2. rész
diagnosztika
Gyújtáskihagyás és rángatás kezelése a mûhelygyakorlatban Amennyiben az ügyfél reklamációjára nem sikerült a mechanikai hibák kizárásával (I. rész) megtalálni a megoldást, jöjjön a méréstechnika. Hangsúlyozzuk ki azonban, hogy önmagukban a vizsgáló mûszerek sem jelenthetnek garanciát a hiba felderítésére és elhárítására, itt is nagyon fontos a logikus gondolkodás.
2. ábra: hibás lambda-szonda okozta gyújtáskihagyás a 12 hengeres motor bal oldali hengertömbjén
Vegyük elsõként az oszcilloszkópos vizsgálatokat A rángatás és a gyújtáskihagyás okának felderítését vajon a méréstechnikai eszközök melyikével kezdjük? A kérdésre nehéz egyértelmû választ adni. A korábbi hibakeresésben szerzett saját tapasztalatainkra, a próbaút során szerzett benyomásainkra, véleményünkre támaszkodva alakíthatjuk ki tervünket a hibahelyek beazonosítására. Miután a diagnosztikai mûszert a hengerek összehasonlító mérése okán a vizsgált autóra már korábban felszereltük, folytassuk a motorvizsgálatot oszcilloszkóp segítségével. A gyújtási oszcilloszkóp beállításával magában a gyújtóberendezésben és a keverékelõkészítés környezetében fellelhetõ hibák a szegény vagy a dús keverék megítélhetõk. A szélsõséges esetek az oszcilloszkóp segítségével egyértelmûen fel is ismerhetõk, de a kisebb keverékeltéréseknél hatékonyabb a négykomponenses gázelemzõ használata. A gyújtásképet a kifogásolt üzemeltetési tartományban hosszabb ideig kell megfigyelni, kiegészítve a
32
1. ábra: szegény keverék bemutatása oszcilloszkópon. A bal oldali diagramon, a 3. hengeren jól látható a kiugrás, mely egy intenzív gázfröccsel jól láthatóvá tehetõ, míg a jobb oldali a helyes gyújtáskép
motor viselkedésének tanulmányozásával, egy-egy gázfröccsadással. A ritkán jelentkezõ hibák azonosítására leginkább a memóriaoszcilloszkóp alkalmas, lehetõvé téve a hibáért felelõsnek tartott tartomány ismételt tanulmányozását a rángatás megszûnése után is. A keverék összetételére utaló hibák egy-egy gázfröccs adását követõen fedezhetõk fel a kiugró csúcsokról, melyeket találóan szegény-csúcsok-nak is hívnak. Mivel a szegény keverék nagyobb gyújtási feszültséget igényel, az 1. ábrán a 3. hengernél ez jól nyomon is követhetõ. Az erõs és rövid idejû gázfröccsel ehhez még jelentõs égéstéri hõfokemelkedést is produkálhatunk. Ha a hibakép csak egyetlen hengernél
jelentkezik, a hiba a megsérült szívócsõcsonk tömítésére, vagy az érintett henger közvetlen közelében elhelyezkedõ, lyukas vákuumcsõre vezethetõ vissza. Az ilyen fajta és gyakran jelentkezõ hiba közvetlen a maximális fordulatszám elõtt, és a motor terhelésével együtt lép fel. A mindennapi közlekedésben pedig részterheléskor és gyorsításkor gyújtáskihagyást és jelentõs rángatást okoz. Oszcilloszkópon példánkban egy 12 hengeres motoron érzékelhetõk jól az ilyen hatások, mivel mindegyik hengerállvány külön vezérlõegységgel (sztereó készülékkel) rendelkezik. A 2. ábra jól szemlélteti a bal oldali hengerállvány elkormozódott gyertyáinak teljes zárlatát. A hengersor saját, hibás lambda-szondájának felmelegedési ideje a jobb oldalihoz képest lényegesen meghosszabbodott. A feldúsult keverék miatt meleg állapotban a gyertyák öngyulladással dolgoznak. Túlnyomóan rövid útszakaszok megtétele, vagy részterhelés esetén vehetõ észre ez a gyújtáskihagyással járó keverékdúsulás, a jelentõs tüzelõanyagfogyasztásnövekedésrõl nem is beszélve. Szélsõ esetben a vastag koromréteg miatt a hideg motor már be sem indítható.
