Wtrysk bezpoŹredni w silnikach Diesla
Transkrypt
Wtrysk bezpoŹredni w silnikach Diesla
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 e-mail: [email protected] 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 e-mail: [email protected] 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 zamkni´ciu 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 osiàgni´cia 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 pami´ci 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 wi´c 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 r´cznej 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 wi´c 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 2 - czujnik po∏o˝enia peda∏u sprz´g∏a 3 - czujnik po∏o˝enia peda∏u hamulca 4 - dêwignia regulatora pr´dkoÊci jazdy (tempomatu) 5 - stacyjka 6 - czujnik pr´dkoÊci pojazdu 7 - czujnik pr´dkoÊci 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 zamkni´cie elektromagnetycznego zaworu wysokiego ciÊnienia. W przewodzie wtryskowym roÊnie wysokie ciÊnienie. Po osiàgni´ciu 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 unikni´cia 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 unikni´cia 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 r´cznej 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 r´cznà pompk´ trzeba pod∏àczyç do z∏àcza przewodu przelewowego. WczeÊniej nale˝y wykr´ciç przelewowy zawór d∏awiàcy (4, rys. 1.4), do którego jest przykr´cony przewód przelewowy i w to miejsce wkr´ciç Êrub´ drà˝onà z nasadzonà z∏àczkà pierÊcieniowà. Do Rys. 1.11. Nape∏nianie paliwem i odpowietrzanie pompy wtryskowej: 1 - pompa r´czna, 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 p´cherzyków powietrza. Nast´pnie, po usuni´ciu pompki, nale˝y wkr´ciç 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 pami´ci 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 usuni´ciu 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 pami´ci 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 napi´cie 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 napi´cie zasilania sterowników. Opró˝niony zbiornik paliwa, uszkodzona pompa zasilajàca, brak napi´cia 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 napi´cie pràdu przemiennego (rys. 1.17). JeÊli napi´cie sygna∏u jest za niskie, nale˝y sprawdziç prawid∏owoÊç mocowania czujnika. Za du˝a odleg∏oÊç powoduje spadek napi´cia sygna∏u, silnik reaguje trudnym rozruchem. JeÊli nie ma do dyspozycji oscyloskopu, napi´cie sygna∏u mo˝na zmierzyç za pomocà woltomierza w zakresie AC (pràd przemienny). Podczas rozruchu napi´cie 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 - wyci´cie 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 wciÊni´cia 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 napi´cia 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 napi´cie 5,0 V. Po wciÊni´ciu peda∏u zestyk zostaje otwarty. W celu sprawdzenia, pod∏àcza si´ do zestyku woltomierz lub lampk´ LED. Przy naciskaniu peda∏u napi´cie musi „skoczyç” z 0 na 5 V. Gdy peda∏ naciÊnie si´ do oporu, zestyk knickdown zamyka si´. Wtedy napi´cie musi spaÊç z 5 do 0 V JeÊli na obu zestykach napi´cie wynosi stale 0 V, nale˝y sprawdziç, czy sterownik podaje napi´cie 5 V do czujnika. Czujnik temperatury cieczy ch∏odzàcej Czujnik ten mo˝e byç sprawdzony przez pomiar napi´cia 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 - napi´cie zasilania 12 V, pin 3 - masa, pin 4 - napi´cie 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 napi´cie zasilania (5 i 12 V). JeÊli napi´cie 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 napi´cie 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 napi´cia 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 napi´cie 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 napi´ciu zasilania nie wykryto usterki, nale˝y zawierzyç pami´ci 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 pami´ci 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 napi´cia, 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. Napi´cie 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 napi´cie 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 napi´cie zasilania czujnika; przy w∏àczonym zap∏onie woltomierz powinien wskazywaç napi´cie od 11 do 12 V. Brak napi´cia 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∏ napi´cia 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 napi´cia sygna∏u, to przed jego wymianà nale˝y sprawdziç napi´cie 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 r´cznej 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 zdj´ciu 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 - pr´dkoÊç obrotowa 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 r´cznie 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 - napi´cie 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 wkr´cony z ty∏u g∏owicy, o