EOBD – další krok k ochraně a zachování naší atmosféry
SP39_02
V USA je On-Board-Diagnose již pevnou součástí souboru opatření, která slouží ke sledování složení výfukových plynů a ke snižování obsahu emisí v nich. Počátkem roku 2000 byl tento systém zaveden i v zemích Evropské unie a připojily se k němu i ostatní evropské státy. Systém OBD byl přizpůsoben evropským emisním normám a označuje se jako Euro-On-Board-Diagnose (EOBD).
Evropský systém - EOBD se od amerického OBD II liší jen málo. EOBD se také vyznačuje centrálním diagnostickým rozhraním a kontrolkou emisí. On-Board-Diagnose přispívá nezanedbatelnou měrou k zachování naší atmosféry a k ochraně životního prostředí. V této učební pomůcce se seznámíte se základy a jednotlivými částmi uvedeného systému.
Zavedení systému EOBD se v první fázi týká zážehových motorů. Vznětové motory budou následovat.
2
CZ
Obsah Úvod
4
Sledování zatížení motoru
8
Lambda-sondy
10
Diagnostikované součásti
14
Vlastní diagnostika
29
Vysvětlení některých pojmů
32
Prověřte si své vědomosti
33
Service
Service
xxxxxxxxxxxxxxxx FABIA
xxxxxxxxxxxxxxxx FABIA
XXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXX
XXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXX
Service Service Service Service Service xxxxxxxxxxxxxxxx FABIA
XXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXX
xxxxxxxxxxxxxxxx FABIA
XXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXX
xxxxxxxxxxxxxxxx FABIA
XXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXX
xxxxxxxxxxxxxxxx FABIA
XXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXX
Service
xxxxxxxxxxxxxxxx FABIA
XXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXX
Pokyny k prohlídkám, opravám a seřizovacím pracím najdete v dílenských příručkách.
CZ
3
Úvod EOBD Něco z historie Již v sedmdesátých letech se setkáváme se snahami o vytvoření zákonů, které by pomohly snížit znečiš»ování atmosféry. Hned od počátku však bylo jasné, že nové zákony se nemohou týkat jen snižování škodlivin, které produkuje průmysl. Se zvyšujícím se počtem automobilů na silnicích bylo znečiš»ování ovzduší výfukovými plyny aut stále zřetelnější.
SP39_03
V USA byl pro součásti, které se podílejí na obsahu emisí ve výfukových plynech vyvinut a zaveden diagnostický systém – OBD I. Od roku 1985 se používá novější a zdokonalený systém OBD II.
Mezní hodnoty emisí 100 % 80 % 60 %
Zavedení systému OBD s sebou přineslo potěšující výsledky pro zachování čistoty ovzduší.
CO NOx HC
40 % 20 % 0% 1975 1980 1985 1990 1995 2000
Přehled vývoje emisních hodnot v Kalifornii
SP39_05
Pro Evropu upravený systém OBD II = EOBD byl ve státech Evropské unie zaveden na počátku roku 2000, a to nejprve pro zážehové motory. Vznětové motory budou následovat. EOBD se od OBD II příliš neliší. Poněkud jiný může být v jednotlivých případech rozsah diagnostikou sledovaných komponentů ve vozidle. EOBD je výsledkem přizpůsobení OBD II předpisům Evropské unie.
SP39_04
4
CZ
Základní myšlenka EOBD Nesprávně fungující nebo vadné součásti mohou způsobit zvýšení podílu škodlivin ve výfukových plynech motorových vozidel. Přímé měření obsahu škodlivých látek CO HC NOx
EOBD Euro-On-Board Diagnose
oxidu uhelnatého uhlovodíků oxidů dusíku
během jízdy není stávajícími technickými prostředky možné. Vychází se proto z předpokladu, že obsah škodlivin bude nízký, jestliže součásti, které se na jejich redukci podílejí, budou pracovat bezchybně. Toto řešení má tu přednost, že závady na uvažovaných součástech je možno zjiš»ovat vlastní diagnostikou. SP39_06
EOBD muselo vyhovět následujícím požadavkům: – sledovat všechny díly, které se podílejí na složení výfukových plynů
– používat standardní kódy závad pro všechna vozidla
– umožňovat kotrolu těchto dílů vlastní diagnostikou
– zobrazovat závady na běžných diagnostických přístrojích
– používat normalizovanou diagnostickou zásuvku, která je snadno přístupná ze sedačky řidiče
– zobrazovat provozní podmínky, při kterých k závadě došlo
– umožňovat optické varování řidiče v případě, že se na některém z uvažovaných dílů vyskytne závada – chránit katalyzátor
– stanovit, kdy a jak má být závada, která má vliv na obsah emisí ve výfukových plynech, zobrazena – používat standardizované označování součástí, systémů a závad
– ukládat závady do paměti
CZ
5
Úvod Zákonné předpoklady Evropská unie schválila 13.10.1998 směrnici EU 98/69/EC. EOBD se tak stala pro všechny členské země Evropské unie závazná. Dotklo se to jak výroby, tak i schvalování motorových vozidel pro provoz. Platnost nové směrnice se odrazila i v dovozu motorových vozidel do zemí Evropské unie; respektive do zemí, které se k dodržování EOBD připojily.
E O BD
Začátek platnosti Výrobci aut mohou své modely po 01.01.2000 dávat do prodeje, jen jsou-li vybaveny EOBD. SP39_07
Přechodné období v rámci EU Přechodné období platilo pro vozidla homologovaná do 31.12.1999, která splňovala normu EU II, D3 nebo D4. Tato vozidla bylo možno schválit v Evropské unii pro provoz do 31.12.2000 a provozovat je i bez EOBD. Všechna vozidla se zážehovým motorem, která jsou po tomto termínu schvalována k provozu poprvé, musí být vybavená EOBD.