autótechnika
2002/10
újautó-technika diagnosztika
Tartósan égõ gyújtógyertyák Az oszcilloszkóp képernyõjén a gyújtásrendszerben fellelhetõ egyéb hibákat is felfedezhetünk, ha nem nézünk át rajtuk egy legyintéssel: túl egyszerûek, mint a nagy gyertyahézag vagy az egyszerû kábelhiba. Mindezen hibák egyértelmû jele a jellegzetesen megváltozott szikrahossz. Ahhoz, hogy biztosan megállapíthassuk a gyújtási feszültség csúcsának, az égési feszültségnek vagy az égés idejének a megváltozását, gázfröccs adásával mindig végezzünk terhelésszimulálást. A hibahelyet véglegesen csak akkor
hibákat. Az ezekben a csoportokban elõforduló hibák mindig kihatnak a keverék összetételére. A helyes állásfoglaláshoz természetesen a kapott mérési eredményeket helyesen kell értelmezni. Általánosságban megállapítható, hogy a lambda-szabályozás egy szûk tartományban (0,97 < l < 1,03) megy végbe. Azok a l-értékek, melyek ebbõl a lambda-ablakból kiesnek, egyértelmûen a keverék-elõkészítés hibájára mutatnak rá. Az érzékelõk/végrehajtó egységek hibái természetesen okai lehetnek a rángatásnak, gyújtáskimaradásnak. Néhányról szólunk pár szót.
során az ilyen lazaságok szigetelt nyelû szerszámmal történõ megkopogtatásával elõvarázsolhatók, és a lefutó görbéken megjelenõ feszültségcsúcsok jeleibõl jól felismerhetõk.
A lambda-szonda A cirkon-szondák referenciaoxigént igényelnek, hogy a feszültségüket képesek legyenek leadni. Ez az oxigén-hozzávezetés a szondaház kábelköteg fémcsatlakozóján kialakított kinyomással (4. ábra), vagy a vezetékszigetelésen keresztül biztosított. Ezért ezt a nyílást, illetve a vezetékeket minden körülmények között szabadon, tisztán kell hagyni (alvázvédelem, útszennyezõk stb.). Az új szonda beszerelésekor semmiféle kenõanyagszennyezés ne érje az érzékelõt (hõálló pasztával csak a menetet szabad nagyon takarékosan bevonni). A csupán kettõ vagy három kábelvezetékkel rendelkezõ szondáknál figyeljünk a jó testkötésre, mely a legtöbb esetben maga a kipufogóberendezés.
A pillangószelep potenciométere 3. ábra: gyújtógyertyák tartós izzása a dugaszoló laza érintkezése miatt, mely rángatáshoz vezet. Jobb oldali a rossz, bal oldali a jó kép
keretezhetjük be, ha az egész gyújtásrendszer összes alkatrészének (pipa, elosztó mozgása, elosztófedél stb.) egyenkénti szemrevételezését és az ellenõrzõ mérését is elvégeztük. A 3. ábrán középen jól látható a laza kontaktus által okozott nagy átmeneti ellenállás hatása a gyújtógyertya csatlakozó csapján, a bal oldali a hibás, a jobb oldali a jó gyújtásképet mutatja. A hiba következménye a gyakori vagy szórványos rángatás.
Kipufogógáz-elemzés négykomponenses gázelemzõ Aki nem rendelkezik oszcilloszkóppal, az a négykomponenses gázelemzõ mûszerrel is kifürkészheti a keverék-elõkészítés és a gyújtás területén leggyakrabban elõforduló
autótechnika
2002/10
A hõmérséklet-érzékelõ A hõmérséklet-érzékelõk a hûtõközeg, a motor, a tüzelõanyag és a beszívott levegõ hõmérsékletének az ellenõrzését végzik el. Az érzékelõ ellenállásváltozása egyúttal feszültségváltozást is elõidéz, melyet célszerû közvetlenül a vezérlõegység csatlakozási pontjain megmérni (ha van kapcsolási rajz), mert ezzel mindjárt a kábelköteget is ellenõrizhetjük. A feszültségmérés alternatívája lehet az ellenállásmérés is. Hiányzó gyári adatok esetén használjunk fel összehasonlításként egy azonos jármûtípuson mért értékeket. Az érintkezõk meghibásodása, vagy korróziója által továbbított hibás adatok, valamint azok teljes kiesése a laza vagy meglazult érintkezõkre vezethetõk vissza. Az egyetemes oszcilloszkóppal végzett vizsgálatok
Egy nagyon fontos jel a pillangószelep potenciométerétõl a vezérlõegységhez továbbított jel. A pillangószelep pillanatnyi helyzete, helyzetének megváltozása, változási sebessége, valamint az üresjárati, illetve teljes terhelési alapállá-
4. ábra: oxigén-hozzávezetés helye a csõvégen, melyet nem szabad eltömni
33
diagnosztika
Az alábbiakban összeállított 1. táblázat segítségünkre lehet a hibahely megállapításában. Kipufogógáz-vizsgáló adatai
Lehetséges hibaokok
Megoldás
HC-tartalom túl nagy, CO-tartalom normál. Jelenség: egyenetlen üresjárat.
