku minutach pracy
porównaç ze sobà wielkoÊci przelewu. Ró˝nice do
30% sà normalne, zw∏aszcza na biegu ja∏owym.
Sterownik sk∏ada si´ z p∏ytki obwodu drukowanego, wykonanej w technice wielowarstwowej
z obustronnym mocowaniem elementów. P∏ytka
jest zaciÊni´ta mi´dzy dwiema cz´Êciami obudowy. Aby osiàgnàç lepszà kompatybilnoÊç elektromagnetycznà, wiàzki kabli wychodzàce z pićiu
gniazd zosta∏y podzielone na „zak∏ócajàce” oraz
„czu∏e”.
Sterownik CDI steruje, odpowiednio do nap∏ywajàcych sygna∏ów wejÊciowych (rys. 2.18), nast´pujàcymi systemami (rys. 2.19):
◗ zasilaniem paliwa
◗ regulacjà dawkowania paliwa
◗ systemem oczyszczania spalin
◗ regulacjà ciÊnienia do∏adowania
◗ tempomatem (urzàdzeniem pozwalajàcym
utrzymywaç sta∏à pr´dkoÊç jazdy)
◗ wy∏àczaniem kompresora klimatyzacji
Sterownik CDI kontroluje wejÊcia i wyjÊcia,
sprawdza poprawnoÊç sygna∏ów i zapisuje w pamići wyst´pujàce usterki. W przypadku zaniku
któregoÊ z sygna∏ów, tworzone sà wartoÊci zast´pcze w celu pracy w trybie awaryjnym.
Sterownik CDI jest po∏àczony szynà CAN z innymi sterownikami. Ze sterownika uk∏adu ABS/ETS
otrzymuje m.in. informacje z czterech czujników
pr´dkoÊci obrotowej kó∏, o w∏àczeniu Êwiate∏ hamowania oraz o stanie uk∏adu ABS/ETS. Ze sterownika
EGS (uk∏adu elektronicznego sterowania skrzynià
biegów) otrzymuje dane o zadanym momencie obro-
Rys. 2.18. Czujniki wysy∏ajàce sygna∏y do sterownika
o stanie silnika 611.980:
A15 - modu∏ Êwiec ˝arowych
A53 - sterownik CDI
B10 - czujnik oleju
B35 - czujnik ciÊnienia powietrza do∏adowania
B39 - przep∏ywomierz powietrza z p∏ytkà
B48 - czujnik po∏o˝enia wa∏ka rozrzàdu
B60 - czujnik temperatury p∏ynu ch∏odzàcego
B63 - czujnik temperatury powietrza zasysanego
B66 - czujnik ciÊnienia paliwa w zasobniku
B71 - czujnik po∏o˝enia peda∏u przyspieszenia
B73 - czujnik po∏o˝enia wa∏u korbowego (ZZ)
S105 - czujnik przy pedale sprz´g∏a (w∏àcznik)
S123 - w∏àcznik Tempematu
2.4. Uk∏ad sterowania
36
Poradnik SERWISOWY
Rys. 2.19 Elementy wykonawcze odbierajàce sygna∏y
od sterownika, silnik 611.980:
A15 - modu∏ Êwiec ˝arowych
A53 - sterownik CDI
K1 - przekaênik rozrusznika
K6 - przekaênik zasilania
P11 - gniazdo diagnostyczne
Y20 - 23 - wtryskiwacz
Y73 - zawór wy∏àczajàcy sekcj´ w pompie
Y74 - zawór regulacji ciÊnienia paliwa
Y75 - zawór odcinajàcy paliwo
Y80 - przetwornik ciÊnienia regulacji do∏adowania
Y83 - zawór prze∏àczajàcy, wy∏àczanie kana∏u
dolotowego
Y84 - przetwornik ciÊnienia, uk∏ad AGR/klapa regulacji
ciÊnienia
Rys. 2.20. Przep∏yw sygna∏ów
w uk∏adzie sterowania silnika 646.
Oznaczenia, jak
na poprzednich rysunkach
towym obcià˝enia oraz stanach pracy sterownika
EGS, jak np. pozycja P/N dêwigni wyboru biegów,
aktywacja w∏àcznika kickdown, w∏àczony bieg, stan
sprz´g∏a mostkujàcego przek∏adni´ hydrokinetycznà. Z zestawu wskaêników i zespo∏u obs∏ugi klimatyzacji otrzymuje informacje m.in. o stanie paliwa
w zbiorniku, ciÊnieniu ch∏odziwa w uk∏adzie klimatyzacji oraz stanie pracy kompresora.
Sterownik jest po∏àczony z otoczeniem za poÊrednictwem pićiu gniazd wtykowych. Gniazdo
wtykowe nr 1 s∏u˝y do zasilania elektrycznego sterownika, gniazdo nr 2 stanowi po∏àczenie szyny
CAN z innymi sterownikami. Gniazdo nr 3 zapewnia po∏àczenie z takimi elementami jak: czujnik
po∏o˝enia peda∏u przyspieszenia, czujnik ciÊnienia
do∏adowania, przetworniki ciÊnienia uk∏adu recyrkulacji spalin (AGR), przetworniki ciÊnienia do∏adowania oraz si∏ownik wy∏àczania kana∏ów dolotowych. Gniazdo nr 4 zawiera z∏àcza wtykowe
wiàzki przewodów m.in. przekaêników; przewody
Poradnik SERWISOWY
37
Rys. 2.21. WyjÊcia i wejÊcia sygna∏ów do sterownika CR3 uk∏adu wtryskowego CDI 3
* tylko w przypadku tempomatu lub automatycznej skrzyni biegów
** nie dla Euro 3
*** tylko dla Euro 4, grupa 3
wtryskiwaczy umieszczono w gnieêdzie nr 5. Du˝e
przekroje przewodów wskazujà, jak du˝e przep∏ywajà pràdy.
Kiedy sterownik wykona synchronizacj´ chwili
wtrysku przez czujnik po∏o˝enia wa∏ka rozrzàdu,
zezwala na wtrysk paliwa. Dawka paliwa wtryskiwanego podczas rozruchu jest regulowana niezale˝nie od po∏o˝enia peda∏u przyspieszenia („gazu”)
przy obrotach silnika <600 obr/min. W tym czasie
najwa˝niejszà rol´ spe∏nia czujnik temperatury
p∏ynu ch∏odzàcego: im wy˝sza temperatura, tym
mniejsza dawka rozruchowa.
2.5. Samodiagnostyka i tryb awaryjny
Uk∏ad Common Rail zapewnia tradycyjny rodzaj samodiagnostyki. Sterownik nadzoruje podzespo∏y elektryczne, czy nie sà uszkodzone, i zapisuje wynik w pamići. Zale˝nie od wa˝noÊci usterki
zmniejszana jest dawka wtrysku lub zatrzymywany silnik. Za pomocà odpowiedniego diagnoskopu
mo˝na odczytaç zawartoÊç pamići diagnostycznej
38
Poradnik SERWISOWY
i jà skasowaç. Wa˝ne jest ciÊnienie w zasobniku
oraz stopieƒ w∏àczenia zaworu regulacyjnego ciÊnienia (wspó∏czynnik wype∏nienia impulsu). JeÊli
wartoÊci pomiarowe ciÊnienia w zasobniku i stopnia w∏àczenia nie odpowiadajà sobie wzajemnie,
wskazuje to na ewentualnà nieszczelnoÊç uk∏adu
wysokiego ciÊnienia. Zewn´trzne miejsca nieszczelnoÊci mo˝na stwierdziç wzrokowo. Pozostajà
wewn´trzne nieszczelnoÊci we wtryskiwaczach,
zaworze regulacyjnym ciÊnienia lub pompie wysokiego ciÊnienia. Jak ju˝ wspomniano, korekcja biegu ja∏owego s∏u˝y wyrównaniu fabrycznych tolerancji wykonawczych mechanizmów silnika oraz
hydrauliki wtrysku. Sterownik sprawdza za poÊrednictwem czujnika po∏o˝enia ZZ, czy wszystkie
cylindry wykazujà takà samà nierównomiernoÊç
obrotów w cyklu roboczym. JeÊli cylinder wykazuje odchy∏k´ wi´kszà ni˝ 30% od wartoÊci normalnej, wyst´puje powa˝na usterka, którà sterownik
próbuje zrównowa˝yç bardziej zwi´kszonà dawkà
wtrysku. Kiedy obroty silnika przekroczà 1500
obr/min, regulacja równomiernoÊci pracy silnika
Rys. 2.22. Schemat zasilania pràdem sterownika CR3
uk∏adu wtryskowego CDI 3:
CR3 - sterownik uk∏adu wtryskowego
SRB - skrzynka bezpieczników i przekaêników
EKP - elektryczna pompa paliwa
K4 - przekaênik zasilania modu∏u CR3
K5 - przekaênik rozrusznika
K6 - przekaênik pompy paliwa
K8 - przekaênik zacisku 15
zostaje wy∏àczona ze wzgl´du na koniecznoÊç
przeprowadzania zbyt wielu obliczeƒ. Problemy
mechaniczne, takie jak wypalony zawór wylotowy,
mo˝na wykluczyç za pomocà pomiaru ciÊnienia
spr´˝ania na podstawie oceny przebiegu pràdu
rozrusznika. JeÊli nie stwierdzi si´ usterki mechanicznej, przyczynà jest wtryskiwacz. W takim
przypadku nale˝y zamieniç sàsiednie wtryskiwacze, a jeÊli odchy∏ka dawki „w´druje" z wtryskiwaczem, nale˝y wymieniç uszkodzony wtryskiwacz.
Praca awaryjna uk∏adu Common Rail
W przypadku wystàpienia usterek, które nie powodujà niezdolnoÊci uk∏adu wtryskowego do pracy, zmniejszana jest dawka pe∏nego obcià˝enia lub
zwi´kszana pr´dkoÊç obrotowa biegu ja∏owego. Do
takich usterek nale˝à: uszkodzenie czujnika temperatury, zbyt niskie ciÊnienie do∏adowania,
uszkodzenie przep∏ywomierza powietrza lub czujnika po∏o˝enia peda∏u przyspieszenia.
Ze wzgl´dów bezpieczeƒstwa albo w celu uniknićia powa˝niejszego jego uszkodzenia, silnik zostanie zatrzymany, gdy:
◗ uszkodzony jest wtryskiwacz lub du˝y jest
spadek ciÊnienia w zasobniku
◗ stale otwarty wtryskiwacz powoduje ciÊnienia
szczytowe w komorze spalania wynoszàce do 30
MPa, na które silnik po krótkim czasie zareagowa∏by ca∏kowitym uszkodzeniem. Nie jest mo˝liwe
porównanie cylindrów przez roz∏àczenie z∏àcza
wtykowego wtryskiwacza. Po zdjćiu wtyku silnik
zatrzyma si´; dla tej metody sprawdzenia potrzebny jest dodatkowy wtryskiwacz, który nale˝y pod∏àczyç do roz∏àczonego wtyku, wówczas silnik pracuje na pozosta∏ych cylindrach
◗ ciÊnienie w zasobniku przekroczy 140 MPa
◗ nagle spadnie ciÊnienia paliwa, poniewa˝ nieszczelnoÊç mog∏aby spowodowaç po˝ar silnika
◗ uszkodzeniu ulegnie zawór regulacyjny ciÊnienia i nie mo˝e byç wytworzone ciÊnienie w zasobniku; silnik nie daje si´ ponownie uruchomiç
◗ sà uszkodzone czujnik po∏o˝enia ZZ na kole
zamachowym lub czujnik Halla na wa∏ku rozrzàdu; jeÊli czujnik Halla ulegnie uszkodzeniu podczas jazdy, silnik pracuje nadal, ale po zatrzymaniu nie daje si´ ponownie uruchomiç
JeÊli silnik nie daje si´ uruchomiç, najszybciej
mo˝na sprawdziç uk∏ad zasilania paliwem, poluzowujàc przewody przelewowe na wtryskiwaczach i uruchamiajàc silnik. Po krótkim rozruchu
paliwo musi wyciekaç w ma∏ych iloÊciach. JeÊli tak
nie jest, nale˝y sprawdziç, czy mamy do czynienia
z usterkà elektrycznà czy hydraulicznà. W przypadku szarpni´ç i krótkotrwa∏ych przerw w zap∏oPoradnik SERWISOWY
39
tyczny od∏àczania sekcji t∏oczàcych i elektryczny
zawór awaryjnego zatrzymania silnika.