SP39_57
Homologace vozidel v EU nové modely bez EOBD
nové modely s EOBD rok 2000
nová vozidla bez EOBD
rok 2001
nová vozidla bez EOBD s EU II, D3 nebo D4)
nová vozidla s EOBD
SP39_08
Schválení nových vozidel k provozu
6
CZ
EOBD
HC CO NOx
SP39_55
– – – – – – – – – –
katalyzátor lambda-sondy spalování (výpadky zapalování) systém sekundárního vzduchu zpětné vedení výfukových plynů odvzdušňování palivové nádrže systém rozdělování paliva CAN-BUS vlivy automatické převodovky na motor elektrický pedál akcelerace
Vozidla s EOBD Vozidla byla vybavena komponenty, důležitými pro EOBD, ještě před jejím zavedením. Také zjištěné případné závady byly ukládány do paměti závad. EOBD s sebou přináší navíc: – kontrolku emisí; jako zřetelný optický prvek upozorňující řidiče na závadu – možnost vyhodnocení závady, uložené v paměti, pomocí libovolnéno běžného testeru OBD, který je možno připojit na normalizovanou diagnostickou zásuvku; (plánované jsou i přístroje k testování EOBD v rámci silničních kontrol)
Vyskytne-li se závada, která má za následek zhoršení kvality výfukových plynů, je řidič na tuto skutečnost upozorněn kontrolkou emisí v panelu přístrojů.
Optické upozornění na závadu Vyskytne-li se závada, která má za následek zvýšení škodlivin ve výfukových plynech, je tato uložena do paměti závad a kontrolka emisí se rozsvítí.
SP39_10
Jestliže by mohlo dojít v důsledku výpadků zapalování k poškození katalyzátoru, je závada taktéž uložena do paměti, ale kontrolka emisí začne blikat.
SP39_11
SP39_09
CZ
7
Sledování zatížení motoru Způsoby zjiš»ování důležitých dat pro EOBD se částečně liší v závislosti na použité řídicí jednotce motoru. Tím jsou dány různé změny v rámci EOBD, co se týče výběru komponentů, které mají být sledovány vlastní diagnostikou.
Tlak nasávaného vzduchu nebo hmotnost nasávaného vzduchu jsou potřeba pro: – výpočet okamžiku zapálení směsi – výpočet doby vstřiku – sledování systému odvzdušňování palivové nádrže a systému zpětného vedení výfukových plynů
Jedna ze změn je dána způsobem sledování stavu v sacím potrubí v závislosti na provozních podmínkách (zatíženích motoru). Snímá se buï tlak anebo hmotnost nasávaného vzduchu.
Řídicí jednotka motoru
využívá snímání hmotnosti nasávaného vzduchu
využívá snímání tlaku nasávaného vzduchu
jako ekvivalentu k měření skutečně nasátého vzduchu.
snímač tlaku nasávaného vzduchu G71 zapalování
snímač hmotnosti nasávaného vzduchu G70*
vstřikování
zapalování
EOBD
EOBD SP39_13
SP39_14
*
8
vstřikování
U motorů s turbodmychadlem je navíc ještě snímán a vyhodnocován plnicí tlak vzduchu.
CZ
Vozidla, motory a řídicí jednotky motorů (výběr)
Platforma A04 Fabia Řídicí jednotka motoru
Kód motoru
Snímá se
Motor
1,4 l/44 kW
Simos
AZF
tlak nasávaného vzduchu
1,4 l/50 kW
Simos
AQW
tlak nasávaného vzduchu
1,4 l/16 V/55 kW
Magneti-Marelli
AUA
tlak nasávaného vzduchu
1,4 l/16 V/74 kW
Magneti-Marelli
AUB
tlak nasávaného vzduchu
Řídicí jednotka motoru
Kód motoru
Snímá se
Motor
1,4 l/55 kW
Motronic
AXP
tlak nasávaného vzduchu
1,6 l/75 kW
Simos
AVU
hmotnost nasávaného vzduchu
1,8 l/110 kW Turbomotor
Motronic
AUM, ARX
hmotnost nasávaného vzduchu
1,8 l/132 kW Turbomotor
Motronic
AUQ
hmotnost nasávaného vzduchu
Platforma A4 Octavia
CZ
9
Lambda-sondy Charakteristiky a oblasti použití Zjiš»ování hodnoty λ je v současné době pro regulaci složení výfukových plynů jednou z nejdůležitějších věcí. K jejímu stanovení se používají lambda-sondy. Lambda-sondy se liší způsobem činnosti i konstrukcí:
Příklad umístění lambda-sond lambda-sonda za katalyzátorem lambda-sonda před katalyzátorem předkatalyzátor *
– dvoubodové – širokopásmové
katalyzátor
Dvoubodová lambda-sonda Běžné vyhřívané lambda-sondy LHS a LSF se, vzhledem ke svým charakteristikám v oblasti λ = 1, označují jako dvoubodové nebo skokové. Lambda-sonda LSH (Lambda-Sonde Heizung) má snímací prvek kruhového průřezu. Lambda-sonda LSF (Lambda-Sonde Flach) má snímací prvek plochý.
SP39_15
US
Ke stanovení hodnoty λ se u nich využívá napětí US, které na nich vzniká. Oba uvedené typy lambda-sond se umís»ují jak za katalyzátor, tak i před katalyzátor a podávají informaci o tom, zda je spalovaná směs bohatá (λ < 1) nebo chudá (λ > 1).
napětí US bohatá směs
SP39_16
chudá směs oblast skokové změny
Širokopásmová lambda-sonda
Ip Zástupcem nové řady lambda-sond je lambdasonda LSU (Lambda-Sonde Universal). Ke stanovení hodnoty λ se u nich využívá velikost čerpacího proudu Ip (viz dále), který vypočítává řídicí jednotka motoru. Křivka čerpacího proudu je rostoucí. Lambdaregulace je možná v širokém rozmezí od λ = 0,7 do λ = 4 --> proto širokopásmová. Širokopásmová lambda-sonda se používá jako lambda-sonda před katalyzátorem.