z∏àczu 2-stykowym napi´cie 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: - napi´cie 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: - napi´cie 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: - napi´cie zasilania (mi´dzy stykami „1” i „3” z∏àcza czujnika) 12 V Poradnik SERWISOWY 21 Rys. 1.22. Pompa VP44 stosowana w silniku Duratorq samochodów Ford Mondeo 2.0 Di - amplituda napi´cia 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 - pojemnoÊç skokowa - moc maksymalna - pr´dkoÊç obrotowa - moment maksymalny - pr´dkoÊç obrotowa - stopieƒ spr´˝ania - ciÊnienie 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 ➧ KolejnoÊç wtrysku (cylinder nr 1 od strony nap´du rozrzàdu) 1-3-4-2 ➧ Pr´dkoÊç obrotowa biegu ja∏owego 800 ± 50 obr/min (regulowana za pomocà testera Opel Tech 2) ➧ Pr´dkoÊç obrotowa maksymalna (bez obcià˝enia) 5000 ± 100 obr/min (regulowana za pomocà testera Opel Tech 2) ➧ Ustawienie pompy wykonane przez wytwórc´ pompy na ca∏y okres eksploatacji ➧ Wtryskiwacze o wtrysku dwustopniowym, z rozpylaczami pi´ciootworowymi ➧ 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: - napi´cie zasilania 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 napi´cia 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 - napi´cie zasilania 5 V ➧ Czujnik po∏o˝enia i pr´dkoÊci obrotowej wa∏u korbowego indukcyjny, wkr´cony w kad∏ub i wspó∏pracujàcy z szóstym przeciwci´˝arem wa∏u korbowego zawierajàcym cztery wyci´cia*: - amplituda maksymalna sygna∏u czujnika 12 V - rezystancja 900÷1000 Ω *) gniazdo tego czujnika w kad∏ubie s∏u˝y do wkr´cania 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 - napi´cie zasilania 5 V ➧ Czujnik temperatury zasysanego powietrza typ NTC, umieszczony na przewodzie doprowadzenia powietrza - napi´cie zasilania 5 V ➧ Czujnik temperatury oleju typ NTC, umieszczony w misce olejowej - napi´cie zasilania 5V ➧ Czujnik ciÊnienia do∏adowania piezorezystancyjny, umieszczony na przewodzie doprowadzenia powietrza od strony ko∏a zamachowego: - napi´cie zasilania 5V - rezystancja mi´dzy stykami 1 i 3 10,5 kΩ - napi´cie 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: - napi´cie zasilania 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 - pojemnoÊç skokowa - moc maksymalna - pr´dkoÊç obrotowa - moment maksymalny - pr´dkoÊç obrotowa - silnik X20DTL - silnik Y20DTL - stopieƒ spr´˝ania - ciÊnienie spr´˝ania 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) - pojemnoÊç skokowa 1995 cm3 - moc maksymalna 74 kW (100 KM) - pr´dkoÊç obrotowa 4300 obr/min - moment maksymalny 230 Nm - pr´dkoÊç obrotowa 1500÷2500 obr/min - stopieƒ spr´˝ania 18,5 - ciÊnienie spr´˝ania 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 ➧ KolejnoÊç wtrysku (cylinder nr 1 od strony nap´du rozrzàdu) 1-3-4-2 ➧ CiÊnienie t∏oczenia 90 MPa ➧ Pr´dkoÊç obrotowa biegu ja∏owego 810±50 obr/min (regulowana za pomocà testera Opel Tech 2) ➧ Pr´dkoÊç obrotowa maksymalna (bez obcià˝enia) 4900±150 obr/min (regulowana za pomocà testera Opel Tech 2) ➧ Ustawienie pompy wykonane przez wytwórc´ pompy na ca∏y okres eksploatacji ➧ Wtryskiwacze o wtrysku dwustopniowym, z rozpylaczami pi´ciootworowymi ➧ 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 - napi´cie mi´dzy stykami „1” i „5”; „4” i „5” oraz „3” i „4” przep∏ywomierza 5V - napi´cie zasilania 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 - napi´cie zasilania 5 V ➧ Czujnik temperatury oleju typ NTC, umieszczony w misce olejowej - napi´cie zasilania 5V ➧ Czujnik po∏o˝enia peda∏u przyspieszenia potencjometryczny, umieszczony wewnàtrz nadwozia przy pedale przyspieszenia - napi´cie 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, wkr´cony 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 wyci´cia*: - napi´cie 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 wkr´cania 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: - napi´cie zasilania (mi´dzy stykami „1” i „3” czujnika) 5V - rezystancja mi´dzy stykami „1” i „2” czujnika 5320 Ω - rezystancja mi´dzy stykami „2” i „3” czujnika 6530 Ω - napi´cie sygna∏u 0÷5 V ➧ Elektrozawory pneumatycznego sterowania trzy, s∏u˝àce do sterowania ciÊnienia do∏adowania, przepustnic zawirowania zasysanego powietrza i recyrkulacji spalin: - napi´cie zasilania 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 wtryÊni´cie 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, poÊwi´conym 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 2 - pompa wysokiego ciÊnienia 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 19 - pompa wysokiego ciÊnienia 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∏ napi´cia 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 wtryÊni´cia 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 - pompa wysokiego ciÊnienia 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˝ usuni´cie 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 wciÊni´ciu 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 rozpocz´cie 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 zamkni´cie 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 napi´ciem 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 napi´cia pok∏adowego, pràd jest ograniczony do tzw. pràdu podtrzymujàcego, wynoszàcego od 11 do 12 A. Mniejszy pràd podtrzymujàcy u∏atwia szybkie zamkni´cie 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 napi´cie 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 napi´cia. 