Podczas sprawdzania czujników i nastawników
mo˝na post´powaç w taki sam sposób. W celu
sprawdzenia elektrycznego zaleca si´ stosowanie
skrzynki wtykowej (adapter-box), która umo˝liwia
dokonywanie pomiarów bezpoÊrednio na stykach
sterownika.
Czujniki po∏o˝enia wa∏u korbowego
i wa∏ka rozrzàdu
Rys. 2.23. Obraz sygna∏u z czujnika pr´dkoÊci
obrotowej i po∏o˝enia wa∏u korbowego
(L5, nazywanego tak˝e czujnikiem po∏o˝enia ZZ):
a - przednia kraw´dê z´ba, b - tylna kraw´dê z´ba,
c - brakujàcy zàb, U - napićie wyjÊciowe z czujnika
Do ustalenia poczàtku wtrysku sterownik potrzebuje nie tylko po∏o˝enia wa∏u korbowego, ale
równie˝ po∏o˝enia wa∏ka rozrzàdu, poniewa˝
wtryskiwacze sà w∏àczane indywidualnie. Czujnik po∏o˝enia wa∏u korbowego jest czujnikiem indukcyjnym. Kszta∏t ko∏a nadajnika impulsów jest
znany z uk∏adów wtrysku benzyn Ko∏o to jest osa-
Rys. 2.24. Schemat synchronizacji sygna∏ów pr´dkoÊci obrotowej silnika i po∏o˝enia ZZ:
ZZ1÷ZZ4 - zwrot zewn´trzny cylindra 1÷4, α - opóênienie sygna∏u z czujnika po∏o˝enia ZZ w stosunku
do punktu ZZ (w silniku 611 opóênienie to wynosi 108°), a - kàt obrotu wa∏u korbowego, b - sygna∏ z czujnika
po∏o˝enia ZZ, c - sygna∏ z czujnika po∏o˝enia wa∏ka rozrzàdu
nie podczas jazdy nale˝y sprawdziç zasilanie napićiem oraz po∏àczenia masowe sterownika. JeÊli
sà dobre, podejrzany jest czujnik po∏o˝enia peda∏u
przyspieszenia.
2.6. Sprawdzanie czujników i nastawników
Czujniki i nastawniki odpowiadajà w du˝ym
stopniu elementom innych nowoczesnych uk∏adów wtryskowych silników wysokopr´˝nych i benzynowych. Typowymi dla uk∏adu Common Rail sà:
czujnik ciÊnienia w zasobniku oraz czujnik Halla
na wa∏ku rozrzàdu. Czujnik Halla s∏u˝y do rozpoznawania cylindrów, bowiem wtryskiwacze muszà
byç sterowane sekwencyjnie, czyli pojedynczo
i w odpowiedniej kolejnoÊci. Obok zwyk∏ych nastawników, takich jak: przetwornik elektropneumatyczny sterowania AGR, sterowania turbospr´˝arki i od∏àczania kana∏u dolotowego, typowe dla
uk∏adu Common Rail sà nastawniki wtryskiwaczy,
zawór regulacyjny ciÊnienia, zawór elektromagne-
40
Poradnik SERWISOWY
Rys. 2.25
Lokalizacja czujnika po∏o˝enia wa∏u korbowego i jego
schemat elektryczny
Rys. 2.26. Zasada dzia∏ania czujnika po∏o˝enia wa∏ka
rozrzàdu (B6/1) i jego schemat elektryczny:
h - sygna∏ “high” 11-14 V, g - wyst´py na kole wa∏ka
rozrzàdu
Rys. 2.27. Rozmieszczenie podstawowych elementów
uk∏adu Common Rail. W kolorze czerwonym obwód
wysokiego ciÊnienia, w zielonym - obwód niskiego
ciÊnienia. oznaczenia:
1 - pompa wysokiego ciÊnienia, 2 - czujnik ciÊnienia
paliwa, 3 - wtryskiwacze, 4 - zawór regulacyjny
ciÊnienia, 5 - zasobnik wysokiego ciÊnienia (Rail)
dzone na kole zamachowym i ma 60 minus 2 z´by,
tzn. odleg∏oÊç pomi´dzy z´bami wynosi 6° OWK.
Przed ZZ pojawia si´ wybranie z dwoma brakujàcymi z´bami. Odpowiedni jest te˝ sygna∏, który
mo˝e byç zarejestrowany na oscyloskopie (rys.
2.23). Odst´p mi´dzy sygna∏em dodatnim a ujemnym odpowiada d∏ugoÊci z´ba. JeÊli brak jest sygna∏u, silnik nie da si´ uruchomiç. Wtedy nale˝y
sprawdziç rezystancj´ czujnika ZZ. WartoÊç nominalna dla Mercedesa C200CDI wynosi 800 Ω. Sygna∏ czujnika mierzy si´ na styku 13 gniazda diagnostycznego wzgl´dem masy. JeÊli sygna∏ jest za
s∏aby, nale˝y sprawdziç po∏o˝enie za montowania
czujnika. Zbyt du˝a odleg∏oÊç pomi´dzy czujnikiem i ko∏em impulsów prowadzi do k∏opotów
z uruchomieniem silnika. Odleg∏oÊç ta powinna
wynosiç od 1,0 do 1,5 mm.
Do rozpoznania cylindrów sterownik potrzebuje sygna∏u czujnika wa∏ka rozrzàdu. Nadajnik ten
jest czujnikiem Halla i jest umieszczony na wa∏ku
rozrzàdu zaworów wylotowych w pobli˝u 4. cylindra. Czujnik Halla jest zasilany na obu zewn´trznych stykach napićiem 5,0 V. Na styku Êrodkowym przy u˝yciu oscyloskopu mo˝na wzgl´dem
masy zapisaç sygna∏ prostokàtny, który pojawia si´
co dwa obroty (rys. 2.26). Sygna∏ o V „low” s∏u˝y
do rozpoznania punktu ZZ dla cylindra 1. Sygna∏y
z czujników po∏o˝enia wa∏u korbowego i wa∏ka
rozrzàdu s∏u˝à do synchronizacji punktu wtrysku.
Dlatego w przypadku braku sygna∏u, silnik nie da-
je si´ uruchomiç (brak synchronizacji). JeÊli czujnik Halla ulegnie uszkodzeniu podczas jazdy, silnik b´dzie pracowa∏ nadal do chwili najbli˝szego
zatrzymania. Odst´p mi´dzy czujnikiem po∏o˝enia
wa∏ka rozrzàdu a segmentem na kole wa∏ka nie
podlega regulacji!
Czujnik ciÊnienia w zasobniku
Czujnik ciÊnienia w zasobniku jest we wszystkich samochodach mocowany w zasobniku ciÊnienia (rys. 2.27) i wytwarza sygna∏ napićia zale˝ny
od ciÊnienia. Czujnik jest zbudowany ze stalowej
membrany, na której naniesiono element tensometryczny. Oba zewn´trzne styki s∏u˝à do zasilania
napićiem 5,0 V (rys. 2.28). Ârodkowy styk wysy∏a
sygna∏ napićia 0,3 do 4,5 V. W przypadku uszkodzenia czujnika sterownik prze∏àcza regulacj´ ciÊnienia na sterowanie ciÊnienia i zwi´ksza (np. na
biegu ja∏owym) ciÊnienie w zasobniku z 25 do 40
MPa. Silnik reaguje na wzrost ciÊnienia twardà
pracà. Z uszkodzonym czujnikiem ciÊnienia w zasobniku silnik mo˝na uruchomiç.
Prostà mo˝liwoÊcià sprawdzenia czujnika jest
roz∏àczenie z∏àcza wtykowego przy pracujàcym silniku. Silnik pracuje wtedy bardziej twardo. JeÊli po
ponownym po∏àczeniu z∏àcza pracuje cicho, oznacza to, ˝e czujnik ciÊnienia wysy∏a sygna∏.
JeÊli silnik pracuje twardo i nie reaguje na roz∏àczenie z∏àcza, oznacza to uszkodzenie czujnika
ciÊnienia w zasobniku. Przed wymianà czujnika
Poradnik SERWISOWY
41
nale˝y sprawdziç, czy jest napićie zasilania 5 V.
Sprawdzenie w warsztacie, czy czujnik ciÊnienia
w zasobniku wskazuje dok∏adnie jest bardzo trudne. Sygna∏ napićia musi jednak osiàgaç okreÊlone
wartoÊci w okreÊlonych jednoznacznie stanach ruchu silnika. JeÊli sygna∏ napićia przy unieruchomionym silniku, na biegu ja∏owym i podczas swobodnego przyspieszania mieÊci si´ w granicach tolerancji i wspó∏czynnik wype∏nienia impulsu dla
zaworu regulacyjnego silnika jest prawid∏owy,
mo˝na przyjàç, ˝e czujnik ciÊnienia w zasobniku
jest sprawny.
W celu sprawdzenia czujnika nale˝y pod∏àczyç
woltomierz lub oscyloskop wtykiem poÊrednim do
przewodu sygna∏u i w∏àczyç zap∏on. Powinno wystàpiç napićie 0,3 do 0,5 V. Na biegu ja∏owym napićie sygna∏u musi wynosiç 1,2 do 1,3 V. W celu
sprawdzenia w zakresie wysokiego ciÊnienia dokonuje si´ swobodnego przyspieszania. Napićie sygna∏u powinno wzrosnàç do wartoÊci szczytowej
ponad 4 V.
gnostyczna wykazuje uszkodzenie przep∏ywomierza, nale˝y przed jego wymianà sprawdziç zasilanie napićiem po zdjćiu z∏àcza wtykowego przep∏ywomierza. W niektórych przypadkach sygna∏
napićia nie odpowiada przep∏ywajàcej masie powietrza. Wtedy sà potrzebne dla ró˝nych warunków pracy silnika wartoÊci nominalne (podane dla
silnika Mercedes 200 CDI poni˝ej).
Przep∏ywomierz powietrza
Warunki pomiaru: uk∏ad AGR wy∏àczony, zdj´ty przewód
podciÊnienia zaworu AGR, wy∏àczone odbiorniki pràdu i
klimatyzacja, zawór AGR i turbospr´˝arka sprawne.
Masowy przep∏ywomierz powietrza jest przep∏ywomierzem typu „z goràcà p∏ytkà” (z termoanemometrem warstwowym), który s∏u˝y do poÊredniej kontroli recyrkulacji spalin oraz, zale˝nie od
wersji samochodu, do ograniczenia czarnego dymienia przy pe∏nym obcià˝eniu. Przep∏ywomierz
jest zasilany napićiem 5 V dla uk∏adu elektronicznego i napićiem pok∏adowym dla podgrzewania.