+
0
–
čerpací proud Ip bohatá směs
SP39_17
chudá směs *
10
V závislosti na použitém motoru je nebo není předkatalyzátor součástí výfukové soustavy. CZ
Konstrukce a popis činnosti K popisu konstrukce a zejména k vysvětlení základních principů činnosti je použito značně zjednodušených vyobrazení.
keramika výfukové plyny
Dvoubodová lambda-sonda Základem je tzv. Nernstova buňka. Tvoří ji keramická destička, na níž jsou z obou stran naneseny vrstvy, které slouží jako elektrody. Jedna elektroda je spojena s vnějším vzduchem a druhá s výfukovými plyny.
450
mV
Vlivem rozdílné koncentrace kyslíku ve výfukových plynech a ve vzduchu vzniká mezi elektrodami napětí US. Vzniklé napětí je vedeno do řídicí jednotky motoru, která z něj vypočítává hodnotu λ.
J537 SP39_18
elektrody vzduch
čerpací proud
Širokopásmová lambda-sonda
měřicí prostor
výfukové plyny
Širokopásmová lambda-sonda je kombinací dvou keramických buněk: – Nernstovy buňky (viz dvoubodová lambda-sonda) – čerpací buňky
0
A
Na Nernstově buňce (jako na části širokopásmové lambda-sondy) vzniká, v důsledku rozdílné koncentrace kyslíku na jejich elektrodách, napětí.
Ip 450
mV
Tento efekt je u čerpací buňky využíván obráceně. Tzn., že přivedením napětí na elektrody bude na nich docházet ke vzniku rozdílu obsahu kyslíku. V závislosti na polaritě bude do měřicího prostoru (nebo naopak z něj) „čerpáno“ tolik kyslíku, aby na Nernstově buňce bylo trvale napětí 450 mV.
Uref
SP39_19
vzduch Nernstova buňka spodní část snímacího prvku lambda-sondy
Ip - čerpací proud Uref - referenční napětí CZ
11
Lambda-sondy Řez snímacím prvkem širokopásmové lambda-sondy (schématicky) Uvedené schématické zobrazení je určeno k snazšímu pochopení principu. Ve skutečnosti se jedná o prvky velké několik milimetrů nebo dokonce jen zlomků milimetru.
snímací prvek
výfukové plyny
Čerpací buňka s elektrodami elektroda
Ip
keramika
elektroda
Us
lp
J537 Uref
1
2
3
4
5
6
7
J537
SP39_59
Legenda 1 2 3 4 5 6 7 Výpadek lambda-sondy před katalyzátorem (širokopásmová lambda-sonda) Dojde-li k výpadku signálu lambda-sondy, není lambda-regulace prováděna a lambda-adaptace je zastavena. Systém odvzdušňování palivové nádrže pracuje v nouzovém režimu. Diagnostiky sekundárního vzduchu a katalyzátoru jsou zastaveny. Řídicí jednotka motoru využívá k nouzovému chodu údajů v datovém poli.
12
čerpací buňka vyhřívání lambda-sondy kanálek s vnějším vzduchem* měřicí prostor spodní část snímacího prvku lambda-sondy Nernstova buňka s elektrodami ochranná vrstva
US napětí na lambda-sondě Ip čerpací proud Uref referenční napětí *
Vnější vzduch je přiváděn kabelem lambda-sondy.
Upozornění: Širokopásmová lambda-sonda se vyměňuje jen jako komplet. Tzn. včetně kabelu a svorkovnice, nebo» snímací prvek, kabel a svorkovnice jsou vzájemně přiřazeny.
CZ
Popis činnosti širokopásmové lambda-sondy
elektrody
Bohatá směs Jestliže je směs (palivo-vzduch) bohatá, znamená to, že je koncentrace kyslíku ve výfukových plynech, a tím i na elektrodě na straně výfukových plynů, nižší.
0
Napětí na elektrodách Nernstovy buňky se zvýšilo. Informace o změně napětí jde do řídicí jednotky motoru. Aby napětí na jejích elektrodách bylo zase 450 mV (λ = 1), musí se koncentrace kyslíku na elektrodě na straně výfukových plynů zvýšit.
450
A
Ip
mV
Uref
J537 SP39_24
Nernstova buňka čerpací buňka
Čerpací buňka začne „čerpat“ kyslík do měřicího prostoru. Velikost proudu, potřebného k čerpání, je ekvivalentem obsahu (potřeby) koncentrace kyslíku ve výfukových plynech, a tím i mírou součinitele λ.
0
A
Ip
Čerpací proud je v řídicí jednotce vyhodnocován a na jeho základě dojde k takovým opatřením, která povedou k ochuzení směsi.
450
mV
Uref
J537 SP39_25
měřicí prostor
Chudá směs Jestliže je směs chudá, pracuje systém stejně, ale s tím rozdílem, že čerpání se provádí opačným směrem. Kyslík je čerpán z měřicího prostoru směrem ven.
CZ
Upozornění: Čerpání čerpací buňky je ryze fyzikální proces. Přivedením proudu na čerpací buňku bude kyslík v závislosti na polaritě procházet (bude čerpán) keramickou destičkou. Znázornění čerpací buňky na obrázcích je jen symbolické.