Szelepvezérlés (a szelephézag túl kicsi, a szeleplökõtalp hibás).
Hibaelhárítás (a szelephézagot beállítani, a szeleplökõtalpat kicserélni).
HC-tartalom túl nagy, CO-tartalom túl nagy.
Keverékdúsulás a túl nagy tüzelõanyag-nyomás miatt
Jelenség: egyenetlen motorjárás, gyújtáskihagyás.
(a nyomásszabályzó hibás).
A tüzelõanyag-szivattyú nyomását megvizsgálni. Módosítás (terhelésjeladó) A nyomásszabályzó rendben?
CO-tartalom túl nagy, HC-tartalom túl nagy. A CO2-tartalom jelentõsen 15% alatti érték. Semmiféle ügyfélreklamáció, normál motorüzem.
A katalizátor hibás.
A katalizátort kicserélni, a lambda-szondát és lambda-szabályozást megvizsgálni.
CO-tartalom kicsi < 0,05%, HC-tartalom kicsi < 30 ppm, CO2-tartalom kicsi < 15%. Semmi ügyfélreklamáció, normál motorüzem.
A kipufogóberendezés tömítetlen.
A tömítetlenséget megszüntetni.
CO-tartalom túl nagy, HC-tartalom jelentõsen nagy, CO2-tartalom messze 15% alatt, O2-tartalom 1% felett. Jelenség: teljesítménycsökkenés, állandó rángatás, egyenetlen motorjárás.
Gyújtáskihagyás
A gyújtásrendszert átvizsgálni.
5. ábra: pillangószelep potenciométer csúszka által adott jó és rossz jelek
szolgáltatnak információkat, kiegészítve a fordulatszám- és egyéb korrekciós adatokkal. Mûködésük alapfeltétele a tápfeszültség korrekt megléte. De nagyon fontos vizsgálat a szemrevételezéses is, mint a rendszerbe bejutott olajmaradék, olajköd, vagy egy szétnyílt (6. ábra) levegõszûrõ részecskéi, melyek megzavarják a tényleges levegõáramlást. A két egység további vizsgálata eltér egymástól. A torlócsappantyús, illetve torlótárcsás levegõmennyiség-mérõknél a torlólapát elmozdulásával a feszültségváltozás egy csúszópályán mozgó csúszkával fogható fel, hasonlóan a pillangószelep potenciométeréhez. Utóbbi elhasználtsági foka az elõzõekben ismertetett villamos zajvizsgálattal tehetõ láthatóvá. Ezenkívül az egyes alkatrészeket szemrevételezéssel is ellenõrizni kell, pl. nem hajolt-e el a torlólapát a hibás gyújtás hatására bekövetkezõ utógyújtás miatt,
1. táblázat: az egyes kipufogógáz-alkotók értékei és a lehetséges hibák kapcsolata sai nagyon fontos információkat szolgáltatnak a keverék összeállításához. Rendszerint a potenciométert a vezérlõegység látja el +5 V feszültséggel. Ennek a multiméterrel mérhetõ feszültségnek a megléte mellett létezik egy további vizsgálat, az ún. oszcilloszkópos villamos zajvizsgálat is. A potenciométer ellenálláspályáján mozgó csúszka ide-oda mozgatásával láthatóvá tehetõ a feszültség változása (5. ábra), mely a görbére szuperponálódó ingadozással, a görbe kiszõrösödésével a motor üzemében enyhe rángatást okozhat. A görbén tapasztalható ugrálások a kopott helyekre mutatnak rá, melyek fõképpen
34
a részterhelés-tartományban, mint a legtöbbet használt felületen helyezkednek el. A megoldás a komplett egység cseréje. Esetenként fellépõ hibajelenségeknél a rázkódás mellett a nedvességre vagy a csatlakozások meglazulására is gyanakodhatunk, melyeket meg kell vizsgálni.
