wykrywanie przyczyn nierównomiernych obrotów silnika hdi.odt

Apel do Klubowiczów
Na wstępie pragnę powtórzyć apel, skierowany do Szanownego Grona Klubowiczów w wątku Wykrywanie przyczyn spadku mocy silnika HDi, o nadsyłanie na adres e-mail różnego rodzaju materiałów w postaci "zrzutów ekranowych" ze skanerów diagnostycznych, ilustrujących konkretną usterkę lub kod błędu. Nie do pogardzenia byłyby też fotki, skaningi, rysunki, schematy, itd., najlepiej z krótkim opisem: typ silnika, pojemność cylindra, moc, rocznik i czego dotyczy, np.: 407 2,0 HDi, 136 KM, 2006, wydruk z danych diagnostycznych Peugeot Planet, usterka: nierównomierne obroty, bez trybu awaryjnego, lub zresztą w sposób dowolny, byle wyraźnie i na temat. Realizację tego pomysłu widzę tak, że każdy przesłany materiał pozwoliłbym sobie "przefiltrować", posegregować, edytować i wstawić do "poradnika" na zasadzie absolutnego woluntariatu, bez żadnych ograniczeń formalnych, anonimowo, jak na forum (jedynie Nickname), z wyjątkiem zachowania praw autorskich osób trzecich. Byłby to szczytny cel opracowania unikatowego, perfekcyjnego i jedynego w swoim rodzaju kompendium diagnostycznego, pomocnego w każdej sytuacji losowej, czy to awarii silnika, czy też interpretacji wykrytych błędów, itd. Jest duża pokusa stworzenia czegoś, co istnieje wprawdzie na forum, lecz jest nieuporządkowane i ginie w gąszczu informacji, w dodatku chwilowych, bo wypychanych przez kolejne, być może setki razy powtarzane, wątki.  
Podaję e-mail, na który można nadsyłać swoje prywatne, indywidualne materiały: czeslaw257@op.pl. Wysłanie materiałów jest równoznaczne z wyrażeniem zgody na dowolne korzystanie z nich w zakresie o którym mowa.  

A teraz przechodzę do tematu. 

Wykrywanie przyczyn nierównomiernych obrotów silnika Common Rail
Jeżeli próbujemy cokolwiek zrobić pożytecznego w kierunku wykrycia przyczyn nierównomiernych obrotów nowoczesnego silnika wysokoprężnego HDi, to musimy na samym początku odpowiedzieć na dwa proste pytania:

1. Czy silnik, oprócz wyraźnego spadku mocy podczas jazdy, również niekiedy szarpie, ma nierównomierne obroty, gaśnie nieoczekiwanie i zapala z trudnościami?

2. Czy silnik jest w trybie awaryjnym pracy (zapala się co jakiś czas kontrolka check engine i/lub antipollution fault)?

Odpowiedź twierdząca na pytanie nr 1 wyklucza z kręgu podejrzeń system doprowadzania powietrza oraz wydalania spalin, z wyjątkiem recyrkulacji spalin, jako winnych szarpania, gaśnięcia i trudności zapłonu. W tym momencie wykluczamy ponad 60% potencjalnych usterek bez przysłowiowego otwierania maski. Pozostaje 30% na paliwo i elektrykę oraz 10% na "usterki nierozpoznane". Ten niezwykle prosty trick pozwala ustrzec się fatalnych pomyłek diagnostycznych, jak np. wymiana całkowicie sprawnej turbosprężarki, bo przecież spada moc, "telepie" i jakieś strzały słychać. Podczas gdy winę ponosi banalnie zapchany filtr paliwa, który wprowadza silnik w pewnych momentach w drgania, powoduje ciężki zapłon na zimno i niekiedy nieoczekiwane gaśnięcie.  Gdyby wykonano w/w prosty zabieg, polegający na wykluczeniu lub nie systemu doprowadzenia powietrza, w którego skład wchodzi turbosprężarka, odsunięto by ją jako całkowicie sprawną i niewinną trzęsienia silnika. 