13
Diagnostikované součásti Přehled propojení součástí systému EOBD
05 02 03
07
04
08 11 09 15
01 17
18
10
19
EPC
20 14
CZ
Součásti systému Jako příklad je použit motor 1,4 l - 16 V 55 kW/74 kW. Legenda
06
12
13
14
16
01 řídicí jednotka motoru J537 02 nádobka s aktivním uhlím 03 elektromagnetický ventil nádobky s aktivním uhlím N80 04 vstřikovací ventily válců1 až 4 N30 až N33 05 elektromagnetický ventil pro zpětné vedení výfukových plynů N18 06 snímač polohy vačkového hřídele G163 07 jednotka ovládání škrticí klapky J338 08 snímač tlaku nasávaného vzduchu G71 a snímač teploty nasávaného vzduchu G72 09 snímač polohy pedálu akcelerace G79 a snímač -2- polohy pedálu akcelerace G185 10 palivový filtr 11 snímač klepání G61 12 statické rozdělování vysokého napětí 13 lambda-sonda (před katalyzátorem) G39 14 lambda-sonda (za katalyzátorem) G130 15 snímač otáček motoru G28 16 snímač teploty chladicí kapaliny G62 17 CAN-BUS 18 diagnostická zásuvka 19 kontrolka emisí K83 20 kontrolka systému elektrického pedálu akcelerace K132
Upozornění: U jiných motorů nebo jiných řídicích jednotek motorů se mohou vyskytovat ještě další součásti, případně mohou některé (ve srovnání s uvedeným příkladem) chybět.
SP39_26
CZ
15
Diagnostikované součásti Comprehensive Components Monitoring ([čti: komprihenzív komponents monitoring] = obsáhlé sledování součástí) Sledována je funkce všech rozhodujících součástí (snímačů, čidel a akčních členů), které ovlivňují složení výfukových plynů.
Sleduje se – pravdivost vstupních a výstupních signálů – zkrat na kostru – zkrat na plus – přerušené vedení
Katalyzátor Diagnostika činnosti katalyzátoru Řídicí jednotka motoru porovnává napětí na lambda-sondě před katalyzátorem s napětím na lambda-sondě za katalyzátorem a vytváří poměrnou veličinu.
Jestliže se tato poměrná veličina odlišuje od povoleného rozsahu, vyhodnotí to řídicí jednotka jako závadu a uloží ji do paměti. Nastane-li tento případ, je o tom řidič informován kontrolkou emisí.
katalyzátor není v pořádku
katalyzátor je v pořádku
1
1
U
U
U
t 2
U
t
t 3
2
SP39_27
U = napětí t = čas
16
t 3
SP39_28
1 řídicí jednotka motoru 2 lambda-sonda před katalyzátorem 3 lambda-sonda za katalyzátorem
CZ
Lambda-sonda před katalyzátorem – posun napě»ové křivky a adaptace Zestárnutí nebo otrávení lambda-sondy před katalyzátorem může vést k posunu napě»ové křivky.
Řídicí jednotka motoru je schopna tento posun rozpoznat a do určité míry vyrovnat = adaptace.
adaptace lambda-sondy před katalyzátorem není v pořádku
adaptace lambda-sondy před katalyzátorem je v pořádku
1
1 U
U
U
t 2
U
t
t 2
3
SP39_29
U = napětí t = čas
Lambda-sondy Diagnostika vyhřívání lambda-sondy Řídicí jednotka motoru je schopna pomocí měření odporu vyhřívání lambda-sondy rozpoznat, zda je vyhřívání lambda-sondy v pořádku.
CZ
t 3
SP39_30
1 řídicí jednotka motoru 2 lambda-sonda před katalyzátorem 3 lambda-sonda za katalyzátorem
Upozornění: Po studeném startu by mohlo dojít u vyhřívané lambda-sondy vznikem kondenzátu k jejímu poškození. Toto nebezpečí nehrozí u lambdasondy před katalyzátorem, nebo» je umístěna blízko za motorem. Může být proto ihned po startu motoru vyhřívána. Lambda-sonda za katalyzátorem je od motoru poměrně daleko a krátce po startu by u ní mohlo usazením kondenzátu dojít k poškození. Proto je tato lambda-sonda vyhřívána teprve dosáhne-li její teplota 300 ˚C.
17
Diagnostikované součásti Diagnostika doby reakce lambda-sondy před katalyzátorem Modulace směsi
Zestárnutím lambda-sondy před katalyzátorem nebo jejím otrávením může dojít i k tomu, že se doba její reakce prodlouží.
U
bohatá směs
Předpokladem pro diagnostiku doby reakce je modulace směsi (palivo-vzduch) navozená řídicí jednotkou motoru.
λ=1 chudá směs
Modulací se rozumí lehké kolísání mezi chudou a bohatou směsí. Modulaci uměle navodí řídicí jednotka motoru, nebo» širokopásmová lambdasonda pracuje natolik přesně, že λ je prakticky stále = 1.
SP39_31
Upozornění: Řídicí jednotka motoru přepočítává čerpací proud lambda-sondy jako vlastní výstupní signál na napětí a reguluje modulaci směsi pomocí napětí na lambda-sondě.
Aby katalyzátor pracoval optimálně, potřebuje lehké kolísání složení směsi. Kolísání je navozováno řídicí jednotkou motoru.
Signál lambda-sondy před katalyzátorem odpovídá modulaci směsi vyvolávané řídicí jednotkou motoru.
t
U = napětí t = čas
Signál lambda-sondy před katalyzátorem neodpovídá modulaci směsi vyvolávané řídicí jednotkou motoru.
lambda-sonda před katalyzátorem je v pořádku
lambda-sonda před katalyzátorem není v pořádku
1
1
U
U
U
t 2
U = napětí t = čas
18
U
t
t 3
2
SP39_32
1 řídicí jednotka motoru 2 lambda-sonda před katalyzátorem 3 lambda-sonda za katalyzátorem
t 3
SP39_33
CZ
Diagnostika regulačních mezí lambda-sondy za katalyzátorem Je-li složení směsi (palivo-vzduch) optimální, pohybuje se napětí lambda-sondy za katalyzátorem v takovém rozmezí, které odpovídá směsi svým složením blízké poměru λ = 1. Vyšší resp. nižší napětí poukazuje na to, že spalovaná směs je bohatší resp. chudší.