Levegõmennyiségés tömegárammérõk A befecskendezendõ tüzelõanyagmennyiség beállításához szükséges alapadatok meghatározásához
6. ábra: levegõszûrõ tiszta oldalának állapota, mely a leváló részecskéivel zavarokat okoz
autótechnika
2002/10
diagnosztika
tömített-e a ház, és könnyen mozgatható-e a lapát tengelye. A levegõtömegáram-mérõknél kétféle típust használnak. A hõdrótos levegõtömegáram mérõket (kb. 1990 közepéig építették be) és a réteg-ellenállású vagy hõfilmes tömegárammérõket. Mindkét változatnál a mûködtetõ feszültség mellett a ténylegesen kimenõ feszültséget is mérni kell, a terhelés és a fordulatszám függvényében. A zajmérés itt nem értelmezhetõ. Ha a vezérlõegységhez menõ feszültség kicsi, a mindenkori terhelési és fordulatszám-tartományban hibák lépnek fel. A levegõtömegárammérõk vizsgálatakor a motornak üzemmelegnek kell lenni, és az összes elektromos fogyasztót ki kell kapcsolni. Ha nincs gyári adat, marad egy hasonló jármûével történõ összehasonlítás.
7. ábra: az oszcilloszkóp jól mutatja a levegõmennyiség-mérõnél gázfröccsadáskor jelentkezõ beugrásokat. Csökkenõ teljesítmény és enyhe rángatás gyorsításkor
A megítélés pontosságának a növelése érdekében a próbaút során a feszültség értékét harmadik sebességfokozatban teljes terhelésnél olvassuk le (jegyezzük fel a fordulatszámot is). A mûhelygyakorlatban az oszcilloszkóp képe gázfröccs adásakor a hibás légmennyiségmérõt gyorsabban és megbízhatóbban leplezi le, mint a mért adatok vagy a hibatárolóból kiolvasott értékek. Mély barázdák a jel (7. ábra) lefutásán egyértelmûen rámutatnak a vezérlõegység számára hibás információkat adó helyekre, és okai/elõidézõi a terhelés alatti gyorsuláskor jelentkezõ, általában enyhe rángatásnak vagy a maximális teljesítmény csökkenésének. A hõdrótos levegõtömeg-mérõknél még a hõdrót szabad izzása is megvizsgálandó. Ennek érdekében a hõdrótot a vezérlõegységbe írt ciklus szerint elõírt ideig (kb. 1 s) izzítani kell. Magá-
36
nak a huzalnak a szabad izzása a motor leállítása után, a lehúzott tömlõ helyén betekintve a légnyelésmérõbe, megfigyelhetõ. Levegõtömegmérõ-csere alkalmával a tisztaságra nagyon kell figyelni. Nem szabad semmiféle visszamaradó szennyezõnek, hulladéknak, tisztítóruhának vagy más hasonló tárgynak a hõdróttal, vagy a hõfilmmel érintkezésbe kerülni.
Terhelésérzékelés szívócsõnyomás-méréssel Számos központi befecskendezõrendszernél a terhelés érzékeléséhez szívócsõnyomás-mérõt (MAP-szenzort) szerelnek be. Azok a kiviteli megoldások, ahol a növekvõ terheléssel együtt folyamatosan maga a feszültség változik a szívócsõ nyomásával arányosan, nagyon széles körben elterjedtek. Frekvencián keresztüli jelillesztést kizárólag a Fordnál találhatunk. A stabilizált tápfeszültséget (legtöbbször 5 V) rendszerint a hárompólusú dugaszoló külsõ késén keresztül vezetik be, míg a szívócsõ nyomásától függõ kimeneti feszültséget a középsõ csatlakozón keresztül juttatják el a vezérlõkészülékhez. Ennél az alkatrésznél is nagyon fontos a szemrevételezés. A legkisebb tömítetlenség az ún. p/n- (szívócsõnyomás/fordulatszám) vezérelte megoldásnál végzetes hatással van a rendszerre. A hosszú ideig tartó használattól elöregedett depressziós (vákuum) csövek az összelapulásukkal vezethetnek hamis információkhoz. Amennyiben már magában a vezérlésben nem került sor a hihetetlen vagy a hiányzó jelek letiltására, a kimeneti feszültséget a meglévõ szívócsõnyomás (depresszió) függvényében vezérli ki a rendszer. A tényleges értékek mérésére egy multiméter is alkalmas. Oszcilloszkópon a jellefutásokkal további zavarok is láthatóvá tehetõk. Egy kézi vákuumszivattyú azonban nagyon sokat segíthet a hibafeltárásban.
