Praktijkvoorbeeld van het diagnosticeren van een motormanagementstoring
1
Gegevens Merk: Peugeot Model: 307 Break Bouwjaar: 2006 Motor: 1.6 16v Motorcode: NFU Kilometerstand: 999.999
2
Klacht
Af en toe loopt de auto op drie cilinders. Dit is niet reproduceerbaar maar lijkt gecorreleerd met: • een omgevingstemperaturen rondom het vriespunt; • het opwarmen van de motor naar bedrijfstemperatuur. De storing kan verholpen worden door de motor uit te zetten, de sleutel te verwijderen en de motor opnieuw te starten. De eigenaar van de auto heeft twee specifieke situaties beschreven waarbij de storing is opgetreden: • tijdens het ijsvrij maken van de ruiten, enkele tientallen seconden na het starten van de motor terwijl deze stationair draait; • tijdens het rijden na een afstand van 700 à 800 meter vanaf het vertrekpunt van de auto waarbij de auto met koude motor is weggereden.
3
Historie voor het aanbieden bij autodiagnose.eu
De volgende onderdelen zijn vervangen voordat de auto aangeboden is bij autodiagnose.eu: • DIS-bobine vervangen; • bougies vervangen; • inlaatspruitstukdruksensor vervangen; • injector bij cilinder 2 vervangen; • injectorrail vervangen.
4
Diagnosewerkzaamheden
Een verbrandingsstoring kan veel oorzaken hebben. Daarom zijn alle onderdelen die het verbrandingsproces in de motor beïnvloeden onderzocht. Dit betreft: • de MAP sensor en de inlaatluchttemperatuursensor; • de koelvloeistofsensor; • de lambdasondes 1 en 2; • de injectoren; • de bobine, zowel het primaire als de secundaire circuit; • de pingelsensor; • de krukassensor. De temperatuur-contact-gevoeligheid van de stekkeraansluitingen van bovenstaande onderdelen op het onderdeel zelf als ook op de boordcomputeraansluiting is onderzocht door deze met vriesspray te bevriezen.
Pagina 1 van 16
Praktijkvoorbeeld van het diagnosticeren van een motormanagementstoring
Daarnaast is de toestand van de motor getest middels: • een compressiemeting; • een hoogfrequente drukmeting van het in- en uitlaatmechanisme van de motor. Tot slot is de vervuilingstoestand van het gasklephuis onderzocht.
4.1
Algemeen
Tijdens de gehele diagnose heeft de verbrandingsstoring zich niet voorgedaan. Wel zijn de volgende zaken opgevallen: • de motor loopt stationair enigszins onrustig; • bij het op contact staan zonder dat de motor draait slaat de brandstofpomp met tussenpozen van van enkele minuten ongeveer 2 seconden aan. Uitlezen van de boordcomputer van de auto bij binnenkomst laat geen foutcode anders dan een sporadische rempedaalsensor fout zien. Deze is gewist en tijdens de gehele diagnose niet meer teruggekomen.
4.2
MAP-sensor en temperatuursensor
Ondanks dat deze sensor vervangen is, is de werking vastgesteld met de oscilloscoop. In figuur 1 in bijlage 1 staat het resultaat van deze meting weergegeven. Daaruit volgt dat: • de MAP sensor direct reageert bij drukveranderingen: zie bereik A in figuur 1 in bijlage 1 waarbij het signaal van de MAP-sensor binnen een paar honderd milliseconden een wijzigingen in de luchtdruk aangeeft indien het gaspedaal kortstondig ingedrukt wordt. • de MAP sensor een juiste waarde weergeeft: • 1.4 tot 1.6 Volt bij een stationaire toestand van de motor: bereik B en D; • 1.1 tot 1.3 Volt bij een deellast toestand van de motor : bereik C. De werking van de temperatuursensor voor het meten van de temperatuur van de inlaatlucht is getest door de waarde die de boordcomputer weergeeft te vergelijken met een onafhankelijke temperatuurmeting in het luchtfilterhuis. Uit deze bepalingen volgt dat zowel de MAP-sensor als de temperatuursensor correct werken.
4.3
Koelvloeistoftemperatuursensor
De werking van de koelvloeistoftemperatuursensor is vastgesteld door enerzijds weerstandsmetingen uit te voeren bij een koude motor en een motor op bedrijfstemperatuur. Hieruit is naar voren gekomen dat de weerstand overeenkomt met de referentiewaarden die voor voor deze temperatuursensor gelden. Het resultaat van deze metingen staat in onderstaande tabel. Koelvloeistoftemperatuur
Gemeten weerstand
Referentiewaarde
Bevinding
15°C
2772 Ohm
20°C: 2000 - 3000 ohm
In orde
88°C
467 Ohm
90°C: 400 en 500 ohm
In orde
Tabel 1: Weerstandswaarden van de koelvloeistofsensor bij koude motor en de motor op bedrijfstemperatuur.