Odpowiedź twierdząca na pytanie nr 2 uzmysławia, że usterka jest pod kontrolą sterownika i że ma coś wspólnego z zakłóceniem w spalaniu albo "za mało powietrza", albo "za dużo paliwa". Palące się kontrolki na pulpicie świadczą właśnie o całkowitym nadzorze sterownika i podjęciu przez niego decyzji o celowym zmniejszeniu dawki wtrysku paliwa z powodu nierównowagi paliwa z powietrzem. Na tym polega tryb awaryjny pracy. W nawiązaniu do pytania 1, mamy dodatkową wskazówkę, że w usterce "partycypuje" tylko i wyłącznie paliwo lub "inne nierozpoznane przyczyny", ponieważ silnik "trzęsie". Tak więc kolejny wniosek: zakłóceniem w spalaniu może być sytuacja "za dużo paliwa". Odsuwamy na bok jako całkowicie sprawny układ doprowadzenia powietrza oraz wydechowy, z wyjątkiem recyrkulacji spalin, gdyż z oczywistych powodów nie stwarza stanu "za dużo paliwa". 

Jeżeli odpowiedź jest negatywna (silnik nie jest w trybie awaryjnym - nie palą się żadne kontrolki), oznacza, że sterownik nie wykrywa żadnej usterki, a mimo to silnik pracuje nierówno. Wówczas nasz proces myślenia powinien przebiegać następująco: jeżeli nie ma trybu awaryjnego tzn. że sterownik "nie widzi" żadnych problemów ani po stronie paliwa, ani powietrza, ani spalin. Niedomaganie może dotyczyć: 
- uszkodzenia mechanicznego, skutkującego nierównomiernymi obrotami, trudnościami w rozruchu i niekiedy gaśnięciem silnika. Mogą to być np. "uślizgi" sprzęgła, usterki w okolicach "węzłów zaworowych", spadek ciśnienia sprężania w cylindrach (utrata szczelności), pęknięcia tłoków, przestawienie rozrządu, itp. Czasami połączone są z jakimiś hałasami, odgłosami stukania, klepania, dzwonienia, choć nie zawsze. Na przykład dziura w świecy żarowej nie powoduje żadnych hałasów, ale gwałtowny spadek ciśnienia sprężania w cylindrze i efektem jest nierówna praca silnika na biegu jałowym;

- układu wtryskowego, łącznie z wtryskiwaczami i pompą WC (uszkodzenia mechaniczne, hydrauliczne, ale nie elektryczne);

- paliwa złej jakości;

- awarii tzw. "częściowej" czujnikowej, polegającej na złym, zakłóconym, zafałszowanym sygnale podawanym do sterownika. 

Przy podejrzeniu o zalaniu paliwa złej jakości lub omyłkowo benzyny, należy przeprowadzić test zapachowy lub zasilić układ wtryskowy z osobnego kanistra z czystym paliwem. 

Znając odpowiedzi na powyższe dwa pytania możemy się pokusić o jakąś procedurę na wypadek nierównomiernych obrotów silnika. Proponuję zrealizować to w poniższy sposób (źródło: Układy wtryskowe Common Rail w praktyce warsztatowej, Hubertus Günter, str. 101): 

1. Sprawdzić czy w zbiorniku znajduje się olej napędowy:

a) jeżeli nie, przepłukać cały układ paliwowy, ewentualnie wymienić lub naprawić uszkodzone części;

b) jeżeli tak, przejść do punktu 2;

2. Sprawdzić czy wprowadzono do pamięci sterownika kod kalibracji wtryskiwaczy, dotyczy silników HDi 2 i 3-ej generacji gdy wymontowano wcześniej wtryskiwacze nawet w celu sprawdzenia:

a) jeżeli nie, wprowadzić kod kalibracji za pomocą programu komputerowego producenta. Pozostawienie w sterowniku starego kodu może być przyczyną nierównomiernej pracy silnika, a w skrajnym przypadku nawet jego uszkodzenia;

b) jeżeli tak, przejść do punktu 3;

3. Sprawdzić obwód niskiego ciśnienia paliwa. Czy ciśnienie wstępne podawane na wejściu do pompy wysokiego ciśnienia jest prawidłowe (300-600 kPa lub 3-6 bar - pompa elektryczna zasilająca zanurzona w zbiorniku, układ Bosch . W układach Delphi i Siemens: podciśnienie między filtrem paliwa a pompą WC do -20 kPa oraz podciśnienie między filtrem paliwa a zbiornikiem od -5 do -10 kPa):

a) jeżeli jest nieprawidłowe: 