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 odkr´ciç 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 pi´ciu 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 pami´ci 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 B30 - czujnik temperatury paliwa 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 pi´ciu 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 pami´ci. Zale˝nie od wa˝noÊci usterki zmniejszana jest dawka wtrysku lub zatrzymywany silnik. Za pomocà odpowiedniego diagnoskopu mo˝na odczytaç zawartoÊç pami´ci 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 unikni´cia 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 zdj´ciu 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 - napi´cie 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 napi´ciem 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 napi´ciem 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∏ napi´cia zale˝ny od ciÊnienia. Czujnik jest zbudowany ze stalowej membrany, na której naniesiono element tensometryczny. Oba zewn´trzne styki s∏u˝à do zasilania napi´ciem 5,0 V (rys. 2.28). Ârodkowy styk wysy∏a sygna∏ napi´cia 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 napi´cie zasilania 5 V. Sprawdzenie w warsztacie, czy czujnik ciÊnienia w zasobniku wskazuje dok∏adnie jest bardzo trudne. Sygna∏ napi´cia musi jednak osiàgaç okreÊlone wartoÊci w okreÊlonych jednoznacznie stanach ruchu silnika. JeÊli sygna∏ napi´cia 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 napi´cie 0,3 do 0,5 V. Na biegu ja∏owym napi´cie sygna∏u musi wynosiç 1,2 do 1,3 V. W celu sprawdzenia w zakresie wysokiego ciÊnienia dokonuje si´ swobodnego przyspieszania. Napi´cie sygna∏u powinno wzrosnàç do wartoÊci szczytowej ponad 4 V. gnostyczna wykazuje uszkodzenie przep∏ywomierza, nale˝y przed jego wymianà sprawdziç zasilanie napi´ciem po zdj´ciu z∏àcza wtykowego przep∏ywomierza. W niektórych przypadkach sygna∏ napi´cia 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 napi´ciem 5 V dla uk∏adu elektronicznego i napi´ciem pok∏adowym dla podgrzewania. Przesy∏a on do sterownika sygna∏ napi´cia, 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∏ napi´cia przep∏ywomierza powietrza, Klasa C200 CDI Pr´dkoÊç obrotowa [obr/min] Sygna∏ napi´cia [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 zdj´ciu przewodu elastycznego z zaworu AGR sygna∏ napi´cia 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 napi´ciem 5 V ze sterownika CDI. Usterka w czujniku jest rozpoznawana przez sterownik CDI i zapisywana w pami´ci. 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 napi´ciem 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 napi´ciem 5 V. Oko∏o 10% obrotu czujnika jest definiowane jako bieg ja∏owy, natomiast powy˝ej 55% - oznacza osiàgni´cie 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. Napi´cie 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 napi´cia jest p∏ynny, czujnik peda∏u przyspieszenia jest sprawny. Sygna∏ napi´cia czujnika 2 powinien byç dwa razy wi´kszy od sygna∏u napi´cia 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˝ napi´cie 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 unikni´cia uszkodzenia silnika zmniejszana jest dawka wtrysku, a˝ do chwili obni˝enia si´ temperatury poni˝ej wartoÊci granicznej. Usterka nie zostaje zapisana w pami´ci 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 B50 - czujnik temperatury paliwa B17/9 - czujnik temperatury powietrza zasysanego szarpanie silnika przy d∏ugotrwa∏ym ca∏kowitym wciÊni´ciu 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 wkr´cony 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 pami´ci 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 napi´ciem 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 osiàgni´cia ˝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 usuni´cie 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 usuni´cia 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 wi´cej 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. Zdiagnozowanie i usuni´cie usterki Ten b∏àd monta˝u nie pozostawia ˝adnych zapisów w pami´ci 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). Zdiagnozowanie i usuni´cie usterki 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 pami´ci 