Pagina 2 van 16
Praktijkvoorbeeld van het diagnosticeren van een motormanagementstoring
Daarnaast is de door de boordcomputer geregistreerde temperatuur voor de koelvloeistof vergeleken met de bedrijfstoestand van de motor. Uit beide bepalingen zijn geen afwijkingen naar voren gekomen. De koelvloeistoftemperatuursensor werkt dus correct.
4.4
Lambdasondes 1 en 2
De werking van de lambdasondes is beoordeeld op: • spanning, stroom en weerstand van het verwarmingselement in de lambdasonde (zie figuur 2 en 3 in bijlage 1 voor lambdasonde 1 en figuur 4 en 5 in bijlage 1 voor lambdasonde 2); • het lambdasignaal dat de lambdasonde afgeeft (zie figuur 6 in bijlage 1 voor lambdasonde 1 en figuur 7 voor lambdasonde 2).
Foto 1: Spanningsmeting verwarmingselement en lambdasignaalmeting.
Foto 2: Stroommeting verwarmingselement.
De weerstand van het verwarmingselement (koud) van lambdasonde 1 is 8.8 Ohm en van lambdasonde 2 is 8.6 Ohm. Uit de weerstandswaarden gecombineerd met de resultaten van de spannings- en stroommetingen volgt dat de verwarmingselementen van beide lambdasondes correct werken. Het lambdasignaal van sensor 1 is eveneens in orde. De sinus neemt in frequentie toe indien de motor verandert van een stationaire toestand naar een deellast toestand (zie figuur 6 in bijlage 1). Het lambdasignaal van sensor 2 daarentegen lijkt in eerste instantie te kloppen, een horizontaal signaal bij circa 0.7 Volt, zie ook de eerste “stationair toestand” in figuur 7 in bijlage 1. Echter, op het moment dat de motor in een deellasttoestand wordt gebracht dipt het signaal naar 0.2 Volt. Enkele honderden milliseconden na deze dip hoort het signaal, bij constante deellasttoestand, direct weer op te lopen naar circa 0.7 Volt. Dit gebeurt niet en het signaal kabbelt, ook na terugval in stationaire toestand, voort op circa 0.2 Volt om vervolgens na een periode van 4 tot 5 minuten langzaam op te lopen naar 0.7 Volt. Om met zekerheid vast te stellen dat het gedrag van lambdasonde 2 daadwerkelijk afwijkt, is dezelfde meting uitgevoerd aan een Peugeot 307 uit 2007 met motorcode RFJ. Hieruit is naar voren gekomen dat bij stationair toerental het lambdasignaal circa 0.7 Volt is en bij het veranderen naar een deellasttoestand en constant houden van die deellasttoestand, het signaal enkele honderden milliseconden dipt naar 0.2 Volt om daarna meteen op te lopen naar 0.7 Volt.
Pagina 3 van 16
Praktijkvoorbeeld van het diagnosticeren van een motormanagementstoring
Het afwijkende gedrag van lambdasonde 2 in deze Peugeot ten aanzien van het theoretische gedrag van een lambdasonde na een katalysator en het gedrag dezelfde lambdasonde in de Peugeot met motorcode RFJ kan een tweetal oorzaken hebben: 1. Lambdasonde 2 is versleten en werkt niet meer correct. 2. Ergens tussen lambdasonde 1 en lambdasonde 2 wordt bij een eerste deellasttoestand extra zuurstof geïntroduceerd waardoor het signaal van lambdasonde 2 een correcte meting voorstelt. Nader onderzoek heeft uitgewezen dat oorzaak 2 de juiste is. Een visuele inspectie van het uitlaatspruitstuk laat scheuren zien, zie ook foto 3. Waarschijnlijk wordt er door een venturi-werking buitenlucht aangezogen via de scheuren in het uitlaatspruitstuk. Deze buitenlucht, met een zuurstofpercentage van 21%, wordt vermengd met de uitlaatgasstroom die een zuurstofpercentage van 0.5-1.5% heeft vóór de katalysator. Een uitlaatgasstroom met een zuurstofgehalte van 0.5-1.5% bevat na het passeren van een correct werkende katalysator geen zuurstof meer. Het lage lambdasignaal, 0.2 Volt, van lambdasonde 2 toont dus aan dat er na het passeren van de katalysator nog een zuurstofgehalte van 1.5% of hoger aanwezig is. De scheuren zijn provisorisch gerepareerd met uitlaatreparatiepasta om het effect op lambdasonde 2 te bekijken, zie foto 4.