- sprawdzić filtr paliwa, w tym uwaga! czy na dnie nie pojawiają się opiłki metalu (wióry). W tym momencie mamy rozpoznaną przyczynę nierównomiernych obrotów. Prawie na pewno winne jest uprzednie zalanie paliwa z niedostatecznymi właściwościami smarnymi (dolewki spirytusu, denaturatu, rozpuszczalnika), ponieważ tylko wtedy elementy par precyzyjnych w pompie WC "zeszlifowują się" wydzielając opiłki. Wióry są też "rozprowadzane" na 100% po całym obwodzie, łącznie z układem wtryskowym, poprzez system przelewowy do zbiornika. Dlatego budząca zdziwienie obecność opiłków w filtrze paliwa znajduje potwierdzenie, że krążą one wraz z paliwem przez cały czas "od krańca do krańca". Wtryskiwacze mogą ocaleć wskutek zatrzymania opiłek na wewnętrznych filtrach sztabkowych, tak samo poszczególne zawory regulacyjne. Naprawa układu paliwa wiąże się z całkowitym jego przepłukaniem i wyeliminowaniem opiłek ze wszystkich podzespołów. W przeciwnym razie nawet wymiana zaworów, pompy WC, czy też wtryskiwaczy na nowe, doprowadzi do wtórnej awarii;

- jeżeli filtr jest OK i nie ma wiór, sprawdzić przewody doprowadzające paliwa, w tym zwłaszcza na obecność pęcherzyków powietrza (zapowietrzenie). W wypadku podejrzenia zapowietrzenia układu, wykryć miejsce, uszczelnić. Jeżeli elastyczne przewody paliwowe są przezroczyste, pęcherzyki łatwo zauważyć. Jeżeli przewody są nieprzezroczyste, jedna z metod wykrywania polega na pomiarze manometrem ciśnienia przed i za filtrem paliwa. Wartość ciśnienia prawidłowego dla silnika HDi z pompką elektryczną zanurzoną w zbiorniku, jak w tytule. W silnikach z układami Siemens oraz Delphi, gdzie pompki elektryczne zasilające nie występują, między filtrem a pompą wysokiego ciśnienia pojawia się podciśnienie (nie nadciśnienie). Wówczas przy pomiarze manometrem podciśnienie nie powinno przekraczać -20 kPa ( -2 bar). Przy wyższym podciśnieniu należy wymienić filtr paliwa. Podciśnienie między filtrem paliwa a zbiornikiem z reguły wynosi -5 do -10 kPa (-0,5 do -1 bar). Wyższe podciśnienie może oznaczać przyblokowany, przytkany, zagięty przewód dopływowy paliwa lub zatkaną rurę wlewu paliwa oraz odpowietrzenia zbiornika. Jeśli podciśnienie w ogóle nie występuje lub bardzo słabo, oznacza właśnie zapowietrzenie układu. Należy sprawdzić szczelność wszystkich przewodów zasysających, łącznie z rurą wlewu paliwa do zbiornika;

- jeśli po stronie ssania nie stwierdza się żadnych usterek, należy zmierzyć ciśnienie przelewu. W zależności od producenta, ciśnienie przelewu powinno wynosić 10 do 100 kPa (1 do 10 bar). Jeżeli ciśnienie przelewu jest znacznie wyższe od tabelarycznego (należy sprawdzić na podstawie danych producenta, jakie jest ciśnienie nominalne przelewu, w przeciwnym razie pomiar traci sens), oznacza zatkanie, zablokowanie lub zagięcie przewodu przelewowego;

- sprawdzić pompę elektryczną zasilającą niskiego ciśnienia zanurzoną w zbiorniku, o ile występuje. Badanie obejmuje elektrykę oraz hydraulikę pompy. Jeżeli nie włącza się elektrycznie, sprawdzić napięcie zasilania na bezpieczniku. Jeśli pompa nie pobiera prądu, sprawdzić przekaźnik pompy "na wejściu" i "na wyjściu". Gdy prąd "wchodzi" do przekaźnika, a "nie wychodzi" w momencie zapłonu, należy wymienić przekaźnik. Jeżeli pompa włącza się elektrycznie, sprawdzić pod względem hydraulicznym, potrzebny jest manometr do pomiaru ciśnienia. W tym celu zacisnąć szczypcami przewód przelewowy w pobliżu filtra głównego (raz przed filtrem i raz za filtrem) i obserwować manometr. Jeśli ciśnienie szybko wzrasta powyżej 600 kPa (6 bar) przed filtrem, a nie wzrasta za filtrem, pompa zasilająca jest sprawna, a uszkodzony jest zaworek redukcyjny w deklu filtra głównego paliwa. Jeżeli ciśnienie nie wzrasta przed filtrem, prawdopodobnie albo jest zapchane przejście paliwa od pompki do filtra, albo zasysane jest "lewe powietrze" przez dziurawy przewód. Jeśli ciśnienie nie wzrasta w obu punktach, pomimo sprawności elektrycznej i hydraulicznej pompy, prawdopodobnie rozładowany jest akumulator. Słaby aku jest przyczyną małej wydajności pompy;

b) jeżeli jest prawidłowe, przejść do punktu 4;