Dojde-li k překročení daných regulačních mezí, vyhodnotí tento stav systém EOBD jako závadu. Příčinou takovéto závady může být kromě vadné lambda-sondy za katalyzátorem také zestárnutí lambda-sondy před katalyzátorem, nízká účinnost katalyzátoru nebo falešný vzduch.
Jsou-li zjištěny odchylky, začne řídicí jednotka motoru pomocí regulační hodnoty „m“ měnit složení směsi tak dlouho, dokud se zase hodnota λ nebude blížit 1. regulační okruh lambda-sondy za katalyzátorem je v pořádku
Správná regulace Zvýšením podílu kyslíku ve výfukových plynech (chudá směs) napětí na lambda-sondě za katalyzátorem klesne. Na základě toho řídicí jednotka motoru pomocí regulační hodnoty lambda „m“ změní složení směsi. Směs bude obohacena. Napětí na lambda-sondě za katalyzátorem vzroste a řídicí jednotka motoru nechá regulační hodnotu lambda „m“ opět klesnout.
1 m
U b a
t
t 3
2
SP39_34
Překročení regulační meze Také v tomto případě vzroste podíl kyslíku ve výfukových plynech (chudá směs) a klesne napětí na lambda-sondě za katalyzátorem. Přesto, že řídicí jednotka motoru bude pomocí regulační hodnoty lambda „m“ obohacovat směs, zůstane (z důvodu závady) napětí na lambda-sondě za katalyzátorem nízké. Lambda-sonda na regulaci nereaguje.
regulační okruh lambda-sondy za katalyzátorem není v pořádku
1 m
b
U
a
t m = regulační hodnota lambda U = napětí t = čas b = horní regulační mez a = dolní regulační mez CZ
1 řídicí jednotka motoru 2 lambda-sonda před katalyzátorem 3 lambda-sonda za katalyzátorem
2
t 3
SP39_35
19
Diagnostikované součásti Diagnostika odezvy lambda-sondy za katalyzátorem Správná činnost lambda-sondy za katalyzátorem je navíc sledována tím, že řídicí jednotka motoru kontroluje signály z lambda-sondy během akcelerace a decelerace. Při vyhodnocování se vychází z úhlu otevření škrticí klapky. Během akcelerace klesá obsah kyslíku ve výfukových plynech, směs je bohatší a napětí lambda-sondy se musí zvýšit.
Při deceleraci tomu je právě naopak. Tím, že není do motoru přiváděno palivo, podíl kyslíku ve výfukových plynech vzrůstá a napětí lambda-sondy musí klesnout. Jestliže k uvedeným reakcím lambda-sondy nedochází, vyhodnotí tuto skutečnost řídicí jednotka motoru jako vadnou lambda-sondu za katalyzátorem.
Příklad pro „akceleraci vozidla“
lambda-sonda za katalyzátorem není v pořádku.
lambda-sonda za katalyzátorem je v pořádku.
1
1
α
α
U
t 2
U
t
t 3
2
SP39_36
α = úhel otevření škrticí klapky U = napětí t = čas
20
t 3
SP39_37
1 řídicí jednotka motoru 2 lambda-sonda před katalyzátorem 3 lambda-sonda za katalyzátorem
CZ
Systém odvětrávání palivové nádrže Diagnostika průchodnosti
Diagnostika modulace
Jestliže je v nádobce s aktivním uhlím vázáno příliš mnoho paliva, obohacuje se směs vlivem přimíchávání paliva (obsaženého v nádobce s aktivním uhlím) do nasávaného vzduchu.
Diagnostika modulace se kontroluje zkušebním intervalem. Řídicí jednotka motoru v předem daném intervalu pootevírá a zase zavírá elektromagnetický ventil nádobky s aktivním uhlím.
V opačném případě je směs chudší. Registruje-li lambda-sonda před katalyzátorem tuto změnu, je to důkazem toho, že odvětrávání palivové nádrže je funkční.
Takto modulovaný nasávaný vzduch, je snímán snímačem tlaku nasávaného vzduchu. Signál z něj je veden do řídicí jednotky motoru, kde je vyhodnocován.
odvzdušňování palivové nádrže není v pořádku
odvzdušňování palivové nádrže je v pořádku
1
1
a
a
P
t 4 3
t
t 4
5
3
2
CZ
t
5
2 SP39_38
a = otevírací zdvih elektromagnetického ventilu nádobky s aktivním uhlím t = čas P = tlak
P
SP39_39
1 2 3 4 5
řídicí jednotka motoru palivová nádrž nádobka s aktivním uhlím elektromagnetický ventil nádobky s aktivním uhlím snímač tlaku nasávaného vzduchu 21
Diagnostikované součásti Rozpoznávání výpadků zapalování v jednotlivých válcích Zjiš»ování neklidného chodu Podle otáček motoru rozezná snímač otáček motoru nerovnoměrnosti v chodu motoru, které vznikly v důsledku výpadku zapalování. V kombinaci se signálem ze snímače polohy vačkového hřídele řídicí jednotka motoru zjistí, v kterém válci k výpadku zapalování došlo, uloží závadu do paměti závad a rozsvítí kontrolku emisí.
Obě metody se liší ve způsobu vyhodnocování signálu o otáčkách motoru.
Analýza momentu Analýzou momentu se, podobně jako při zjiš»ování neklidného chodu, rozpoznávají výpadky zapalování ze signálu snímače otáček motoru a snímače polohy vačkového hřídele.