Przesy∏a on do sterownika sygna∏ napićia, który
w zale˝noÊci od wydatku powietrza waha si´ od
1,0 V (dla zatrzymanego silnika) do 4,5 V (przy
maksymalnym wydatku powietrza). JeÊli u˝ytkownik samochodu zg∏asza spadek mocy, a pami´ç diaRys. 2.28. Budowa masowego przep∏ywomierza
powietrza (B48): 1 - czujnik warstwowy, 2 - obudowa
elementu pomiarowego, RH - rezystor grzewczy,
RL - termoanemometr, RS - rezystor czujnika)
Sygna∏ napićia przep∏ywomierza powietrza,
Klasa C200 CDI
Pr´dkoÊç obrotowa
[obr/min]
Sygna∏ napićia
[V]
zap∏on w∏àczony, silnik zatrzymany
1,0
750
2,0÷2,2
1500
2,7÷2,9
2000
3,0÷3,2
3000
3,3÷3,5
4000
3,6÷3,8
WartoÊci tych nie mo˝na odnosiç bezpoÊrednio
do innych silników, pomimo podobieƒstwa. Przy
sprawnym masowym przep∏ywomierzu powietrza
mo˝na sprawdziç dzia∏anie zaworu AGR. W tym
celu pod∏àcza si´ oscyloskop lub woltomierz do
styku sygna∏u przep∏ywomierza i doprowadza silnik do pr´dkoÊci obrotowej ok. 2000 obr/min. Przy
tej pr´dkoÊci obrotowej zawór AGR jest szeroko
otwarty. Po zdjćiu przewodu elastycznego z zaworu AGR sygna∏ napićia musi skokowo wzrosnàç,
bowiem teraz zasysane powietrze nie jest wypierane przez spaliny. JeÊli nie wzrasta wcale lub wzrasta powoli, oznacza to brak ∏atwoÊci ruchu zaworu
lub jego nieszczelnoÊç.
Rys. 2.29. Schemat elektryczny przep∏ywomierza
powietrza (B2/5)
42
Poradnik SERWISOWY
Czujnik oleju
Czujnik oleju (B40) pe∏ni wielorakie funkcje:
mierzy temperatur´ oleju, okreÊla jego stopieƒ zestarzenia si´ oraz stan w misce olejowej. Czujnik
sk∏ada si´ z rezystora NTC, dwóch kondensatorów
pomiarowych (rys. 2.30) oraz uk∏adu elektronicznego, który wysy∏a trzy sygna∏y modulowane szerokoÊcià. Sygna∏y sà wysy∏ane do sterownika CDI
oraz szynà CAN do zestawu wskaêników, gdzie
s∏u˝à do w∏àczania lampki ostrzegawczej ciÊnienia
oleju. Ka˝dy blok wysy∏anych informacji sk∏ada si´
nast´pujàcych po sobie sygna∏ów prostokàtnych
(rys. 2.31). Ka˝demu sygna∏owi A, B, C jest przypisana wielkoÊç pomiarowa. Wspó∏czynnik wype∏nienia impulsu s∏u˝y do oceny wielkoÊci sygna∏u.
Je˝eli zostanie rozpoznana z∏a jakoÊç oleju (przez
pomiar pojemnoÊci oleju, który jest dielektrykiem),
to wartoÊç pomiarowa zwi´ksza si´ nawet 6-krotnie. Zakres pomiarowy dla poziomu oleju w misce
wynosi 80 mm (silnik 611), a dok∏adnoÊç pomiaru
ok. ±3 mm. Czujnik jest zasilany napićiem 5 V ze
sterownika CDI. Usterka w czujniku jest rozpoznawana przez sterownik CDI i zapisywana w pamići. Czujnik jest zamontowany w misce olejowej
i dost´pny z zewnàtrz.
Czujnik po∏o˝enia peda∏u przyspieszenia
Rys. 2.30. Schemat elektryczny czujnika oleju (B40).
Czujnik jest zasilany napićiem 4,7 - 5,3 V:
1 - czujnik temperatury oleju, a - pojemnoÊciowy
zakres pomiarowy czujnika, A - poczàtek zakresu
pomiarowego, B - koniec zakresu pomiarowego
Rys. 2.31. Przyk∏ady sygna∏ów wysy∏anych przez
czujnik oleju (B40):
sygna∏ 1: wspó∏czynnik wype∏nienia impulsu
prawid∏owy (20÷80%)
A - temperatura oleju prawid∏owa
B - poziom oleju prawid∏owy
C - jakoÊç oleju prawid∏owa
sygna∏ 2: wspó∏czynnik wype∏nienia impulsu >80%
A - temperatura oleju >+160°C
B - poziom oleju >80 mm
C - jakoÊç oleju - dobra
sygna∏ 3: wspó∏czynnik wype∏nienia impulsu <20%
A - temperatura oleju <-40°C
B - poziom oleju <0 mm
C - jakoÊç oleju - z∏a
Czujnik po∏o˝enia peda∏u przyspieszenia informuje sterownik o ˝yczeniu kierowcy dotyczàcym
obcià˝enia silnika. Podwójny, ze wzgl´dów bezpieczeƒstwa, czujnik Halla znajduje si´ albo w pedale
przyspieszenia, albo jest sterowany ci´gnem
w przedziale silnika. Czujniki Halla sà zasilane od
sterownika napićiem 5 V. Oko∏o 10% obrotu czujnika jest definiowane jako bieg ja∏owy, natomiast
powy˝ej 55% - oznacza osiàgnićie pe∏nego obcià˝enia. Czujniki Halla poddaje si´ sprawdzeniu na
p∏ynnoÊç wskazaƒ. W tym celu pod∏àcza si´ oscy-
Rys. 2.32. Czujnik po∏o˝enia peda∏u przyspieszenia
pracuje z dwoma czujnikami Halla. Na rysunku
pokazano schemat elektryczny czujnika B71,
stosowanego w uk∏adach wtryskowych CDI 2
(np. w silniku 611): b - indukcja magnetyczna,
LL - bieg ja∏owy, VL - pe∏ne obcià˝enie, X - element
Halla
Poradnik SERWISOWY
43
Rys. 2.33. Schemat elektryczny czujnika po∏o˝enia
peda∏u przyspieszenia B37/3, stosowanego
w uk∏adach wtryskowych CDI 3. Napićie zasilania
czujników Halla 1 i 2 wynosi 4,7÷5,3 V.
Oznaczenie styków:
czujnik B37/3 wtyk 1
sterownik N3/9
pin
pin
1
czujnik sygna∏u Halla 1
2/25
4
zasilanie 1+2
2/24
5
masa 1
2/26
2
masa 2
2/14
3
czujnik sygna∏u Halla 2
2/13
loskop do wyjÊcia sygna∏u i masy sygna∏u oraz naciska powoli do oporu peda∏ przyspieszenia („gazu”) przy w∏àczonym zap∏onie. JeÊli spadek napićia jest p∏ynny, czujnik peda∏u przyspieszenia jest
sprawny. Sygna∏ napićia czujnika 2 powinien byç
dwa razy wi´kszy od sygna∏u napićia czujnika 1.
JeÊli krzywe wykazujà nawet niewielkie nieregularnoÊci, czujnik nale˝y wymieniç. W innym przypadku nale˝y oczekiwaç silnych szarpni´ç podczas
jazdy. W takich przypadkach samodiagnostyka jest
bezradna, poniewa˝ napićie nie przekracza dopuszczalnych wartoÊci granicznych 0,2 lub 4,7 V.
Ustalenie usterki na podstawie odczytu danych
jest równie˝ trudne, poniewa˝ pr´dkoÊç transmisji
danych jest zbyt ma∏a dla krótkotrwa∏ych przerw.
Przy ca∏kowitym uszkodzeniu czujnika jest rejestrowana usterka i pr´dkoÊç obrotowa biegu ja∏owego jest zwi´kszana, aby kierowca móg∏ dojechaç
do warsztatu.
Czujniki temperatury
W silnikach z uk∏adem Common Rail sà mierzone temperatury cieczy ch∏odzàcej, zasysanego powietrza i paliwa. Czujniki temperatury sà termoparami NTC o znanej charakterystyce (20°C:
2200÷2600 Ω, 80°C: 260÷320 Ω). Sterownik ustala dawk´ rozruchowà i czas ˝arzenia Êwiec ˝arowych w zale˝noÊci od temperatury cieczy ch∏odzàcej. Od ok. 110°C w∏àcza si´ ochrona przed przegrzaniem. W celu uniknićia uszkodzenia silnika
zmniejszana jest dawka wtrysku, a˝ do chwili obni˝enia si´ temperatury poni˝ej wartoÊci granicznej. Usterka nie zostaje zapisana w pamići diagnostycznej. JeÊli u˝ytkownik samochodu zg∏asza
44
Poradnik SERWISOWY
Rys. 2.34. Schematy elektryczne czujników
temperatury i oznaczenia ich styków:
B11 - czujnik temperatury p∏ynu ch∏odzàcego
B17/9 - czujnik temperatury powietrza zasysanego
szarpanie silnika przy d∏ugotrwa∏ym ca∏kowitym
wciÊnićiu peda∏u przyspieszenia, nale˝y sprawdziç równie˝ uk∏ad ch∏odzenia. Czujnik temperatury zasysanego powietrza jest umieszczony w kolektorze dolotowym i s∏u˝y razem z ciÊnieniem do∏adowania do obliczenia zassanej iloÊci powietrza
oraz do sterowania turbospr´˝arki. Przy zbyt wysokiej temperaturze powietrza do∏adowania jest
zmniejszana dawka wtrysku. Silniki Mercedes
z uk∏adem CDI 1 i CDI 2 nie majà czujnika temperatury paliwa. Czujniki temperatury paliwa
w uk∏adach CDI 3 powodujà, ˝e powy˝ej temperatury 110°C jest aktywowane od∏àczanie sekcji t∏oczàcych w celu obni˝enia temperatury paliwa.
Zawór regulacyjny ciÊnienia
Zawór regulacyjny ciÊnienia (Y74) jest wkrćony z boku zasobnika (rys. 2.27). Sterownik steruje
zaworem regulacyjnym ciÊnienia przy ró˝nych
stopniach w∏àczenia i w ten sposób reguluje ciÊnienie w zasobniku. W stanie bezpràdowym, pod
dzia∏aniem si∏y spr´˝yny mo˝na utrzymywaç ciÊnienie maksymalnie do ok. 60 bar. W czasie jazdy
zawór jest stale otwarty, a podczas rozruchu pozostaje zamkni´ty do ciÊnienia ok. 120 bar. JeÊli zawór regulacyjny ciÊnienia nie zostanie w∏àczony,
silnik nie uruchomi si´. W przypadku trudnoÊci
z rozruchem silnika nale˝y sprawdziç dzia∏anie zaworu regulacyjnego ciÊnienia pod wzgl´dem elektrycznym i hydraulicznym.
Rys. 2.35. Zawór regulacyjny ciÊnienia paliwa starego
typu i schemat elektryczny zaworu: 1 - wlot paliwa,
2 - wylot paliwa, 3 - uszczelka typu o-ring,
Y74 - zawór
Pod wzgl´dem elektrycznym zawór regulacyjny
ciÊnienia sprawdza si´ przez pomiar rezystancji
oraz za pomocà oscyloskopu. Rezystancja cewki
powinna wynosiç od 2,4 do 2,8 Ω, a wzgl´dem ma-
sy - nieskoƒczonoÊç. W celu okreÊlenia, czy zawór
regulacyjny ciÊnienia jest w∏àczany elektrycznie,
pod∏àcza si´ oscyloskop do obu styków zaworu.
Przy zatrzymanym silniku i w∏àczonym zap∏onie
wspó∏czynnik wype∏nienia impulsu powinien wynosiç 22%, a na biegu ja∏owym - 17±2% (Mercedes
C220CDI). Wraz ze wzrostem pr´dkoÊci obrotowej
stopieƒ w∏àczenia musi si´ zwi´kszaç. JeÊli wspó∏czynnik wype∏nienia impulsu nie daje si´ zmierzyç, nale˝y przez sprawdzenie przewodów prowadzàcych do sterownika i odczytanie pamići
diagnostycznej okreÊliç przyczyn´, która mo˝e tkwiç w uaktywnionym immobilizerze. Sprawdzenie
hydrauliczne odbywa si´ przez czujnik ciÊnienia.
CiÊnienie w zasobniku i wspó∏czynnik wype∏nienia impulsu muszà byç wzgl´dem siebie w okreÊlonym stosunku. JeÊli na przyk∏ad stosunek ten na
biegu ja∏owym jest za du˝y, mo˝na wnioskowaç
o nieszczelnoÊci uk∏adu wysokiego ciÊnienia lub
uszkodzeniu czujnika ciÊnienia. Nast´pnie nale˝y
wykluczaç usterki kolejno po sobie, np. czujnik ciÊnienia, wtryskiwacze, przez pomiar wielkoÊci
przelewu lub sprawdzenie regulacji równomiernoÊci pracy na biegu ja∏owym.