4. Sprawdzić ciśnienie sprężania na wszystkich cylindrach, najlepiej metodą pomiaru spadku prądu rozrusznika, akumulatora albo poprzez czujnik GMP i prędkości obrotowej wału korbowego, uwaga! bez uruchamiania wtryskiwaczy:

a) jeżeli ciśnienie sprężania jest nieprawidłowe, tzn. różnice pomiędzy "maksimum" a "minimum" sięgają powyżej 30%, zlokalizować źródło i usunąć usterkę;

b) jeżeli ciśnienie sprężania jest prawidłowe, przejść do punktu 5;

5. Sprawdzić pamięć sterownika, czy nie zarejestrowano usterek:

a) jeżeli tak, usunąć usterkę i skasować zawartość pamięci diagnostycznej;

b) jeżeli nie, przejść do punktu 6; 

6. Sprawdzić przelewy wtryskiwaczy (nazywane niekiedy wydatkiem przelewu) na biegu jałowym. Uwaga! wtryskiwacze piezoelektryczne firmy Delphi nie posiadają przelewów "zewnętrznych", tylko "wewnętrzne" poprzez tzw. zwężkę Venturiegoi przelew zbiorczy pompy wysokiego ciśnienia. Badanie przelewów w tych wtryskiwaczach zastępuje się odczytem danych diagnostycznych odchyłek dawkowania paliwa na biegu jałowym oraz poprzez wykrycie "twardego" hałasu spalania:

a) jeżeli nagromadzona ilość paliwa w menzurce jest większa ponad 50% w stosunku do najmniejszego, skrajnego przelewu, prawdopodobnie wtryskiwacz jest nieszczelny ("leje" i pracuje "twardo", hałaśliwie), albo cylinder nie ma wystarczającego ciśnienia sprężania. Wówczas sterownik steruje maksymalną dawkę korygującą wtrysku paliwa na dany wtryskiwacz, aby wyrównać bieg jałowy. Stąd bardzo duży przelew paliwa. Należy skonfrontować z pkt 4 i jeśli nadal podejrzany jest wtryskiwacz, upewnić się co do jego winy poprzez odczytanie korekcji i w związku z tym przejść do punktu7;

b) jeżeli nagromadzona ilość paliwa w menzurce jest mniejsza ponad 50% w stosunku do najmniejszego, skrajnego przelewu, prawdopodobnie wtryskiwacz jest nieszczelny po stronie zaworu sterującego (paliwo ucieka "górą", najczęściej wokół pierścienia uszczelniającego przy zaworze sterującym). Aby doprecyzować odpowiedź na pytanie "wtryskiwacz czy cylinder", należy skonfrontować z pkt 4 i w razie podejrzenia wtryskiwacza, upewnić się co do jego winy poprzez odczytanie korekcji, przejść do punktu 7;

c) jeżeli różnice w ilości paliwa w menzurkach nie sięgają ponad 50%, przejść do punktu 9; 

7. Sprawdzić odchyłkę (korekcję) dawki wtryskiwaczy uwaga! wykonuje się wyłącznie przy użyciu diagnoskopu markowego lub EOBD bez wymontowania wtryskiwaczy: 

a) jeżeli korekcja jest większa niż 40% - skonfrontować z wynikami testu sprężania pkt 4 i w razie podejrzenia wtryskiwacza, upewnić się, czy wina nie leży po stronie zasilania elektrycznego, przejść do punktu 8;

b) jeżeli korekcja jest poniżej 40%, przejść do punktu 9; 

8. Sprawdzić zasilanie elektryczne wtryskiwaczy na kwestionowanych obrotach. Stosować zaciski (cęgi) prądowe, umożliwiające bezstykowy pomiar bardzo wysokich napięć i prądów wtryskiwaczy. Jako przyrząd pomiarowy używać oscyloskop. Miernik uniwersalny jest nieprzydatny przy szybkich przebiegach prądowych oraz krótkotrwałych przerwach w zasilaniu ("styki chwiejne"). Podręcznym sposobem może być użycie diodowej lampki kontrolnej, podłączonej do styków każdego wtryskiwacza w momencie rozruchu (kluczyk w pozycji "zapłon")....