Komprese v 1. válci (pro jednoduchost uvažujeme jen 1. válec)
n
Při analýze momentu se v řídicí jednotce motoru porovnávají nerovnoměrné otáčky motoru „n“, způsobené výpadky zapalování, s pevnými hodnotami uloženými v řídicí jednotce motoru.
t
Během komprese se energie motoru spotřebovává ke stlačení směsi. Otáčky motoru poklesnou.
SP39_40
n = otáčky motoru t = čas
Podklady pro výpočet: – kroutící moment - závislý na zatížení motoru a na otáčkách motoru – setrvačná hmota a jí odpovídající charakteristika otáček motoru
22
Vypočítávání kolísání momentu motoru dává přesnější výsledky, než výsledky získávané metodou zjiš»ování neklidného chodu. Charakteristiku otáček motoru je však třeba analyzovat pro každý typ motoru zvláš» a uložit ji do paměti řídicí jednotky motoru.
CZ
Po kompresi následuje zážeh. Otáčky motoru se zvýší. K takovému kolísání otáček motoru dochází při každé kompresi resp. při každém zážehu.
Zážeh v 1. válci (pro jednoduchost uvažujeme jen 1. válec)
n
Uvažujeme-li všechny válce, dostaneme výslednou křivku z kolísání otáček motoru způsobeného jednotlivými válci.
t
Ta je přenášena jako signály ze snímače otáček do řídicí jednotky motoru. Tam je porovnávána s uloženými výpočty.
SP39_41
n = otáčky motoru t = čas
Rozeznávání výpadků zapalování podle signálu o otáčkách motoru
bez výpadků zapalování
výpadek zapalování
výpadek zapalování
1
1
n
n
t
t
2 n = otáčky motoru t = čas
2 SP39_42
1 řídicí jednotka motoru 2 snímač otáček motoru
SP39_43
Dojde-li k výpadku zapalování, rozsvítí se kontrolka emisí a závada se uloží do paměti závad. V případě, že by se mohl v důsledku výpadků zapalování poškodit katalyzátor a rozsah zátěžových otáček motoru se nedaří opustit, kontrolka emisí začne blikat. Přívod paliva do příslušného válce se zastaví.
CZ
23
Diagnostikované součásti Zpětné vedení výfukových plynů Diagnostika tlaku Jsou-li do sacího potrubí přiváděny výfukové plyny, zaznamenává snímač tlaku nasávaného vzduchu zvýšení tlaku (což je v tomto případě snížení podtlaku).
mechanický ventil zpětného vedení výfukových plynů je v pořádku
1 P+
Řídicí jednotka motoru porovnává tyto změny tlaku s množstvím přivedených výfukových plynů a usuzuje z toho na činnost mechanického ventilu zpětného vedení výfukových plynů.
t P2
3
SP39_44
Diagnostika se provádí pouze při deceleraci, nebo» by vstřikování působilo na měření jako rušivá veličina.
mechanický ventil zpětného vedení výfukových plynů není v pořádku
1 P+ t P-
P+ = přetlak P– = podtlak t = čas
1 řídicí jednotka motoru 2 mechanický ventil zpětného vedení výfukových plynů 3 snímač tlaku nasávaného vzduchu
2
3
SP39_45
24
CZ
Systém sekundárního vzduchu Pro kontrolu správného fungování systému sekundárního vzduchu se používá signálu lambda-sondy před katalyzátorem (širokopásmová lambda-sonda). Širokopásmová lambda-sonda poskytuje potřebné údaje řídicí jednotce motoru. Skutečné dopravované množství sekundárního vzduchu se vypočítává z rozdílu hodnoty lambda před dopravou sekundárního vzduchu a během ní. Tím je kontrolována funkčnost systému sekundárního vzduchu.
systém sekundárního vzduchu je v pořádku
1 2
λ 4
3 t
5
Tento proces bývá také označován jako průtoková diagnostika.
6
7 SP39_46
systém sekundárního vzduchu není v pořádku
1 2
λ = součinitel lambda t = čas
λ 4
3 1 řídicí jednotka motoru 2 relé čerpadla sekundárního vzduchu 3 vpouštěcí ventil sekundárního vzduchu 4 čerpadlo sekundárního vzduchu 5 kombinovaný ventil 6 lambda-sonda před katalyzátorem 7 lambda-sonda za katalyzátorem
CZ
t
5 6
7 SP39_47
25
Diagnostikované součásti Regulace plnicího tlaku vzduchu Diagnostika mezí plnicího tlaku vzduchu
U turbomotorů je v rámci EOBD kontrolováno, zda plnicí tlak vzduchu nepřekračuje maximální povolenou mez.
Tím je motor chráněn, aby nebyl namáhán příliš velkým plnicím tlakem vzduchu.
Mez plnicího tlaku vzduchu
Zapnutí ochranné funkce
Vlivem závady v regulaci plnicího tlaku vzduchu se může stát, že dojde k překročení maximálního povoleného tlaku plnicího vzduchu.
V případě závady v regulaci plnicího tlaku vzduchu nestačí jen závadu signalizovat a uložit ji do paměti. Musí dojít k vypnutí turbodmychadla, aby nedošlo k poškození motoru.
Snímač plnicího tlaku vzduchu hlásí řídicí jednotce motoru aktuální tlak plnicího vzduchu a řídicí jednotka motoru je schopna rozpoznat závadu.
Otevře se „Wast-Gate“ [čti: west gejt] turbodmychadla a výfukové plyny, které turbodmychadlo v normálním případě pohánějí, budou vzniklým
došlo k zapnutí ochranné funkce
regulace plnicího tlaku vzduchu není v pořádku
1
1
P+
P+ 2 P-
2
P-
t
t 5
5 3
3
výfukové plyny
výfukové plyny
4
4 P = tlak t = čas
26
SP39_48
SP39_49
1 řídicí jednotka motoru 2 elektromagnetický ventil omezování plnicího tlaku vzduchu 3 turbodmychadlo s elektromagnetickým ventilem omezování plnicího tlaku vzduchu 4 Wast-Gate 5 snímač plnicího tlaku vzduchu; v chladiči plnicího tlaku vzduchu
CZ
Elektrický pedál akcelerace Požadavek řidiče (přidání nebo ubrání plynu) se v podobě signálů z elektrického pedálu akcelerace přenáší do řídicí jednotky motoru.
