2021-12-31
Diagnostyka silnika ZI i jego układów, na podstawie oceny składu spalin
2016-09-09
Jak ją wykonać, przedstawione zostanie na przykładzie silnika z systemem OBDII/EOBD. Tak samo wykonuje się ją w każdym silniku z pojedynczym czujnikiem tlenu oraz trójfunkcyjnym konwerterem katalitycznym w układzie wylotowym. Inne są tylko nazwy parametrów oraz to, jak podawane są ich wartości.
Elementy na rysunku: 1 - kolektor dolotowy silnika; 2 - wtryskiwacz; 3 - tester czujnika tlenu; 4 - oscyloskop; 5 - sterownik silnika; 6 - tester diagnostyczny lub czytnik OBD; 7 - wieloskładnikowy analizator spalin; 8 - sonda poboru spalin; 9 - tłumiki układu wylotowego; 10 - trójfunkcyjny konwerter katalityczny; 11 - regulacyjny czujnik tlenu; 12 - silnik. Na rysunku nie pokazano czujnika tlenu za konwerterem katalitycznym, występującego w układach wylotowych silników z systemem OBDII/EOBD, gdyż jego sygnał (z jednym wyjątkiem) nie jest przeznaczony do interpretacji przez diagnostę - jest to sygnał dla systemu OBDII/EOBD sterownika.
Wbrew przewidywaniom części fachowców, system OBDII/EOBD nie jest w stanie zastąpić analizatora spalin. Wprawdzie umie on ocenić stopień zużycia konwertera katalitycznego, ale nie zawsze prawidłowo określa przyczyny uszkodzeń (jak i każdy poprzedni system diagnostyczny). Nie mierzy on bowiem składu spalin, a jedynie szacuje go w oparciu o wartości wielkości mierzonych przez sterownik. Nie łatwe zadanie czeka jednak i diagnostę.
Wykonywaną w serwisie diagnostykę silnika, tylko na podstawie składu spalin mierzonego analizatorem spalin (7, rys. 1), utrudniają:
- sterownik silnika 5 - jego priorytetem jest uzyskanie i utrzymanie pożądanego przebiegu zmian składu mieszanki dla zapewnienia możliwie maksymalnej sprawności konwertera katalitycznego, niezależnie od tego czy występujące uszkodzenie zostało wykryte przez system diagnostyczny sterownika (wówczas o nim wiemy) czy nie; w tym celu sterownik może zmieniać czas wtrysku w zakresie nawet do +/- 30%,
- konwerter katalityczny - zmienia skład spalin przez niego przepływających, w stopniu zależnym od temperatury i stopnia zużycia; ponieważ temperatura i stopień zużycia konwertera katalitycznego nie znamy, więc nie można określić składu spalin opuszczających silnik (przed konwerterem katalitycznym) na podstawie pomiaru spalin za konwerterem katalitycznym.
Z powyższych przyczyn wykrycie wielu uszkodzeń silnika i jego układów, tylko na podstawie analizy składu spalin opuszczających układ wylotowy silnika (7 i 8, rys. 1) jest prawie niemożliwe. Warto użyć dodatkowych urządzeń diagnostycznych (3, 4 lub 6, rys. 1).
Powinno się rozpocząć od kontroli układu regulacji składu mieszanki, przez pomiar sygnału czujnika tlenu 11 wykonywanego testerem czujnika tlenu 3 lub oscyloskopem 4.
Jeśli układ regulacji składu mieszanki pracuje, należy:
- ocenić przebieg sygnału czujnika tlenu;
- zmierzyć i ocenić średni skład mieszanki regulowanej przez układ regulacji składu mieszanki, czyli zmierzyć analizatorem spalin współczynnik lambda składu spalin
Oba pomiary służą do oceny stopnia zużycia czujnika tlenu. Można ich nie wykonywać w systemach OBDII/EOBD, ale wówczas powinno się „zmusić" system OBDII/EOBD, aby on na życzenie przetestował czujnik tlenu:
- podczas serwisowego testu drogowego;
- w samochodach koncernu VAG, z wykorzystaniem procedury testera diagnostycznego o nazwie „Kurz-trip", nazywanej procedurą uzyskiwania „kodów gotowości" (Readinesscode).
W układach regulacji z szerokopasmowym czujnikiem tlenu, jeśli nie znamy dokładnie budowy i możliwości diagnostyki danego typu szerokopasmowego czujnika tlenu, to należy to zrobić odczytując testerem diagnostycznym 6, sygnał tego czujnika tlenu, z programu sterownika 5.
Jeśli układ regulacji składu mieszanki nie pracuje, należy rozstrzygnąć, czy przyczyną jest uszkodzony czujnik tlenu czy inne uszkodzenie.
Przy poszukiwaniu przyczyny uszkodzenia układu regulacji składu mieszanki, silnika lub innych układów, pomocne są (rys. 1):
- odczyt kodów usterek oraz parametrów zamrożonych z pamięci sterownika (w systemie OBDII/EOBD);
- odczyt za sterownika wartości parametrów bieżących, ze szczególnym uwzględnieniem wartości
parametrów SHRT FTX i LONG FT X
- pomiar składu spalin.
Wartości parametrów SHRT FT X i LONG FT X są pomocne w wyszukiwaniu tych uszkodzeń, które zmieniają skład mieszanki lub spalin, niezależnie od tego, czy sterownik je wykrył czy nie. W tej analizie pomocne będą informacje z tabeli 1. Można je oczywiście wykorzystywać również wówczas, gdy nie posiadamy analizatora spalin. Przy ocenie składu spalin, pomocne będą informacje z tabeli 2.
Jeśli celem analizy spalin jest ocena stopnia zużycia konwertera katalitycznego, to:
- silnik i jego układy powinny być sprawne;
- układ regulacji składu mieszanki musi pracować prawidłowo;
- wartość parametru SHRT FT X powinna się zmieniać w zakresie z dopuszczalnymi chwilowymi przekroczeniami tego zakresu, do 7% lub -7% (patrz też uwaga 4 pod tabelą 1).
Zdjęcia i tekst pochodzą z artykułu „Diagnostyka silnika ZI i jego układów, na podstawie oceny składu spalin” w dodatku technicznym do Wiadomości IC Analiza składu spalin silników ZI cz. 2 nr 30/Marzec 2009