Foto 3: Gescheurd uitlaatspruitstuk.
Foto 4: Provisorische reparatie.
Meting van lambdasonde 2 na het bedekken van de scheuren met uitlaatreparatiepasta heeft enkele seconden geleid tot een correct beeld. Helaas is het niet gelukt het signaal hiervan op te slaan. Korte tijd daarna is de uitlaatreparatiepasta weer opengescheurd en vertoont lambdasonde 2 weer hetzelfde foutieve signaal (zie figuur 7 in bijlage 1).
Pagina 4 van 16
Praktijkvoorbeeld van het diagnosticeren van een motormanagementstoring
4.5
Injectoren
De werking van de injectoren is beoordeeld door per injector een weerstandsmeting en een spanningsmeting uit te voeren. Hieruit is naar voren gekomen dat: • alle injectoren een weerstand van circa 13 Ohm hebben; • het spanningsbeeld van alle injectoren (in figuur 9 in bijlage 1 staat voor een van de injectoren het spanningsbeeld) in orde is, de aansturing valt binnen de referentiewaarde en de inductiepiek komt ook overeen met de referentiewaarde. Op basis van deze metingen wordt vastgesteld dat de injectoren geen afwijkingen vertonen.
4.6
Bobine
De werking van de bobine is beoordeeld door: • de primaire spanning te meten van beide bobines van het bobineblok; • de secundair spanning te meten op de vier uitgangen van de beide bobines. Hiervoor is het bobineblok gedemonteerd en zijn er bougiekabels aangebracht tussen het bobineblok en de bougies. De secundaire spanning is vervolgens inductief gemeten per bougiekabel met een spanningsverzwakker op de oscilloscoop. Ter illustratie zie foto 5.
Foto 5: Gedemonteerd bobineblok aangesloten met bougiekabels.
Zowel het primaire spanningsbeeld van beide bobines van het bobineblok (zie figuur 10 in bijlage 1) als het secundaire spanningsbeeld van de vier uitgangen van de beide bobines (zie figuur 11 in bijlage 1) ziet er normaal uit. Voordat het bobineblok teruggeplaatst is zijn alle contactoppervlakten van de bougieveren en de vier uitgangen van beide bobines gereinigd. Hierop was een licht aanslag waarneembaar. Omdat bij deze motoren bekend is dat deze erg gevoelig zijn voor het versleten bougies zijn er nieuwe Bosch FR8 SC+ bougies gemonteerd om te onderzoeken of deze een effect hebben op het enigszins onregelmatig stationair lopen van de motor. Omdat dit geen effect heeft op het stationair lopen van de motor en het secundaire spanningsbeeld van de vier uitgangen van de beide bobines zijn de oude bougies (NGK LFR6B) na reinigen, controleren van de weerstand en de contactpuntafstand weer teruggeplaatst.
Pagina 5 van 16
Praktijkvoorbeeld van het diagnosticeren van een motormanagementstoring
4.7
Pingelsensor
De werking van de pingelsensor is beoordeeld door het gegenereerde spanningssignaal op te nemen bij een deellasttoestand van de motor. Het gemeten signaal (zie figuur 12 in bijlage 1) komt overeen met een correct werkende pingelsensor.
4.8
Krukassensor
De werking van de krukassensor is beoordeeld door het gegenereerde spanningssignaal op te nemen bij het stationair draaien van de motor waarbij het signaal onderzocht is op vervormingen van de pieken. Het gemeten signaal (zie figuur 13 in bijlage 1) laat geen verstoringen zien.
4.9
Temperatuur-contact-gevoeligheid van de onderzochte onderdelen
Eventuele elektronische contactverstoringen van de stekkers van de onderzochte onderdelen, op zowel de onderdelen zelf als ook op de boordcomputeraansluitingen, is onderzocht door deze met vriesspray te bevriezen. Omdat dit geen effect heeft op de doorgave van het signaal van de onderzochte onderdelen aan de boordcomputer wordt geconcludeerd dat de stekkers bij koud weer niet dusdanig krimpen dat deze de verbinding tussen de sensor en de boordcomputer onderbreken waardoor een verbrandingsstoring wordt veroorzaakt.