6
2
3
Řídicí jednotka motoru z došlých signálů vypočítá, jak požadavek řidiče optimálně provést.
1
Realizace se provádí přes elektromotoricky nastavitelnou škrticí klapku, zapalování a vstřikování.
EPC
5
4
Tak je možno přizpůsobit nastavení škrticí klapky za každé jízdní situace daným rámcovým požadavkům.
EOBD využívá i diagnostických funkcí elektrického pedálu akcelerace.
Na závady upozorňuje kontrolka systému elektrického pedálu akcelerace – EPC.
SP39_56
1 2 3 4 5
řídicí jednotka motoru modul pedálu akcelerace jednotka ovládání škrticí klapky zapalování vstřikování paliva kontrolka systému elektrického pedálu akcelerace (EPC = Elektronic Power Control) 6 další signály např. od: – tempomatu – klimatizace – regulace volnoběžných otáček – lambda-regulace – automatické převodovky a ABS/ESP
Kontroluje se Zůstanou-li závady i v následujících jízdních cyklech, rozsvítí EOBD i kontrolku emisí.
– snímač polohy pedálu akcelerace – snímače úhlu pro pohon škrticí klapky (elektrický pedál akcelerace)
CZ
27
Diagnostikované součásti CAN-BUS Diagnostika dat Každá řídicí jednotka motoru zná řídicí jednotky, které si vyměňují informace po datovém vedení CAN-BUS. Jestliže klesne výměna informací pod „minimální“ hranici, vyhodnotí tuto situaci řídicí jednotka motoru jako závadu.
– – – –
CAN-BUS využívají k přenosu dat např. tyto řídicí jednotky
řídicí jednotka motoru řídicí jednotka v panelu přístrojů řídicí jednotka ABS/ESP řídicí jednotka automatické převodovky
Funkční CAN-BUS
Přerušený CAN-BUS
Všechny řídicí jednotky napojené na CAN-BUS pravidelně vysílají do řídicí jednotky motoru zprávy. Ta pozná, že nechybí zpráva od žádné řídicí jednotky. CAN-BUS je funkční.
Jedna řídicí jednotka zprávy do řídicí jednotky motoru posílat nemůže. Řídicí jednotka motoru pozná, že zprávy nejsou kompletní, identifikuje z které řídicí jednotky zprávu nedostává, a uloží do paměti závadu.
CAN-BUS je v pořádku
CAN-BUS není v pořádku
1
1
2
2
A
B
A
C
B
SP39_50
1 řídicí jednotka motoru 2 CAN-BUS
28
C SP39_51
A, B, C
různé řídicí jednotky ve vozidle
CZ
Vlastní diagnostika Readinesscode [čti: redynyskaud = kód připravenosti] V rámci EOBD je průběžně kontrolována činnost všech elektrických součástí, které se podílejí na složení výfukových plynů.
Readinesscode je 8místné číslo, které informuje o stavu diagnostik součástí. Neinformuje o závadách v systému.
Navíc jsou v pravidelných intervalech kontrolovány systémy, které mají vliv na složení výfukových plynů, aby bylo možno zjistit odchylky (např. zpětné vedení výfukových plynů).
Stav diagnostik: 0 - diagnostika byla úspěšně ukončena 1 - diagnostika byla přerušena - diagnostika nebyla ještě provedena - diagnostika ještě nemohla být provedena - diagnostika nebyla úspěšně ukončena
Aby se zjistilo, že kontroly (diagnostiky) proběhly správně a úplně, používá se readinesscode.
Význam 8místného čísla readinesscodu Systém je v pořádku, pokud při tvorbě readinesscodu jsou na všech pozicích „0“ (nuly). 1
2
3
4
5
6
7
8
Diagnostická funkce *
0
katalyzátor
0 0 0 0 0 0 0
*
vyhřívání katalyzátoru nádobka s aktivním uhlím (systém odvětrání palivové nádrže) systém sekundárního vzduchu klimatizace lambda-sondy vyhřívání lambda-sondy zpětné vedení výfukových plynů
Podle varianty motoru je možné, že některá z uvedených diagnostických funkcí nepřichází v úvahu. V takovém případě je na příslušném místě „0“ (nula). CZ
29
Vlastní diagnostika
varianta 2
varianta 1 Pomocí libovolného přístroje; nezávislého na výrobci (v současné době ještě není k dispozici)
Pomocí diagnostického přístroje V.A.G 1552, V.A.G 1551 nebo VAS 5051
přečíst
readinesscode
vytvořit
varianta 1 Provedením NEFZ (Neuer Europäischer Fahrzyklus [čti: nojr ojropejšr fárcyklus = nový evropský jízdní cyklus])
varianta 2 Dostatečně dlouhou průměrnou jízdou, tak, aby byly zaznamenány všechny pro dioagnostiku potřebné komponenty
varianta 3 Provedením kontrolní rutiny pomocí diagnostického přístroje V.A.G nebo VAS pro každou součást, která se významnou měrou podílí na obsahu škodlivin ve výfukových plynech
SP39_52
30
CZ
Diagnostické přístroje Číst a vytvářet readinesscode je možno pomocí diagnostického přístroje – V.A.G 1552 – V.A.G 1551 – VAS 5051
Čtení readinesscodu – připojit diagnostický přístroj – zapnout zapalování – druh provozu „Vlastní diagnostika vozidla“ Adresa 01 Elektronika motoru Volitelné funkce: 01 - Výzva k výpisu verze řídicí jednotky 02 - Výzva k výpisu chybové paměti 03 - Diagnóza akčních členů 04 - Uvedení do základního nastavení 05 - Mazání chybové paměti 06 - Ukončení výstupu 07 - Kódování řídicí jednotky 08 - Načtení bloku naměřených hodnot 15 - Readinesscode Zobrazení readinesscodu je možno provést pomocí adresy 01 a funkce 15, nebo funkce 08, zobrazovaná skupina 100.