Rys. 2.36. Sterowanie podciÊnieniowe przepustnicami w kolektorze dolotowym. Silnik 611
Poradnik SERWISOWY
45
Uwaga!
W pierwszych wersjach uk∏adów wtryskowych nie dopuszczano wymiany samego zaworu
regulacyjnego ciÊnienia (Y74), musi byç wymieniony razem z pompà wysokiego ciÊnienia. Od listopada 2003 r. istnieje ju˝ mo˝liwoÊç wymiany
samego zaworu. W nowym typie zaworu nie mo˝na wymieniaç uszczelki metalowej.
Inne nastawniki
Pozosta∏e nastawniki odpowiadajà podzespo∏om sterowanych elektronicznie uk∏adów wtryskowych. Chodzi tu o zawory elektromagnetyczne,
które sà sterowane albo w dwustanowym trybie
pracy albo zmiennym stopniem w∏àczenia. Dla zaworów pracujàcych w trybie dwustanowym do
sprawdzenia elektrycznego wystarcza multimetr.
Zawór wy∏àczajàcy jest otwarty bez pràdu i podczas zatrzymywania silnika jest zasilany napićiem pok∏adowym. Rezystancja cewki powinna
wynosiç od 12 do 15 Ω. Wy∏àczanie kana∏ów dolotowych mo˝na sprawdziç wzrokowo. Umieszczone
poni˝ej kana∏u dolotowego ci´gno musi poruszaç
si´ przy pr´dkoÊci obrotowej 2200 obr/min. Rezystancja cewki powinna wynosiç od 28 do 30 Ω.
Przetwornik ciÊnienia uk∏adu recyrkulacji spalin
i regulacji ciÊnienia do∏adowania sà sterowane
zmiennymi stopniami w∏àczenia. Dla uk∏adu recyrkulacji spalin wystarczà równie˝ ogl´dziny, po-
Rys. 2.37. Silnik OM 668 CDI do Klasy A
46
Poradnik SERWISOWY
niewa˝ równolegle z zaworem AGR otwiera si´
i zamyka przepustnica. Przy Êredniej pr´dkoÊci obrotowej przepustnica musi zamykaç si´.
Dla elektrycznego sprawdzenia przetwornika ciÊnienia AGR pod∏àcza si´ oscyloskop do przewodu
sygna∏u do sterownika i do masy silnika. Wspó∏czynnik wype∏nienia impulsu powinien wahaç si´
pomi´dzy 5% (AGR wy∏àczony) a 80% (zawór AGR
ca∏kowicie otwarty).
Rezystancja cewki przetwornika ciÊnienia powinna wynosiç 13÷15 Ω. Sprawdzenia szczelnoÊci
zaworu AGR mo˝na dokonaç, wykorzystujàc przep∏ywomierz powietrza lub przyrzàd do pomiaru
zadymienia. Podczas swobodnego przyspieszania
przy ca∏kowicie otwartym zaworze AGR silnik musi reagowaç albo zwi´kszonym zadymieniem, albo
wyraênie d∏u˝szym czasem osiàgania pr´dkoÊci
obrotowej. JeÊli tych oznak nie ma, Êwiadczy to
o uszkodzeniu zaworu AGR. CiÊnienie do∏adowania jest równie˝ sterowane elektropneumatycznie.
JeÊli przetwornik ciÊnienia jest bez pràdu, przepustnica upustowa turbospr´˝arki (by-pass) jest
otwarta. Zale˝nie od stopnia w∏àczenia przepustnica upustowa jest zamykana podciÊnieniem. Do
chwili osiàgnićia ˝àdanego ciÊnienia do∏adowania jest sterowany du˝y stopieƒ w∏àczenia. Przy
przekroczeniu ciÊnienia do∏adowania stopieƒ w∏àczenia maleje. Rezystancja cewki przetwornika ciÊnienia powinna wynosiç 13÷15 Ω.
3. Diagnozowanie typowych
usterek
J
akie mogà byç przyczyny tego, ˝e silnik wysokopr´˝ny z wtryskiem bezpoÊrednim nie rozwija pe∏nej mocy, szarpie i opad∏y z si∏ trafia
do warsztatu? W tym rozdziale, opracowanym
na podstawie doÊwiadczeƒ z praktyki warsztatowej, przedstawimy sposoby wykrywania usterek
zg∏aszanych przez klientów. ZestawiliÊmy 14 przypadków ró˝nych usterek, charakteryzujàcych si´
jednak zbli˝onymi objawami: zbyt ma∏à mocà silnika albo szarpaniami w czasie jego pracy.
Przedstawiane objawy usterek nie sà odnoszone do konkretnej marki samochodu i mogà wyst´powaç w silnikach dowolnego producenta. Objawy te nale˝y zatem traktowaç jedynie przyk∏adowo, gdy˝ nie odzwierciedlajà ˝adnych charakterystycznych wad okreÊlonego modelu. Z tego wzgl´du w opisach pomiarów pomini´to wszystkie specyficzne dla konkretnego silnika wartoÊci. Miarodajne dla ka˝dorazowej diagnozy sà wartoÊci producenta (aktualne!). OczywiÊcie zak∏adamy tutaj,
˝e uk∏ady mechaniczne silnika sà na tyle sprawne,
i˝ mo˝na je wykluczyç jako przyczyn´ zg∏aszanych niedomagaƒ.
Warto tak˝e pami´taç, ˝e dla skutecznej diagnozy najwa˝niejsza jest rozmowa pracownika przyjmujàcego zlecenie z klientem oraz jazda próbna.
Rys. 3.1. JakoÊç strugi wtryskiwanego paliwa mogà
niekorzystnie zak∏óciç bardzo drobne
zanieczyszczenia wytràcone np. z nieodpowiednich
Êrodków chemicznych u˝ytych do czyszczenia uk∏adu
wtryskowego (zastosowanie Êrodków do zwyk∏ych
silników wysokopr´˝nych, zamiast Êrodków
przeznaczonych do silników CR). Szczególnie
wra˝liwe na zanieczyszczenia sà uk∏ady Common Rail.
Szarpania pod obcià˝eniem w obszarze od ni˝szych
do Êrednich pr´dkoÊci obrotowych mo˝na przypisaç
w∏aÊnie tym mikroskopowo ma∏ym zanieczyszczeniom
Przypadek 1
Objawy
W samochodzie klienta wyst´pujà szarpania
pod obcià˝eniem w obszarze od ni˝szych do Êrednich pr´dkoÊci obrotowych, g∏ównie na wy˝szych
biegach. Jest to cz´Êciowo powiàzane z pod∏u˝nym
ko∏ysaniem pojazdu w tych zakresach pr´dkoÊci
obrotowych. Ciàg∏e szarpania majà tak˝e miejsce
podczas wje˝d˝ania na wzniesienie.
Przyczyna - zanieczyszczone albo uszkodzone
wtryskiwacze
Zanieczyszczenie wtryskiwaczy jest spowodowane np. zanieczyszczeniem paliwa, zanieczyszPoradnik SERWISOWY
47
czeniami uk∏adu wtryskowego, uwolnieniem zanieczyszczeƒ w wyniku dodania do paliwa Êrodka
do czyszczenia uk∏adu wtryskowego. Mechaniczne
uszkodzenia wtryskiwaczy sà wynikiem niedostatecznego ciÊnienia wtrysku, nieprawid∏owego kszta∏tu strugi czy nieszczelnoÊci.
Zdiagnozowanie i usunićie usterki
JeÊli po jeêdzie próbnej stwierdzi si´, ˝e przyczynà problemów nie jest nap´d, a sprawdzanie luzów w uk∏adzie przeniesienia nap´du pozwoli wykluczyç ich wp∏yw na wyst´powanie zg∏aszanych
objawów (ko∏ysanie pod∏u˝ne mo˝e byç powodowane luzami przegubów wa∏ów nap´dowych i pó∏osi, owalnoÊcià kó∏ itd.) oraz poczàtek t∏oczenia
mieÊci si´ w polu tolerancji producenta, to nale˝y
sprawdziç wtryskiwacze korzystajàc z próbnika
(rys. 3.2) lub stanowiska do sprawdzania wtryskiwaczy. Wi´kszoÊç warsztatów, które nie wyspecjalizowa∏y si´ w naprawach silników wysokopr´˝nych, mo˝e mieç problemy z silnikami z pompowtryskiwaczami lub z Common Rail.
Oprócz odpowiedniej jakoÊci rozpylenia i prawie jednakowego ciÊnienia wtrysku wszystkich
wtryskiwaczy bardzo wa˝nà sprawà jest równie˝
mo˝liwie identyczna wielkoÊç dawek paliwa wtryskiwanych przez poszczególne wtryskiwacze.
Sprawdza si´ to zbierajàc wtryskiwane paliwo do
szklanych, kalibrowanych cylindrów pomiarowych, ka˝dorazowo przez takà samà liczb´ skoków
pompy (rys. 3.3). Zanieczyszczenie rozpoznaje si´
po postrz´pionym, nieregularnym sto˝ku wtrysku,
w którym sà widoczne silne strumienie paliwa. Poza tym, w miejscu wylotu paliwa wyst´pujà zwy-
48
Poradnik SERWISOWY
Rys. 3.2. Schemat próbnika z obj´toÊciomierzem,
na przyk∏adzie EPS 100 firmy Bosch:
1 - manometr
2 - zawór odcinajàcy
3 - komora wyrównawcza
4 - wk∏adka do korygowania obj´toÊci
5 - wylot oleju pod ciÊnieniem do wtryskiwacza
6 - zawór t∏oczàcy
7 - zawór ssàcy
8 - t∏ok pompy
9 - zbiornik
10 - dêwignia pompy
11 - punkt pomiarowy „S”
12 - rowek do wyzerowania t∏oczka kalibracyjnego
13 - przy∏àcze czujnika ciÊnienia-manometru
referencyjnego
14 - t∏oczek kalibracyjny
15 - t∏oczek pomiarowy
Rys. 3.3. Sprawdzanie dawkowania paliwa na stole
probierczym
kle czarne b∏yszczàce miejsca. Sà to osady nagaru.
Jest kilka sposobów usunićia usterki powodowanej wadliwà pracà wtryskiwaczy: mo˝na zamontowaç kompletne, wczeÊniej wst´pnie wyregulowane
wtryskiwacze regenerowane lub - jeÊli klient ˝yczy
sobie nieco taƒszej naprawy - w obsadach wtryskiwaczy wymieniç rozpylacze, regulujàc równoczeÊnie we w∏asnym zakresie ciÊnienie wtrysku albo,
jeÊli dysponuje si´ niezb´dnymi urzàdzeniami,
oczyÊciç wtryskiwacze (za pomocà Êrodków chemicznych i myjni ultradêwi´kowej, w podobny
sposób jak wtryskiwacze do silników benzynowych). Pod terminem „Êrodki chemiczne” nie nale˝y rozumieç ró˝nych cudownych specyfików, które wcià˝ pojawiajà si´ na rynku i jakoby sà tak doskona∏e, ˝e potrafià zastàpiç nawet mechanika. Sà
to na ogó∏ specjalne Êrodki czyszczàce dodawane
do oleju nap´dowego, a przeznaczone do czyszczenia uk∏adu zasilania. Te silnie reagujàce substancje
mogà powodowaç niepo˝àdane zak∏ócenia w pracy
wtryskiwaczy uk∏adów Common Rail - w∏aÊnie
dlatego, ˝e tak dobrze czyszczà. Uwolnione mikroskopowo ma∏e czàstki ˝ywic, dostawszy si´ pomi´dzy powierzchnie ig∏y i gniazdo w korpusie rozpylacza, mogà spowalniaç albo nawet chwilowo zakleszczaç ig∏´ rozpylacza w korpusie. W wy˝szych
temperaturach pracy mo˝e to utrudniaç niezb´dne
szybkie zamykanie wtryskiwacza, czego konsekwencjà b´dzie drastyczne pogorszenie jakoÊci
wtrysku. Przed zastosowaniem chemii warsztatowej, jako Êrodka zapobiegawczego przed wodà kondensacyjnà i rozwojem grzybów, co zresztà jest
uzasadnione tylko w ramach okresowego przeglàdu, nale˝y bezwzgl´dnie upewniç si´ u producenta takiego Êrodka, czy mo˝na go bez obaw stosowaç
do okreÊlonych uk∏adów wtryskowych. JeÊli pojazd ma ju˝ znaczny przebieg, to powinno si´ zalecaç klientowi napraw´ kompletu wtryskiwaczy.