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 r´czne „wytwarzanie usterki” mo˝e równie˝ nie zostaç zapisane w pami´ci 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 napi´ciowe 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). Zdiagnozowanie i usuni´cie usterki 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 pami´ci usterek: „ciÊnienie do∏adowania (albo ciÊnienie w kolektorze dolotowym) - granica regulacji przekroczona/nie przekroczona”. Wpis ten pozostaje w pami´ci równie˝ po ponownym rozruchu silnika. Zdiagnozowanie i usuni´cie usterki Usterka „granica regulacji przekroczona” (tzn. zbyt wysokie ciÊnienie do∏adowania) mo˝e byç zapisana w pami´ci 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 r´cznà 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 pami´ci 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 r´cznà 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 r´cznej 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 pami´ci 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. Zdiagnozowanie i usuni´cie usterki Ze wzgl´du na to, ˝e zmiany nast´pujà powoli, cz´sto w pami´ci 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∏ napi´ciowy 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 nap´cznieç. 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). Zdiagnozowanie i usuni´cie usterki Majàc troch´ szcz´Êcia, znajdzie si´ w pami´ci 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. Zapobiegni´cie 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. Zdiagnozowanie i usuni´cie usterki 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 odkr´ceniem), 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 pami´ci 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 napi´cia (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. Zdiagnozowanie i usuni´cie usterki JeÊli treÊç usterki zapisanej w pami´ci 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 napi´cie 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´. Zdiagnozowanie i usuni´cie usterki 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. P´cherze 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 r´cznie (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´ p´cherzy 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 napi´cia „og∏upia” sterownik Z powodu uszkodzenia akumulatora albo wadliwego styku (z∏y kontakt z masà, luêne koƒcówki przewodów na zaciskach akumulatora), napi´cie 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 przepi´ciami (skoki napi´cia podczas od∏àczania przewodów rozruchowych)! Zdiagnozowanie i usuni´cie usterki W pami´ci 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 napi´cie w trakcie rozruchu. Dodatkowo sprawdziç alternator za pomocà multimetru i oscyloskopu. Skoki napi´cia powstajàce na skutek uszkodzenia uzwojeƒ albo diod prowadzà do zapisania ró˝nych usterek w pami´ci 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 napi´cia 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. Zdiagnozowanie i usuni´cie usterki 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 napi´cia w instalacji, to nale˝y koniecznie sprawdziç równie˝ alternator (zw∏aszcza pod obcià˝eniem). Napi´cia 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 pami´ci usterek nie jest zapisana ˝adna usterka. Przyczyna - wadliwe styki przekaênika zasilania napi´ciem 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´kni´ciami albo „zimnymi” lutami na p∏ytce drukowanej przekaênika. Zdiagnozowanie i usuni´cie usterki 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 r´cznej pompy podciÊnienia sprawdziç szczelnoÊç si∏ownika pneumatycznego i przewodów sterowania pneumatycznego. Otwieraniu i zamykaniu zaworu za pomocà podciÊnienia towarzyszy dobrze s∏yszalne „klikni´cie”, 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 pami´ci 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 wciÊni´ciu 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 napi´ciem (wartoÊcià wymaganà jest napi´cie 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 pami´ci 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 pami´ci usterek! Po za∏àczeniu zap∏onu napi´cie 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∏- Zdiagnozowanie i usuni´cie usterki 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 pami´ci 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 prawdo- podobnie Czujnik ciÊnienia mo˝liwy2 w kolektorze dolotowym - x - Przep∏ywomierz powietrza mo˝liwy2 - x prawdo- podobnie 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 napi´ciem 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 napi´ciem (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 pami´ci 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 pami´ci 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 pami´ci 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