SP33_73
SP39_58
Upozornění: Vymazáním paměti závad řídicí jednotky motoru dojde i k vymazání readinesscodu.
Vytvoření readinesscodu Pomocí funkce „04 - Uvedení do základního nastavení“ je možno provést kontrolní rutiny pro vytvoření readinesscodu. Postupy se liší podle řídicí jednotky motoru. Upozornění: Podrobný popis jak a za jakých podmínek readinesscode vytvořit, je uveden v příslušné dílenské příručce.
CZ
31
Vysvětlení některých pojmů Adaptace přizpůsobení změněným podmínkám
D2, D3, D4 označení emisních norem platných ve Spolkové republice Německo
NEFZ Neuer Europäischer Fahrzyklus = nový evropský jízdní cyklus. Slouží ke zjiš»ování emisí ve výfukových plynech motorových vozidel.
Regulační hodnota lambda Regulační hodnotu lambda stanovuje řídicí jednotka motoru na základě signálů z lambdasond a podle provozního stavu motoru (např. otáčky, zatížení). Výsledkem této hodnoty jsou změny složení směsi palivo-vzduch tak, aby pro daný provozní stav bylo složení směsi optimální.
Modulace Změna nebo přizpůsobení frekvence kmitání nějakého signálu.
OBD On-Board-Diagnose
km/h 120
Readinesscode 8místné číslo, které informuje o stavu diagnostik součástí
60
0 195
390
585
780
1180 s SP39_54
EOBD Euro-On-Board-Diagnose
SAE-Code Pro všechny systémy OBD závazný kód od Society of Automotive Engineers, kterým se kódují závady.
Wast-Gate (bypass, obtok) Obtokem se vedou ty výfukové plyny, které jsou pro turbodmychadlo nadbytečné. Pomocí obtoku je také možno snížit otáčky turbodmychadla, případně ho úplně vynechat (obejít), a tím ho jako by odpojit.
EU II, EU III, EU IV označení emisních norem Evropské unie Lambda – λ součinitel, který popisuje podíl vzduchu ve směsi palivo-vzduch.
LSF Lambda-Sonde-Flach lambda-sonda s plochým snímacím prvkem
λ < 1,0 bohatá směs λ > 1,0 chudá směs λ = 1,0 teoreticky optimální směs paliva a vzduchu
LSH Lambda-Sonde-Heizung lambda-sonda se snímacím prvkem kruhového průřezu
skutečně spotřebované množství vzduchu
LSU Lambda-Sonde-Universal širokopásmová lambda-sonda
teoreticky potřebné množství vzduchu
32
=λ
CZ
Prověřte si své vědomosti Které odpovědi jsou správné? Někdy je správná jen jedna, může jich být správných i více; třeba jsou správné všechny!
1.
EOBD a) b) c)
2.
Širokopásmová lambda-sonda a) b) c)
3.
do 31.12.1999 do 01.02.2000 do 31.12.2000
Kontrolka emisí K83 bliká, a) b) c)
CZ
má skokovou charakteristiku v okolí λ = 1 je kombinací dvou buněk; Nernstovy buňky a čerpací buňky umožňuje lambda-regulaci v rozsahu λ = 0,7 až 4
Dokdy mohl majitel nového vozidla bez EOBD nechat v EU vozidlo poprvé schválit pro provoz, jestliže nový vůz splňoval emisní normu EU II? a) a) c)
4.
odpovídá OBD II a platí pro státy Evropské unie bylo přizpůsobeno ujednáním EU, ale v zásadních věcech odpovídá OBD II platí pro všechny spalovací motory
jestliže by mohlo dojít v důsledku výpadků zapalování k poškození katalyzátoru vždy, jestliže se ve výfukovém systému objeví závada vždy, je-li do paměti uložena závada, která by mohla způsobit zvýšení škodlivin ve výfukových plynech
33
Prověřte si své vědomosti
5.
Při výměně širokopásmové lambda-sondy je třeba dbát na to, a) b) c)
6.
Readinesscode a) b)
c)
7.
že širokopásmová lambda-sonda a řídicí jednotka motoru tvoří jeden systém a je proto nutno je měnit jen jako komplet že širokopásmová lambda-sonda se vyměňuje vždy jako komplet spolu s kabelem a svorkovnicí že širokopásmová lambda-sonda a řídicí jednotka motoru tvoří jeden systém a proto si musí, z hlediska vzájemného přiřazení, odpovídat
podává informaci o tom, jaké závady systém právě vykazuje je číselný kód, který informuje o tom, zda určité diagnostiky byly ukončeny, přerušeny, ještě nebyly provedeny, nemohly být ještě provedeny nebo nebyly úspěšně ukončeny je 8místné číslo, které informuje o stavu diagnostik součástí, které se významnou měrou podílejí na obsahu škodlivin ve výfukových plynech
K vytvoření readinesscodu je třeba a) b) c)
provést NEFZ zahřát motor na 60 ˚C a zvýšit otáčky na 2000 min–1 s vozidlem absolvovat dostatečně dlouhou jízdu, a to průměrným jízdním režimem tak, aby byly provedeny diagnostiky všech příslušných součástí
1. a; 2. b, c; 3. c; 4. a; 5. b, c; 6. b, c; 7. a, c Řešení: 34
CZ
Poznámky
CZ
35