Przypadek 2
Objawy
„Mi´kkie” szarpania silnika podczas jazdy ze sta∏à pr´dkoÊcià, g´sty, czarny dym podczas przyspieszania, pojazd nie przeszed∏ badania spalin w SKP.
Przyczyna - wadliwy monta˝ wtryskiwaczy
Po wymontowaniu wtryskiwaczy, np. w celu
sprawdzenia ciÊnienia spr´˝ania, i ponownym
monta˝u umieszczono pod jednym albo kilkoma
wtryskiwaczami wićej ni˝ jednà podk∏adk´ izolujàcà termicznie. Ustawiony teraz zbyt wysoko
wtryskiwacz utrudnia tworzenie w cylindrze optymalnej mieszanki na skutek nieefektywnego mieszania si´ paliwa z wirujàcym powietrzem; proces
spalania zostaje zak∏ócony. Spalanie jest niepe∏ne,
silnik znacznie dymi podczas ciàg∏ego przyspieszania, pod obcià˝eniem albo podczas wy˝szych
pr´dkoÊci obrotowych.
Ten b∏àd monta˝u nie pozostawia ˝adnych zapisów w pamići usterek sterownika. Mo˝e na niego
wskazywaç jedynie zmieniona wartoÊç zadymienia, o ile zarejestruje jà dymomierz. JeÊli b∏àd ten
zdarzy∏ si´ nie we w∏asnym warsztacie, to w przypadku wystàpienia opisanych usterek powinno si´
wypytaç klienta o towarzyszàce okolicznoÊci, np.
„Od kiedy wyst´pujà usterki?”, „Jakie naprawy by∏y poprzednio wykonywane?” itd.
Po wymontowaniu wszystkich wtryskiwaczy
wyjmuje si´ niepotrzebne podk∏adki. Podczas ponownego monta˝u wtryskiwaczy nale˝y stosowaç
nowe podk∏adki izolujàce termicznie, przestrzegajàc instrukcji monta˝u producenta. Powszechnie
obowiàzuje zasada, ˝e podk∏adki izolujàce termicznie u˝ywa si´ tylko jeden raz!
Przypadek 3
Objawy
W samochodzie klienta wyst´pujà krótkotrwa∏e
zaniki samozap∏onów podczas jazdy na wszystkich
zakresach pr´dkoÊci obrotowych, podobne do wypadania zap∏onów w silniku z zap∏onem iskrowym
(dotyczy to zw∏aszcza wczeÊniejszych silników
produkowanych do ok. 1995 r., kiedy wprowadzono zmiany konstrukcyjne w czujniku wzniosu ig∏y
rozpylacza).
Przyczyna - niepewnie pracujàcy czujnik wzniosu
ig∏y rozpylacza
Czujnik wzniosu ig∏y rozpylacza wysy∏a do sterownika silnika sygna∏y, które sà uznawane za niewiarygodne. Dlatego sterownik „rozpoznaje” rzekomo nadmiernà pr´dkoÊç obrotowà i krótkotrwale
przerywa wtryskiwanie paliwa (dla ochrony silnika).
Najpierw nale˝y odczytaç pami´ç usterek. Zapisy kodów usterek, wskazujàce na niewiarygodnoÊç
sygna∏ów czujnika wzniosu ig∏y rozpylacza, nale˝y
interpretowaç jako uszkodzenie tego czujnika.
W praktyce okazuje si´ jednak, ˝e cz´sto w pamići nie jest zapisana ˝adna z ww. usterek!
W takim przypadku nale˝y wykonaç kontrol´
dzia∏ania czujnika wzniosu ig∏y rozpylacza: uruchomiç silnik i na biegu ja∏owym zwi´kszyç pr´dkoÊç obrotowà, do co najmniej 4000 obr/min. Nast´pnie r´kojeÊcià wkr´taka albo podobnym narz´Poradnik SERWISOWY
49
dziem stukaç (nie uderzaç!) we wtryskiwacz
z czujnikiem wzniosu ig∏y rozpylacza (jest to na
ogó∏ trzeci cylinder). JeÊli silnik zatrzyma si´ albo
b´dzie pracowa∏ nierówno, oznacza to, ˝e czujnik
jest uszkodzony. Sterownik EDC rozpoznaje bowiem ostukiwanie jako nadmierne obroty i drastycznie zmniejsza wielkoÊç wtryskiwanych dawek paliwa. To rćzne „wytwarzanie usterki” mo˝e
równie˝ nie zostaç zapisane w pamići usterek.
Jak wiadomo, zadaniem czujnika wzniosu ig∏y
rozpylacza jest informowanie sterownika o aktualnym poczàtku wtrysku, który jest mu potrzebny do
optymalnego sterowania pracà silnika. We wn´trzu
zwyk∏ej obsady wtryskiwacza jest umieszczona
cewka czujnika wzniosu ig∏y rozpylacza, w której
przesuwa si´ przed∏u˝ony drà˝ek popychacza (rys.
1.13). Ruch ig∏y rozpylacza (proces wtrysku) indukuje w cewce sygna∏y napićiowe zale˝ne od pr´dkoÊci ruchu ig∏y, które sà nieproporcjonalne do
wielkoÊci wzniosu. Sygna∏y te sà opracowywane
bezpoÊrednio przez sterownik. Przekroczenie
pr´dkoÊci progowej jest sygna∏em poczàtku wtrysku. Nadmierne luzy w prowadzeniu drà˝ka popychacza, powsta∏e w wyniku zu˝ycia albo zbyt luênych tolerancji produkcyjnych, powodujà, ˝e drà˝ek popychacza przesuwa si´ w cewce czujnika
w sposób niekontrolowany. Wskutek tego liczba
wysy∏anych do sterownika sygna∏ów wtrysku jest
wi´ksza ni˝ rzeczywista liczba wtrysków. Prowadzi to do sporadycznego albo permanentnego zaniku zap∏onów, co jest objawem opisywanego tu
przypadku usterki. Naprawa czujnika nie jest przewidziana albo niemo˝liwa za pomocà Êrodków
warsztatowych.
Mo˝na jeszcze wykonaç badanie wzrokowe
przewodów elektrycznych czujnika wzniosu ig∏y
rozpylacza, a zw∏aszcza z∏àcza wtykowego mi´dzy
wtryskiwaczem a wiàzkà przewodów silnika.
Oprócz powszechnie znanych uszkodzeƒ przewodów elektrycznych powodowanych przez gryzonie
albo podczas monta˝u (rozgniecenia, zakleszczenia, przetarcia), powodem niedostatecznego styku,
a zatem i b∏´dnych sygna∏ów, mogà byç zadziory
powsta∏e podczas produkcji albo monta˝u (nieosiowe dociskanie podczas zatrzaskiwania albo
lekko wygi´te styki). Zatem sam czujnik wzniosu
ig∏y nie zawsze musi byç w∏aÊciwym sprawcà
usterki!
Przypadek 4
Objawy
Chwilowe spadki mocy w ró˝nych obszarach
pracy silnika, po∏àczone z odg∏osami klekotania
pod pod∏ogà pojazdu i g∏oÊnym huczàcym ha∏a-
50
Poradnik SERWISOWY
sem, cz´sto od poczàtku zakresu Êrednich pr´dkoÊci obrotowych.
Przyczyna - d∏awienie wyp∏ywu spalin
w katalizatorze
Pod wp∏ywem silnych zmiennych obcià˝eƒ termicznych, monolit katalizatora mo˝e w obudowie
poluzowaç si´ lub pop´kaç i utrudniaç od czasu do
czasu przep∏yw spalin. Powstajàce na skutek tego
nienormalnie wysokie przeciwciÊnienie spalin
prowadzi do spadku mocy silnika. Na wyboistej
jezdni poluzowanie monolitu ceramicznego daje
o sobie znaç klekotaniem i huczeniem (przy Êrednim zakresie pr´dkoÊci obrotowych).
W tym przypadku pami´ç usterek nie zawiera
z regu∏y kodów. JeÊli usterka nie wystàpi podczas
jazdy próbnej, mo˝na wjechaç na podnoÊnik
i ostukaç katalizator r´kà. Klekotanie we wn´trzu
b´dzie wtedy wyraênie s∏yszalne. Uwaga: nale˝y
za∏o˝yç r´kawiczki, bowiem istnieje niebezpieczeƒstwo poparzenia!
Przypadek 5
Objawy
Nag∏y spadek mocy, podczas przyspieszania silnie zmniejsza si´ moc silnika. Silnik przechodzi
w tryb pracy awaryjnej. Po ponownym rozruchu
usterka jest „skasowana” (do nast´pnego manewru
przyspieszania).
Przyczyna - ciÊnienie do∏adowania zbyt wysokie
albo zbyt niskie w wyniku niew∏aÊciwego tuningu
Za poÊrednictwem czujnika ciÊnienia w kolektorze dolotowym sterownik silnika rozpoznaje zbyt
wysokie lub zbyt niskie ciÊnienie do∏adowania i zanim jeszcze zawór do regulacji ciÊnienia do∏adowania zdà˝y wyregulowaç ciÊnienie - przechodzi
w tryb pracy awaryjnej (funkcja ochronna silnika)
oraz drastycznie zmniejsza wielkoÊç wtryskiwanych dawek paliwa. RównoczeÊnie zostaje zapisane w pamići usterek: „ciÊnienie do∏adowania (albo ciÊnienie w kolektorze dolotowym) - granica regulacji przekroczona/nie przekroczona”. Wpis ten
pozostaje w pamići równie˝ po ponownym rozruchu silnika.
Usterka „granica regulacji przekroczona” (tzn.
zbyt wysokie ciÊnienie do∏adowania) mo˝e byç zapisana w pamići usterek równie˝ z innych powodów, np. gdy ∏opatki kierujàce turbiny ci´˝ko poruszajà si´ lub gdy sà zakleszczone (turbospr´˝arka ze
Podstawowe narz´dzia do serwisowania silników Diesla
Poradnik SERWISOWY
51
zmiennà geometrià turbiny). Nale˝y wtedy Êciàgnàç przewód podciÊnienia z króçca si∏ownika
pneumatycznego mechanizmu regulacji ustawienia
∏opatek turbiny i przy∏àczyç rćznà pomp´ podciÊnienia. Wytwarzajàc podciÊnienie obserwowaç,
czy drà˝ek mechanizmu przesuwa si´ p∏ynnie, bez
drgaƒ. W przypadku turbospr´˝arek z mechanizmem regulacji ustawienia ∏opatek zabudowanym
w korpusie turbospr´˝arki, w celu sprawdzenia
p∏ynnoÊci ruchu mechanizmu regulacji, trzeba wymontowaç turbospr´˝ark´. JeÊli mechanizm jest zakleszczony albo zaczepia si´ o coÊ, trzeba najcz´Êciej wymontowaç kolektor wydechowy wraz
z kompensatorem. Tylko wtedy mo˝na definitywnie
stwierdziç, czy kolektor i kompensator nie sà np.
skorodowane od wewnàtrz i porywane strumieniem spalin czàstki rdzy docierajà do wirnika turbiny. JeÊli tak jest, to po jakimÊ czasie mechanizm
ustawienia ∏opatek turbiny ulega uszkodzeniu. Aby
wykluczyç mo˝liwoÊç ponownych uszkodzeƒ mechanizmu po naprawie, powinno si´ od razu wymieniç turbospr´˝ark´ i kolektor wydechowy.