A befecskendezõszelepek Befecskendezésvezérlés áramszabályozás nélkül. Ilyen rendszer szerint dolgoznak a széles körben
elterjedt MPI- (Multi-Point-Injection) rendszerek, mint a Bosch Motronic vagy a Siemens Simtec. Ennél a rendszernél a befecskendezõ mágnesszelepét (tekercsét) üzemi feszültséggel táplálják. A szelepek nyitásához a tekercsek a teljes nyitási idõre a vezérlõegységtõl jövõ testtel kapcsolódnak össze. Záráskor a befecskendezõszelep tekercsében keletkezõ mágnesmezõ-változás alapján egy indukciós csúcs jön létre, mely az oszcilloszkópon jól megfigyelhetõ. A kiugró csúcs hiánya esetén vagy a tekercs hibás, a tápfeszültség a terhelés hatására összeomlik, vagy a befecskendezõszelep szennyezõdés/ kokszosodás miatt mechanikusan leblokkolódott, illetve nehezen mozgatható. Befecskendezésvezérlés folyamatos áramszabályozással. Ennél a változatnál is a befecskendezõszelepet üzemi feszültséggel látják el, de ebben az esetben a befecskendezési impulzus két tartományra oszlik. Az elsõ részben a tekercstestre kapcsolással nyitják a szelepet, és nyitva tartják az alapbefecskendezés idõtartamáig. A második részben belép az áramszabályozás, és csökkentett áramellátással a szelepet nyitva tartja a pontosan meghatározott nyitvatartási idõ végéig. Oszcilloszkópon a két feszültség közötti különbség leolvasható. Befecskendezésvezérlés impulzusos áramszabályozással. Itt ugyancsak áramszabályozással mûködtetett rendszerrõl van szó, amelynek ütemét a vezérlõegység határozza meg. Az SPI-rendszerhez hasonlóan a befecskendezõszelep testre kapcsolásával történik meg az alapbefecskendezési idõ beállítása, de az alapbefecskendezési idõ eltelte után is a befecskendezõszelep a teljes befecskendezési idõ eléréséig nyitva marad. Ennek a rendszernek ismert képviselõje a Nissan ECCS befecskendezõrendszere. Az MPI-rendszer vizsgálatánál minden egyes befecskendezõszelepen mérhetõnek kell lenni a befecskendezési impulzusnak, azaz a feszültségnek. Amennyiben hiányzik ez az impulzus, azaz nincs vezérlés a vezérlõegység részérõl, az érintett henger egyáltalán
autótechnika
2002/10
diagnosztika
zümmögõ zaj ultrahangos rezgésmérõvel végrehajtott megfigyeléssel (9. ábra), vagy csak a szelepcsatlakozók sorban történõ lehúzásával végezhetõ el.
Záró gondolatok
8. ábra: a befecskendezõszelep mûködési rendellenessége különbözõ lerakódások hatására a szkópképen is jelentkezik
vagy esetenként nem kap tüzelõanyagot (8. ábra). Következménye az indítási nehézség, gyújtáskihagyás, egyenetlen motorjárás stb. A hibahely megállapítása a motorjárást vizsgáló mûszerrel, oszcilloszkóppal (szegény keveréket jelzõ kiugrás), négykomponenses gázelemzõvel (a HC-tartalom túl nagy/CO-tartalom nagyon kicsi), a befecskendezõszelep megfigyelésével szemrevételezéssel, sztetoszkóppal, a
autótechnika
2002/10
Végezetül megismételjük cikkünk célját: általánosságban nem márkaspecifikusan bemutatni a motorvezérlõ rendszer9. ábra: kézzel is érzékelhetõ a befecskendezõszelepek ben elõforduló, gyújtáskiegészséges mûködése hagyáshoz és rángatáshoz vezetõ hibákat. A A tényleges értékek ismerete nagyon diagramok, képek is általánosak. A fontos, ennél azonban sokkal fontohibakeresés helyes útjának a megtasabb annak az ismerete, hogy mit és lálásához a szakmai és a rendszerishol mérjek és egyáltalán helyes-e a meret adhatja az igazi alapot. Kétségtelen, hogy az aktuális diagnoszti- mérési eredményem. Aki nincs ezeknek a birtokában, csak egyet kai mûszerekkel a hibafelderítés gyorsabb és egyszerûbb, a hibakere- tehet, egy továbbképzési tanfolyamon megtanulja. sés irányított, de néha nagyon is Dr. Pordán Mihály félrevezetõ!
37