4.10 Compressiemeting en hoogfrequente drukmeting van het in- en uitlaatmechanisme van de motor De mechanische toestand van het in- en uitlaatmechanisme en de zuigers van de motor is beoordeeld door het uitvoeren van: • een compressiemeting; • een hoogfrequente drukmeting in het inlaatspruitstuk en aan de uitlaat De compressiemeting laat een correcte afsluitdichtheid van de cilinders zien. De gemeten compressiedruk voor alle cilinders is tussen de 13.5 en 14 bar. Met de hoogfrequente drukmeting is de druk in het inlaatspruitstuk gemeten tijdens het stationair draaien van de motor. De drukpulsen van de inlaatkleppen gemeten in het inlaatspruitstuk als ook de drukpulsen veroorzaakt door de uitlaatkleppen gemeten in de uitlaat vertonen, buiten enkele marginale verschillen, geen afwijkingen (zie figuur 14 en figuur 15 in bijlage 1).
4.11 Vervuilingstoestand van het gasklephuis Vanwege het enigszins onregelmatig stationair lopen van de motor is het gasklephuis uitgebouwd en gereinigd. Op foto 6 en foto 7 is de aangetroffen vervuiling zichtbaar. Het reinigen van het gasklephuis heeft een positieve uitwerking gehad op het enigszins onregelmatig stationair lopen van de motor.
Pagina 6 van 16
Praktijkvoorbeeld van het diagnosticeren van een motormanagementstoring
Foto 6: Verontreinigd gasklephuis.
5
Foto 7: Verontreinigd gasklephuis.
Conclusie
In onderstaande tabel staan een samenvatting van de onderzochte onderdelen met daarbij de bevindingen. Onderzocht onderdeel
Bevinding
Opmerking
MAP-sensor (drukmeting)
In orde
–
MAP-sensor (temperatuurmeting)
In orde
–
Koelvloeistoftemperatuursensor
In orde
–
Lambdasonde 1 verwarmingselement
In orde
–
Lambdasonde 1 signaal
In orde
–
Lambdasonde 2 verwarmingselement
In orde
–
Lambdasonde 2 signaal
Niet in orde
Signaal is te laag, 0.2 Volt in plaats van 0.7 Volt. Oorzaak daarvan ligt echter niet bij de sensor, maar bij een lek uitlaatspruitstuk.
Injectoren
In orde
–
Bobine primair spanningsbeeld
In orde
–
Bobine secundair spanningsbeeld
In orde
Contactoppervlakten van de bougieveren en de vier uitgangen van beide bobines gereinigd.
Bougies
In orde
Uitwisseling met nieuwe Bosch bougies heeft geen effect op het enigszins onregelmatig stationair draaien van de motor. Nadat de oude bougies gereinigd zijn en de contactpuntafstand gecontroleerd is, zijn deze weer teruggeplaatst
Pingelsensor
In orde
–
Krukassensor
In orde
–
Tabel 2: Bevindingen van de onderzochte onderdelen.
Op basis van het onderzoek aan de onderdelen zoals vermeld in tabel 2 wordt geconcludeerd dat deze onderdelen allemaal naar behoren werken. Het onderzoek naar de mechanische toestand van het in- en uitlaatmechanisme en de zuigers van de motor heeft een correct beeld opgeleverd. Ook zijn er geen temperatuurgevoelige elektronische contactverstoringen in de stekkers van de onderzochte onderdelen aangetoond. Het vervuilde gasklephuis daarentegen had wel invloed op het enigszins onregelmatig stationair lopen van de motor. Na reiniging van het gasklephuis is dit verbeterd.