Innà przyczynà wytwarzania zbyt wysokiego ciÊnienia do∏adowania mo˝e byç zwi´kszenie mocy
silnika (nadmierne albo nieprofesjonalne) za poÊrednictwem sterownika. Podczas tzw. tuningu
chipowego sà „budzone” niewàtpliwie istniejàce,
lecz jeszcze drzemiàce, potencja∏y mocy nowoczesnych silników z wtryskiem bezpoÊrednim. Polega
to na „dopasowaniu” ciÊnienia do∏adowania i wielkoÊci dawki na suw. Zapewne powodem tego „skoku ciÊnienia” i opisanych objawów jest oddzia∏ywanie ró˝nych uchybów. JeÊli nie wiadomo, czy
zwi´kszenie mocy rzeczywiÊcie zosta∏o dokonane,
mo˝na uzyskaç t´ pewnoÊç za pomocà kilku wartoÊci pomiarowych. Wyliczone przez sterownik dla
okreÊlonej pr´dkoÊci kontrolnej i obcià˝enia wielkoÊci wtryskiwanych dawek paliwa (w mg/skok)
nie powinny przekraczaç wartoÊci wymaganych
przez producenta. Oprócz wypadania zap∏onów,
nast´pstwem zwi´kszenia mocy mo˝e byç równie˝
wysokie zu˝ycie paliwa, cz´sto czarny dym albo
szarpania w niektórych zakresach pr´dkoÊci obrotowych i obcià˝eƒ.
JeÊli w pamići usterek jest zapisane „granice
regulacji nie przekroczone”, to jest bardzo prawdopodobne, ˝e do si∏ownika mechanizmu ustawienia
∏opatek turbiny w ogóle nie dochodzi podciÊnienie
albo jest ono zbyt ma∏e. W takim przypadku najcz´stszà tego przyczynà nie jest sam zawór do regulacji ciÊnienia do∏adowania, lecz za∏amane przewody podciÊnienia lub p´kni´te z∏àczki. W celu
sprawdzenia nale˝y przy∏àczyç rćznà pomp´ podciÊnienia oraz manometr i sprawdziç szczelnoÊç
ca∏ego obwodu podciÊnienia. JeÊli wszystkie prze-
52
Poradnik SERWISOWY
wody sà w porzàdku, nale˝y sprawdziç jeszcze
przepon´ si∏ownika pneumatycznego. Na koniec
nale˝y sprawdziç, czy wszystkie przewody podciÊnienia sà przy∏àczone do w∏aÊciwych króçców.
JeÊli w wyniku tych sprawdzeƒ nie wykryje si´
˝adnych nieprawid∏owoÊci ani uszkodzeƒ, to nale˝y za∏o˝yç, ˝e za∏amania przewodów wyst´pujà
podczas zmian obcià˝enia silnika, np. na przegrodzie czo∏owej albo przedniej cz´Êci nadwozia.
W takim przypadku przewody nale˝y u∏o˝yç w taki sposób, aby przemieszczenia silnika wzgl´dem
nadwozia nie powodowa∏y za∏amaƒ przewodów
podciÊnienia.
Wykonujemy równie˝ szybki test wszystkich
przewodów podciÊnienia za pomocà rćznej pompy podciÊnienia przy∏àczonej do przewodu regulacji ciÊnienia do∏adowania. PodciÊnienie powinno
utrzymaç si´ przez jakiÊ czas. JeÊli tak nie jest,
sprawdziç, czy w przewodach albo ich po∏àczeniach nie ma nieszczelnoÊci. Powodem tego rodzaju uszkodzeƒ jest wprowadzana przez producenta
oszcz´dnoÊç; podczas ruchów silnika - powodowanych zmianami obcià˝enia - zbyt krótkie, a zatem
i napr´˝one przewody podciÊnienia ocierajà si´
o os∏on´ silnika.
Przypadek 6
Objawy
Niedostateczna moc albo stopniowy spadek mocy, szarpania podczas przyspieszania, nie mo˝na
osiàgnàç pr´dkoÊci maksymalnej.
Przyczyna - b∏´dne sygna∏y z przep∏ywomierza
powietrza
Mg∏a olejowa w zasysanym powietrzu, opary
z uszczelek silikonowych itp. stopniowo osiadajà
na powierzchni przepony rezystancyjnej czujnika
w masowym przep∏ywomierzu powietrza. Na skutek zanieczyszczenia przepony sygna∏y wysy∏ane
przez przep∏ywomierz powietrza do sterownika sà
obarczone coraz wi´kszym b∏´dem. Ten powolny
proces jest cz´sto niezauwa˝alny dla uk∏adu samodiagnozy i zwykle w pamići usterek brak jest jakichkolwiek zapisów na ten temat.
Istniejàca u niektórych producentów faza wygrzewania koƒcowego przep∏ywomierzy zosta∏a
pomyÊlana jako sposób na oczyszczenie przepony
rezystancyjnej przez tzw. „wypalanie do czysta” po
wy∏àczeniu silnika. W praktyce cz´sto dzieje si´
jednak ca∏kiem odwrotnie. Wypalanie sprzyja
„przypieczeniu” zanieczyszczeƒ. Zostajà one formalnie zeszklone na powierzchni czujnika! Prowadzi to niekiedy do wysy∏ania b∏´dnych informacji
do sterownika EDC.
Ze wzgl´du na to, ˝e zmiany nast´pujà powoli,
cz´sto w pamići usterek nie jest zapisana ˝adna
usterka, a jeÊli ju˝, to najwy˝ej jako „niewiarogodne sygna∏y” przep∏ywomierza powietrza. Dysponujàc odpowiednim diagnoskopem i aktualnymi wartoÊciami fabrycznymi mo˝na sprawdziç przep∏ywomierz, porównujàc mas´ rzeczywiÊcie zassanego pod obcià˝eniem powietrza z wartoÊcià wymaganà. W praktyce okazuje si´ jednak, ˝e nawet nowe przep∏ywomierze, zamontowane jako cz´Êç zamienna, sprawdzone i uznane za dobre, lecz pracujàce bardzo blisko dolnego pola tolerancji, sà odpowiedzialne za niedostatecznà moc silnika, cz´sto w dok∏adnie okreÊlonych zakresach pr´dkoÊci
obrotowych lub w pewnych zakresach obcià˝eƒ.
W takim przypadku niezb´dnych do oceny pracy
przep∏ywomierza informacji mo˝e dostarczyç
oscyloskop. Przewodem pomocniczym wyprowadza si´ wychodzàcy z przep∏ywomierza sygna∏ napićiowy na oscyloskop. Nast´pnie silnym przyspieszeniem z obrotów biegu ja∏owego symuluje
si´ obcià˝enie silnika i porównuje obraz z oscyloskopu z obrazem wymaganym. JeÊli przep∏ywomierz jest wadliwy, krzywa przebiegu sygna∏u b´dzie postrz´piona, z wyraênymi za∏amaniami
w kilku miejscach, wskazujàcymi zakresy, w których klient odczuwa szarpania. Natomiast nie osiàga si´ pr´dkoÊci maksymalnej wtedy, gdy sygna∏
wyjÊciowy do sterownika jest ogólnie zbyt niski.
W pojedynczych przypadkach, gdy objawy wcià˝
si´ powtarzajà, nale˝y rozwa˝yç celowoÊç natychmiastowego wyeliminowania fazy wygrzewania
Rys. 3.4. Du˝o informacji o dzia∏aniu
przep∏ywomierza powietrza dostarcza obraz
z oscyloskopu: wyraêne za∏amania i wystrz´pienia
przebiegu rzeczywistego (niebieski) w porównaniu
z przebiegiem prawid∏owym (czerwony) wskazujà
obszary, w których moc silnika jest niedostateczna
koƒcowego, tzn. wypalania do czysta powierzchni
czujnika po zatrzymaniu.
Przypadek 7
Objawy
Nag∏y spadek mocy podczas deszczu (przewa˝nie podczas jazdy w kolumnie), albo po przejechaniu ka∏u˝y.
Przyczyna - d∏awienie na dolocie z powodu
uszkodzenia filtru powietrza
Podczas szybkiej jazdy szosà w deszczu, wzbijane przez poprzedzajàcy pojazd strumienie wody
mogà zostaç zassane do uk∏adu dolotowego silnika.
W ekstremalnym przypadku wk∏ad filtru mo˝e ca∏kowicie przemoknàç albo napćznieç. Przez tak
zniszczony filtr woda dociera do przep∏ywomierza
powietrza i powoduje natychmiastowà zmian´ wysy∏anych przez niego sygna∏ów. To w∏aÊnie jest
przyczynà spadku mocy w opisanych warunkach
(sterownik uaktywnia program pracy awaryjnej).
Majàc troch´ szcz´Êcia, znajdzie si´ w pamići
usterek dobrze znany tekst „niewiarogodny sygna∏” z masowego przep∏ywomierza powietrza. JeÊli badaniem wzrokowym wykryje si´ przemoczony wk∏ad filtru powietrza, to tylko wyjàtkowo pami´ta si´ jeszcze o wymianie przep∏ywomierza.
Trzeba jednak uwa˝aç równie˝ podczas wymieniany filtru powietrza: ze wzgl´du na du˝à powierzchni´, gruboÊç i wysokie nat´˝enie przep∏ywu powietrza powinny byç montowane oryginalne
filtry powietrza, tzn. pochodzàce od sprawdzonych producentów! W porównaniu do tanich podróbek sà one wyposa˝one w odpowiednie wzmocnienia chroniàce przed przedwczesnym zniszczeniem (objawy rozwarstwiania) wk∏adu filtra. Zapobiegnićie zasysaniu wody z rozbryzgów jest bardzo trudne, poniewa˝ konstrukcja uk∏adu dolotowego jest narzucona przez producenta samochodu.
Mo˝na tylko próbowaç os∏oniç inne otwory wlotowe powietrza znajdujàce si´ w obszarze bezpoÊredniego nap∏ywu wody, np. uszczelniç otwory
i przejÊcia przewodów w nadwoziu na tyle, aby
bezpoÊrednie zasysanie wody z rozbryzgów nie by∏o mo˝liwe.
Przypadek 8
Objawy
Silnik pracuje tylko na biegu ja∏owym, nie reaguje na wciskanie peda∏u przyspieszenia, samochód nie chce ruszyç.
Poradnik SERWISOWY
53
Przyczyna - elektroniczny peda∏ przyspieszania
nie dzia∏a
Przerwane po∏àczenie mi´dzy peda∏em przyspieszania i czujnikiem po∏o˝enia peda∏u: rozregulowane, z∏amane ci´g∏o albo pop´kany krà˝ek linki.
Przeprowadza si´ badanie wzrokowe po∏àczenia
peda∏ przyspieszania - czujnik po∏o˝enia peda∏u
przyspieszania. Za pomocà diagnoskopu nale˝y okreÊliç zmian´ wartoÊci rzeczywistych czujnika po∏o˝enia. Przy okazji regulacji albo naprawy nale˝y wykonaç regulacj´ podstawowà zgodnie z instrukcjà producenta oraz zabezpieczyç Êrub´ regulacyjnà przed
poluzowaniem (dodatkowe opaski do wiàzania przewodów, Êrodek zabezpieczajàcy przed odkrćeniem),
uwa˝ajàc, aby zosta∏a zachowana pe∏na swoboda ruchu peda∏u przyspieszania (przywieranie!).
Przypadek 9
Objawy
Znaczny spadek mocy po manewrze gwa∏townego przyspieszania, silnik przechodzi w tryb pracy awaryjnej (sta∏a pr´dkoÊç obrotowa biegu ja∏owego), zanik zap∏onów w pewnych zakresach
pr´dkoÊci obrotowej, Êwieci si´ lampka sygnalizacji usterek. W pamići usterek mo˝e byç zapisana
nast´pujàca wada: „Czujnik po∏o˝enia peda∏u
przyspieszania - sygna∏ niewiarogodny” albo podobna. Po ponownym uruchomieniu silnik osiàga
znowu pe∏nà moc.
Przyczyna - elektroniczny peda∏ przyspieszania
dzia∏a wadliwie
Zu˝ycie Êcie˝ki przewodzàcej potencjometru
post´puje wraz ze wzrostem przebiegu. W koƒcu
jest ono ju˝ tak znaczne, ˝e podczas przesuwania
si´ Êlizgacza dochodzi niekiedy do sporadycznych
zaników napićia (co oznacza niewiarogodny sygna∏ dla sterownika). W takim przypadku silnik
przechodzi w tryb pracy awaryjnej i utrzymuje
pr´dkoÊç biegu ja∏owego na poziomie ok. 1500
obr/min. Po wy∏àczeniu i ponownym w∏àczeniu
zap∏onu usterka jest skasowana, a˝ do ponownego
najechania Êlizgacza na wytarte miejsce Êcie˝ki
przewodzàcej.
JeÊli treÊç usterki zapisanej w pamići usterek na
to wskazuje, nale˝y wymieniç potencjometr czujnika peda∏u przyspieszania. Wykonaç za pomocà
oscyloskopu badanie zak∏óceƒ, poniewa˝ pomiary
multimetrem cyfrowym mogà byç niewystarczajàce
(bezw∏adnoÊç przyrzàdu pomiarowego).
54
Poradnik SERWISOWY
Rys. 3.5. Badanie zak∏óceƒ generowanych przez
czujnik po∏o˝enia peda∏u przyspieszania. Za∏amania
krzywej niebieskiej (przebieg rzeczywisty) wskazujà
uszkodzone obszary Êcie˝ki przewodzàcej
potencjometru. Ze wzgl´du na bezw∏adnoÊç
przyrzàdu pomiarowego pomiary za pomocà
multimetru cyfrowego mogà byç niewystarczajàce.
Oscyloskop nale˝y przy∏àczyç do plusa i do minusa
sygna∏u. Dzia∏anie wy∏àcznika biegu ja∏owego
sprawdza si´ multimetrem mi´dzy pinem 4 i masà.
Po uruchomieniu wy∏àcznika napićie musi wzrosnàç
gwa∏townie do 5 albo do 12 V
Przypadek 10
Objawy
Silnik czasami êle si´ uruchamia, ma d∏ugie
czasy rozruchu (niezale˝nie od temperatury silnika), jest nieskory do przyspieszania w górnym zakresie pr´dkoÊci obrotowych. Wyst´puje sk∏onnoÊç
do wypadania zap∏onów podczas jazdy ze sta∏à
pr´dkoÊcià.
Przyczyna - niedostateczne ciÊnienia w uk∏adzie
zasilania
„Fa∏szywe” powietrze jest zasysane do uk∏adu
zasilania przez nieszczelnoÊci w uk∏adzie (paliwo
nie musi przez te nieszczelnoÊci wyp∏ywaç). Mo˝e
to byç równie˝: zaciÊni´ty przewód paliwa, zatkany
filtr paliwa, zatankowane niew∏aÊciwe paliwo (nadmierny dodatek benzyny do oleju nap´dowego,
w zimie), utrudniony odp∏yw paliwa do zbiornika,
uszkodzona pompa paliwa w zbiorniku, uszkodzona rozdzielaczowa pompa wtryskowa lub pompa
wysokiego ciÊnienia CR. W przypadku uk∏adu
Common Rail mo˝e to byç zbyt niskie ciÊnienie
w zasobniku paliwa (czujnik ciÊnienia paliwa w zasobniku wysy∏a b∏´dne sygna∏y albo w ogóle nie
dzia∏a). W przypadku uk∏adu wtryskowego z pompowtryskiwaczami - zawór ograniczajàcy ciÊnienie
w pompie tandemowej nie zamyka si´.
Nale˝y zbadaç wzrokowo szczelnoÊci uk∏adu
paliwowego: przewodów sztywnych i elastycznych (∏àcznie z opaskami zaciskowymi przewodów elastycznych), filtra paliwa z zaworem podgrzewania wst´pnego, czujnik poziomu paliwa.
Uwaga: nieszczelnoÊci pojawiajà si´ cz´sto po pracach serwisowych! Podejrzewajàc nieszczelnoÊci
mo˝na osadziç na przewodzie t∏ocznym odcinek
przezroczystego przewodu. Pćherze powietrzne
nie przekraczajàce wielkoÊci paznokcia nie sà niebezpieczne. W celu sprawdzenia szczelnoÊci nale˝y wytworzyç w uk∏adzie zasilania ciÊnienie, stosujàc bezwzgl´dnie ogranicznik ciÊnienia (maks.
0,5 bara)! Uk∏ady zasilania nie odpowietrzajàce
si´ samoczynnie nale˝y najpierw odpowietrzyç
rćznie (rozdz. 1 pkt 1.7). Filtry i przewody muszà
byç ca∏kowicie nape∏nione paliwem. Spr´˝one powietrze wprowadziç przy zbiorniku paliwa przez
przewód doprowadzajàcy paliwo, przewód powrotny zaÊlepiç przed zbiornikiem. JeÊli nie
stwierdzi si´ ˝adnych widocznych przecieków,
sprawdziç, czy ciÊnienie utrzymuje si´ przez co
najmniej 15 min (niedopuszczalny jest ˝aden spadek ciÊnienia).
Nast´pnie sprawdzamy ciÊnienie paliwa
w uk∏adzie zasilania: w pompach VE ciÊnienie
sprawdza si´ na odp∏ywie paliwa do zbiornika,
przy Êrubie „out” (wartoÊç orientacyjna na biegu
ja∏owym >4,5 bara, w zakresie regulacji maksymalnej pr´dkoÊci obrotowej wzrost do ok. 8÷9
bar). W uk∏adzie wtryskowym z pompowtryskiwaczami ciÊnienie w przewodzie wylotowym
pompy typu tandem musi wynosiç przy ok. 4000
obr/min co najmniej 7,5 bara. Gdy jest ono mniejsze - nale˝y od∏àczyç przewód powrotny. JeÊli teraz ciÊnienie jest nadal poni˝ej 7,5 bara, to pompa tandemowa jest uszkodzona. Natomiast, gdy
po od∏àczeniu przewodu powrotnego ciÊnienie
jest nie mniejsze ni˝ 7,5 bara, pompa tandemowa
jest w porzàdku, lecz pompowtryskiwacze sà nieszczelne wewn´trznie (o-ring uszczelniajàcy dop∏yw wzgl´dem odp∏ywu). CiÊnienie w zasobniku paliwa uk∏adu wtryskowego Common Rail
sprawdzamy metodà samodiagnozy za poÊrednictwem wartoÊci pomiarowych albo próbnikiem
wysokiego ciÊnienia, po przy∏àczeniu do otworu
na czujnik ciÊnienia. Ponadto w obwodzie niskiego ciÊnienia nale˝y sprawdziç, czy wysokoÊci ciÊnienia t∏oczenia i ciÊnienia powrotnego sà zgodne z wymaganymi (przy∏àczyç zwyk∏y manometr).
Benzyna w oleju nap´dowym: zbyt du˝a zawartoÊç benzyny (np. >10%) prowadzi do tworzenia
si´ pćherzy parowych i w konsekwencji do wypa-
dania zap∏onów, a˝ do ca∏kowitego unieruchomienia silnika. Zwykle wtedy jest tak, ˝e do czasu
przybycia pomocy drogowej silnik zdà˝y si´ och∏odziç i usterki nie mo˝na stwierdziç. W celu sprawdzenia nale˝y wykonaç dostatecznie d∏ugà jazd´
próbnà.
Przypadek 11
Objawy
Po rozruchu nagrzanego silnika zauwa˝alny jest
nag∏y spadek mocy podczas przyspieszania. Silnik
pracuje tak jak wysokopr´˝ny silnik wolnossàcy
(bez efektu turbodo∏adowania). Po pierwszym
przekroczeniu pr´dkoÊci „progowej” (ok. 3000
obr/min), nagle rozwija znowu pe∏nà moc. Wydaje
si´, ˝e usterka jest usuni´ta.
Przyczyna - spadek napićia „og∏upia” sterownik
Z powodu uszkodzenia akumulatora albo wadliwego styku (z∏y kontakt z masà, luêne koƒcówki
przewodów na zaciskach akumulatora), napićie
w instalacji spada poni˝ej 8 V. Wskutek tego sterownik EDC otrzymuje b∏´dne sygna∏y z czujnika
wzniosu ig∏y rozpylacza i przechodzi w tryb pracy
awaryjnej. Innà mo˝liwà przyczynà jest niefachowe uruchamianie silnika za pomocà obcego êród∏a
energii i przewodów rozruchowych, bez zabezpieczenia przed przepićiami (skoki napićia podczas
od∏àczania przewodów rozruchowych)!
W pamići usterek mogà byç zapisane „niewiarygodne sygna∏y” i „sporadycznie” wyst´pujàce
usterki ró˝nych czujników (przep∏ywomierza powietrza, czujnika pr´dkoÊci obrotowej silnika itd.).
Podczas odczytu testerem wartoÊci pomiarowych
stwierdza si´ m.in., ˝e wielkoÊç wtryskiwanych dawek paliwa jest niezmienna. Nale˝y sprawdziç pod
obcià˝eniem pràd rozruchowy akumulatora (pràd
stanu ozi´bienia) i g´stoÊç elektrolitu. Zmierzyç
napićie w trakcie rozruchu. Dodatkowo sprawdziç alternator za pomocà multimetru i oscyloskopu. Skoki napićia powstajàce na skutek uszkodzenia uzwojeƒ albo diod prowadzà do zapisania ró˝nych usterek w pamići oraz do zak∏óceƒ w pracy
silnika podczas jazdy (i mogà te˝ zniszczyç sterownik). Poza tym, sprawdziç pewnoÊç mocowania
i czystoÊç wszystkich po∏àczeƒ masowych, w razie
potrzeby doprowadziç do sprawnoÊci. Nale˝y zachowywaç ostro˝noÊç podczas rozruchu za pomocà obcych êróde∏ energii: nieodpowiednie przewody rozruchowe albo prostowniki (bez kondensatora ochronnego) powodujà skoki napićia podczas
przy∏àczania i od∏àczania kabli.
Poradnik SERWISOWY
55
Przyczyna - recyrkulacja spalin
Zawór recyrkulacji spalin (zawór AGR) jest pokryty nagarem albo zakleszczony. Usterka mo˝e
tak˝e wyst´powaç w sterowaniu podciÊnieniem
(nieszczelnoÊç przewodów podciÊnienia) lub
w sterowaniu elektrycznym.
Rys. 3.6. Test alternatora. JeÊli podczas jazdy
wyst´pujà zak∏ócenia w pracy silnika, a pami´ç
usterek jest zape∏niona kodami o „niewiarogodnych”
usterkach z powodu skoków albo zaników napićia
w instalacji, to nale˝y koniecznie sprawdziç równie˝
alternator (zw∏aszcza pod obcià˝eniem). Napićia
powy˝ej 14,8 V sà dla sterownika szkodliwe
Przypadek 12
Objawy
Zaniki zap∏onów i zatrzymywanie si´ silnika
podczas jazdy. Ponowne uruchomienie silnika jest
niemo˝liwe albo udaje si´ dopiero po jakimÊ czasie. Od czasu do czasu nie mo˝na uruchomiç silnika. W pamići usterek nie jest zapisana ˝adna
usterka.
Przyczyna - wadliwe styki przekaênika zasilania
napićiem
JeÊli mo˝na wykluczyç, ˝e powodem opisanych
usterek jest immobilizer (wtedy silnik gaÊnie po
ok. 2 s), to najcz´Êciej jest uszkodzony przekaênik
zasilania sterownika. Usterka mo˝e wyst´powaç
tylko sporadycznie albo w zale˝noÊci od temperatury. Jest to spowodowane p´knićiami albo „zimnymi” lutami na p∏ytce drukowanej przekaênika.