Pagina 7 van 16
Praktijkvoorbeeld van het diagnosticeren van een motormanagementstoring
Op basis van de bevindingen zoals verwoord in dit rapport wordt geconcludeerd dat de oorzaak van de sporadische verbrandingsstoring gezocht moet worden in het gescheurde uitlaatspruitstuk. De scheuren maken het mogelijk dat er buitenlucht, door een venturi-werking, in het uitlaatsysteem gezogen wordt waardoor voornamelijk lambdasonde 2 een te hoog zuurstof gehalte meet. Het enigszins onregelmatige stationair lopen van de motor, dat na het reinigen van het gasklephuis verbeterd is, is waarschijnlijk gerelateerd aan een vermenging van buitenlucht (21% zuurstof) met de uitlaatgassen (0,5-1,5% zuurstof) rondom, óók, lambdasonde 1. Het gevolg van een mengsel van buitenlucht en uitlaatgassen rondom lambdasonde 1 is dat de motor te rijk gaat lopen. Door de extra hoeveelheid zuurstof, welke niet het gevolg is van het verbrandingsproces in de motor, krijgt lambdasonde 1 een negatieve offset. Deze offset is schijnbaar van dien aard dat deze opgevangen kan worden door het regelbereik van de motor waardoor het, voor lambdasonde 1, lijkt alsof de motor uitlaatgassen produceert met een zuurstofgehalte van 0.5-1.5% zuurstof. Voorgaande hypothese is ook te rijmen met de klacht van de eigenaar, correlatie tussen een koude omgeving, een koude start en het optreden van de verbrandingsstoring; in een koude omgeving krimpt metaal en worden de scheuren in het uitlaatspruitstuk groter waardoor er relatief veel buitenlucht in de uitlaatgassen wordt aangezogen. Dit in vergelijking met een warm uitlaatspruitstuk waarbij de scheuren krimpen door het uitzetten van het metaal. De negatieve offset van lambdasonde 1 is bij een koud uitlaatspruitstuk dus groter dan bij een warm uitlaatspruitstuk. Daarbij opgeteld de automatische choke die bij een koude motor aanstuurt op een te rijk mengsel maakt dat er in een koude omgeving met een koude motor een veel te rijk mengsel geproduceerd wordt. Zeer waarschijnlijk veroorzaakt dit dan ook de verbrandingsstoring. Naarmate de motor warmer wordt, • wordt het uitlaatspruitstuk warmer waardoor het metaal uitzet en de scheuren krimpen; • wordt de inzet van de automatische choke minder, en zal de kans op een verbrandingsstoring afnemen omdat het mengsel, wel nog te rijk is, maar relatief gezien ten opzichte van een koude motor in een koude omgeving, veel minder rijk is.
6
Advies
Geadviseerd wordt om het uitlaatspruitstuk te vervangen en daarbij de katalysator te controleren op verstopping/vervuiling maar ook op scheurvorming in de buitenmantel. Na het vervangen van het uitlaatspruitstuk wordt geadviseerd om het lambdasignaal van lambdasonde 2 te controleren op de juiste werking zoals omschreven in paragraaf 4.4. Ten aanzien van het kort aanslaan van de brandstofpomp tijdens het op contact staan zonder dat de motor draait wordt geadviseerd een brandstofdrukmeting uit te voeren om vast te stellen of de brandstofpomp aanslaat omdat de druk wegzakt door een mogelijke lekkage van bijvoorbeeld het brandstofdruksysteem (leidingen en injectorrail) of een lekkende injector.
Pagina 8 van 16
Praktijkvoorbeeld van het diagnosticeren van een motormanagementstoring
BIJLAGE 1
Figuur 1: MAP sensor gemeten met de oscilloscoop.
Figuur 2: Spanning van het verwarmingselement in lambdasonde 1.
Pagina 9 van 16
Praktijkvoorbeeld van het diagnosticeren van een motormanagementstoring
Figuur 3: Stroom van het verwarmingselement in lambdasonde 1.
Figuur 4: Spanning van het verwarmingselement in lambdasonde 2.
Pagina 10 van 16
Praktijkvoorbeeld van het diagnosticeren van een motormanagementstoring
Figuur 5: Stroom van het verwarmingselement in lambdasonde 2.
Figuur 6: Signaalspanning van lambdasonde 1.
Pagina 11 van 16
Praktijkvoorbeeld van het diagnosticeren van een motormanagementstoring
Figuur 7: Signaalspanning van lambdasonde 2 met lek uitlaatspruitstuk.
Figuur 8: Signaalspanning van lambdasonde 2 met provisorisch gerepareerd uitlaatspruitstuk dat weer gescheurd is.
Pagina 12 van 16
Praktijkvoorbeeld van het diagnosticeren van een motormanagementstoring
Figuur 9: Spanningsbeeld van een van de injectoren. De andere injectoren vertonen een vergelijkbaar beeld en wijken niet af.
Figuur 10: Primaire spanningsbeeld van beide bobines van het bobineblok.
Pagina 13 van 16
Praktijkvoorbeeld van het diagnosticeren van een motormanagementstoring
Figuur 11: Secundaire meting van een van de vier uitgangen van de beide bobines van het bobineblok (signaal van de andere drie uitgangen is vergelijkbaar).
Figuur 12: Signaal pingelsensor.
Pagina 14 van 16
Praktijkvoorbeeld van het diagnosticeren van een motormanagementstoring
Figuur 13: Signaal krukassensor.
Figuur 14: Drukpulsmeting van de inlaatkleppen in het inlaatspruitstuk.
Pagina 15 van 16
Praktijkvoorbeeld van het diagnosticeren van een motormanagementstoring
Figuur 15: Drukpulsmeting in de uitlaat
Pagina 16 van 16