JeÊli usterki wcià˝ si´ powtarzajà, nale˝y pomierzyç przewodnoÊç obwodów p∏ytki drukowanej. Je˝eli nie ma takiej mo˝liwoÊci, wymieniç na prób´
przekaênik, poniewa˝ wady na p∏ytce drukowanej
sà bardzo trudno dostrzegalne.
Przypadek 13
Objawy
Szarpania i zaniki zap∏onów w dolnym zakresie
pr´dkoÊci obrotowych, czarny dym podczas przyspieszania.
56
Poradnik SERWISOWY
Przeprowadzamy szybki test: od∏àczyç przewód
podciÊnienia od zaworu AGR i wykonaç jazd´ próbnà. JeÊli pojazd jedzie „normalnie”, tzn. bez dymienia i spadków mocy, za pomocà rćznej pompy
podciÊnienia sprawdziç szczelnoÊç si∏ownika
pneumatycznego i przewodów sterowania pneumatycznego. Otwieraniu i zamykaniu zaworu za pomocà podciÊnienia towarzyszy dobrze s∏yszalne
„kliknićie”, dêwignia musi poruszaç si´ p∏ynnie,
bez zaci´ç. Nale˝y wziàç pod uwag´, ˝e unieruchomienie na prób´ zaworu AGR mo˝e spowodowaç
zapisanie usterki w pamići usterek i uaktywnienie
trybu pracy awaryjnej! Inna mo˝liwoÊç to: przy∏àczyç manometr rurkowy typu U (opis manometru
w nr. 12’04 i 1’05 Auto Moto Serwisu) do przewodu sterujàcego. Do Êrednich pr´dkoÊci obrotowych
w przewodzie musi utrzymywaç si´ podciÊnienie;
od ok. 3000 obr/min powinno ono równomiernie
opadaç, a po ca∏kowitym wciÊnićiu peda∏u przyspieszania - skokowo opaÊç „do zera”. O to pneumatyczne sterowanie troszczy si´ zawór elektromagnetyczny taktowany przez sterownik. Nale˝y pomierzyç: wspó∏czynnik wype∏nienia impulsu, zasilanie
napićiem (wartoÊcià wymaganà jest napićie akumulatora), stan przewodów elektrycznych (czy nie
sà uszkodzone przez gryzonie) i z∏àczy wtykowych,
rezystancj´ uzwojenia zaworu (ok. 10÷20 Ω). W celu sprawdzenia stanu wewn´trznych elementów
zaworu AGR trzeba go wymontowaç. W miar´ mo˝liwoÊci usunàç ewentualne osady (nagaru olejowego i sadzy) i skontrolowaç stron´ nap∏ywu spalin.
Montujàc ponownie nie nale˝y zapomnieç o dok∏adnym uszczelnieniu.
Przypadek 14
Objawy
Szarpania, g∏oÊne spalanie (klekotanie) i niedostateczna moc silnika.
Przyczyna - zawór przestawiacza wtrysku
Elektromagnetyczny zawór przestawiacza wtrysku jest zu˝yty albo uszkodzony. Jest on, podobnie
jak mechaniczny przestawiacz wtrysku, odpowiedzialny za regulacj´ poczàtku wtrysku w zale˝noÊci od pr´dkoÊci obrotowej. Równie˝ i tu przestawianie odbywa si´ hydraulicznie. Jednak w nowo-
czesnym rozwiàzaniu zawór jest taktowany przez
sterownik EDC. Gdy zawór pozostaje otwarty - poczàtek wtrysku jest opóêniony, a gdy ca∏kowicie zamkni´ty (np. uszkodzony) - przyspieszony.
na skutek twardego spalania (zamkni´ty zawór =
poczàtek wtrysku zbyt wczesny) na biegu ja∏owym
oraz podczas niskich pr´dkoÊci obrotowych i moc
jest znacznie zredukowana. Poza tym w pamići
usterek sà zapisywane ró˝ne usterki. JeÊli jednak
zaniki zap∏onów ju˝ nie wyst´pujà, to wymiana zaworu jest konieczna. Nie mo˝na zapomnieç o skasowaniu pamići usterek! Po za∏àczeniu zap∏onu
napićie musi dochodziç do zaworu. Taktowanie
odbywa si´ po stronie masy i na oscyloskopie uwidacznia si´ w postaci sygna∏u prostokàtnego. JeÊli
regulacja jest dok∏adna, to wspó∏czynnik wype∏-
Nale˝y przeprowadziç szybki test w przypadku
szarpaƒ silnika: wyciàgnàç wtyczk´ z zaworu i wykonaç jazd´ próbnà. Gdyby po od∏àczeniu wtyczki
uruchomienie silnika by∏o niemo˝liwe, po∏àczyç
zawór przewodem pomocniczym. Podczas tego testu pojawiajà si´ jednak g∏oÊne ha∏asy, powstajàce
Tablica wykrywania usterek
Podzespó∏
Zapis
usterki w
pamići
usterek
trudnoÊç
z uruchomieniem
Zg∏oszone objawy
spadek szarpania
mocy
Wtryskiwacz
brak
x
x
x
-
Czujnik wzniosu
ig∏y rozpylacza
mo˝liwy
-
x
x
-1)
Czujnik ciÊnienia
do∏adowania
mo˝liwy
-
x
prawdopodobnie
Czujnik ciÊnienia
mo˝liwy2
w kolektorze dolotowym
-
x
-
Przep∏ywomierz
powietrza
mo˝liwy2
-
x
prawdopodobnie
Katalizator
brak
-
x
x
-
Turbospr´˝arka VTG
tak2
-
x
-
prawdopodobnie
sprawdziç, czy nie zosta∏a zwi´kszona
moc, cz´sto jest to powodem szkód
Zawór AGR
mo˝liwy
x3
x
-
-3
czarny dym podczas pe∏nego obcià˝enia, zwi´kszone zu˝ycie paliwa
Czujnik po∏o˝enia
peda∏u
przyspieszania
tak
-
x
x
prawdopodwy˝szona pr´dkoÊç obrotowa
podobnie4 biegu ja∏owego (sterownik pracuje
w trybie pracy awaryjnej
Wy∏àcznik Êwiate∏
hamowania
tak
-
x
-
-
taki sam efekt jak po równoczesnym
przepaleniu si´ obu ˝arówek Êwiate∏
hamowania
Pompa wtryskowa
mo˝liwy
x
x
x
x
6
Przekaênik zasilania
napićiem
mo˝liwy
x
x
x
prawdopodobnie
cz´sto usterka wyst´puje tylko
chwilowo
Czujnik po∏o˝enia ZZ
tak
x
x
-
prawdo
nie mierzy pr´dkoÊci obrotowej
podobnie5
Uk∏ad zasilania
brak
x
x
x
x
niemo˝liwoÊç
uruchomienia
-
pozosta∏e
twarda praca (klekotanie) podczas
niskich pr´dkoÊci obrotowych.
nierównomierna praca silnika
czarny dym podczas pe∏nego
obcià˝enia
„mi´kkie” szarpania pod
obcià˝eniem, czarny dym
1
W przypadku równoczesnego uszkodzenia czujnika po∏o˝enia ZZ silnik zatrzymuje si´.
2 „Ró˝nica regulacji ciÊnienia do∏adowania albo ciÊnienie w kolektorze dolotowym zbyt wysoka/zbyt niska”. Najcz´Êciej bez
jednoznacznego wskazania na podzespó∏. Konieczne dalsze poszukiwanie usterki.
3 Zablokowany zawór AGR (np. osadami nagaru, uszkodzenie mechaniczne).
4 Silnik pracuje w trybie awaryjnym, pojazdem daje si´ jeszcze jechaç.
5 W przypadku równoczesnego uszkodzenia czujnika wzniosu ig∏y rozpylacza silnik zatrzymuje si´.
6 Sprawdzania wst´pne: fazy rozrzàdu, poczàtek t∏oczenia (co najmniej statycznie, lepiej dynamicznie), spr´˝anie w cylindrach,
przewody elektryczne ESP (mo˝liwoÊç uszkodzeƒ), uk∏ad zasilania paliwem, zasilanie napićiem (przekaênik), wielkoÊç wtryskiwanych
dawek paliwa (z wartoÊci pomierzonych, tuning chipów).
Poradnik SERWISOWY
57
nienia impulsu zmniejsza si´ w miar´ wzrostu
pr´dkoÊci obrotowej. W samym zaworze elektromagnetycznym mo˝na sprawdziç rezystancj´ cewki (wartoÊç wymagana to ok. 10÷20 Ω).
Podsumowanie
Z pewnoÊcià jest jeszcze wiele innych usterek
w otoczeniu nowoczesnych silników z wtryskiem
bezpoÊrednim. Zawsze b´dà te˝ pojawia∏y si´
usterki, których przyczyna nie od razu b´dzie
oczywista (i przede wszystkim nie zawsze pomo˝e
tu odczytanie pamići usterek i samodiagnoza!).
Dlatego te˝ powinno si´ opanowaç umiej´tnoÊç
systematycznej analizy systemu, jak te˝ technik´
wykrywania usterek.
Zawsze nale˝y najpierw odczytaç pami´ç usterek. Program pracy awaryjnej jest z regu∏y uaktywniany zale˝nie od decyzji sterownika o wa˝noÊci
usterki, aby uniknàç uszkodzeƒ silnika. Zwykle
odbywa si´ to przez zmniejszenie wielkoÊci wtryskiwanych dawek paliwa. Ich wielkoÊç mo˝na wyznaczyç w mg/skok za pomocà pomiarów podczas
wymaganej pr´dkoÊci obrotowej (wartoÊç orientacyjna dla silnika 4-cylindrowego - 32÷42 mg/skok
przy 4000 obr/min). Nie dysponujàc diagnoskopem
mo˝na pos∏u˝yç si´ dymomierzem i na podstawie
przebiegu zadymienia podczas swobodnego przyspieszania dokonaç trafnej oceny. Warunkiem jest
odpowiednie doÊwiadczenie.
DoÊwiadczenie jest potrzebne równie˝ do w∏aÊciwej interpretacji zawartoÊci pamići usterek samodiagnozy. Nieco za wysoka temperatura silnika,
np. z powodu cz´Êciowego zatkania ch∏odnicy albo
zakleszczenia termostatu, mo˝e poÊrednio doprowadziç do spadku mocy, poniewa˝ sterownik
zmniejsza wielkoÊç wtryskiwanych dawek paliwa
albo uaktywnia program pracy awaryjnej równie˝
wtedy, gdy usterka nie ma bezpoÊredniego zwiàzku
z elektronicznym sterowaniem silnika (EDC)!
Na podstawie symptomów zg∏oszonych przez
klienta albo stwierdzonych podczas jazdy próbnej
mo˝na cz´sto od razu ustaliç wadliwy podzespó∏.
Zamieszczona poni˝ej tablica oraz usterki odczytane w pamići usterek powinny u∏atwiç obranie
w∏aÊciwej strategii post´powania podczas póêniejszego sprawdzania podzespo∏ów. Za pomocà pojedynczych pomiarów mo˝na jednoznacznie zlokalizowaç uszkodzonà cz´Êç i oszcz´dziç klientowi wymiany ca∏ych zespo∏ów. KolejnoÊç podzespo∏ów
w tablicy jest przypadkowa i nie ma ˝adnego zwiàzku z prawdopodobieƒstwem wykrycia usterki.
Rys. 3.7. Badanie pompy wtryskowej VP44 na stole probierczym firmy Bosch typ EPS 815 z przystawkà KMA
802. Stanowisko do badania wymontowanych pomp wtryskowych jest niezb´dnym wyposa˝eniem warsztatów
specjalizujàcych si´ w naprawach aparatury wtryskowej silników Diesla
58
Poradnik SERWISOWY

Wtrysk bezpoŹredni w silnikach Diesla

Transkrypt

Podobne dokumenty

euro-Maus 4 - ROPA Fahrzeug