Działanie wtryskiwaczy powinno być kontrolowane w kilku przypadkach. Jednym z nich są objawy zewnętrzne, np. nadmierne dymienie lub nierówna praca silnika. Nadmierne dymienie może występować w różnych okolicznościach. Niebieskie zadymienie świadczy o spalaniu przez silnik oleju, natomiast białe najczęściej świadczy o tym, że wtryskiwane do cylindra paliwo nie jest całkowicie spalane. Dzieje się tak na przykład podczas „lania wtryskiwacza”, czyli wtedy, kiedy jest on uszkodzony i nie rozpyla paliwa, tylko wstrzykuje do cylindra jego strużkę. Najczęściej osiada ona na ściankach cylindra i gwałtownie odparowuje, tworząc niebieski dym. Wtryskiwacz, który „leje” paliwo, zamiast je wtryskiwać, jest na tyle groźny dla silnika, że może spowodować wypalanie dziur w tłoku. Przyczyną jest lokalne zwiększenie temperatury przez strugę paliwa. Tego typu uszkodzenie wtryskiwacza sprawia także spore kłopoty podczas uruchamiania samochodu – szczególnie zimą. Zauważalne jest również znaczne zmniejszenie mocy silnika i ogólne pogorszenie osiągów samochodu.

Innym wskazaniem do kontroli wtryskiwaczy jest przebieg samochodu, czyli przebieg samych wtryskiwaczy. Zazwyczaj się ich nie sprawdza, dopóki samochód jeździ. Mimo jednak z pozoru poprawnej pracy może się zdarzyć, że nie pracują one prawidłowo.

Do dalszej szczegółowej kontroli wtryskiwacza konieczny jest jego demontaż. Tutaj w wielu przypadkach mogą się pojawić pewne trudności, ponieważ w niektórych silnikach wtryskiwacz po dużym przebiegu jest zapieczony w głowicy. Często nawet użycie ściągacza z prasą hydrauliczną kończy się zniszczeniem wtryskiwaczy i koniecznością montażu nowych.

Procedura wymiany wtryskiwaczy

Jak przebiega procedura wymiany wtryskiwacza, objaśnia poniżej Arkadiusz Raczyński, inżynier wsparcia technicznego z firmy Delphi Technologies.
Po zidentyfikowaniu wadliwego wtryskiwacza przeprowadź wymianę, wykonując następujące czynności:

• Na początek za pomocą testera diagnostycznego obniż ciśnienie w układzie paliwowym.
• Następnie zdemontuj przewód wysokiego ciśnienia. Pamiętaj, aby zakryć wszystkie otwory. W ten sposób unikniesz zanieczyszczenia układu.
• Usuń przewody przelewowe wtryskiwaczy.
• Następnie odłącz od wtryskiwaczy wszystkie złącza elektryczne i za pomocą dedykowanego narzędzia wysuń wtryskiwacz z gniazda.
• Przed zamontowaniem nowego wtryskiwacza zanotuj nowy kod korekcyjny tego wtryskiwacza.
• Zdejmij nasadkę ochronną z rozpylacza i ostrożnie wsuń nowy wtryskiwacz na miejsce.
• Załóż zacisk mocujący i dokręć zgodnie z instrukcją producenta pojazdu.
• Następnie podepnij przewody przelewowe wtryskiwaczy.
• Zainstaluj przewód wysokiego ciśnienia i dokręć właściwym momentem (zgodnym z instrukcją producenta), używając do tego klucza dynamometrycznego.
• Przeprowadź procedurę odpowietrzenia wtryskiwaczy.
• Po odpowietrzeniu wtryskiwaczy podepnij złącze elektryczne (dotyczy wtryskiwaczy Delphi Technologies).
• Na koniec wprowadź kod korekcji wtryskiwacza do sterownika silnika za pomocą testera diagnostycznego (np. Delphi DS150E). Umożliwi to właściwe wysterowanie wtryskiwacza przez sterownik silnika, co zapewni podanie prawidłowej dawki paliwa.

Grzegorz Kaźmierczak, field service engineer w firmie DENSO Aftermarket, objaśnia, że w układzie zasilania Common Rail 1. generacji (który DENSO opracowało w 1995 r.), osiągnięto ciśnienie rzędu 120–145 Mpa. Wraz z rozwojem technologii każda kolejna generacja systemu Common Rail DENSO zapewniała coraz wyższe ciśnienie. 2. generacja wprowadzona w 2002 r., zapewniała w szynie ciśnienie rzędu 180 Mpa, 3. generacja (od 2007 r.) – 200 Mpa, a opracowana w 2015 r. (aktualna do dziś) 4. generacja zapewnia ciśnienie rzędu 250 Mpa (wtryskiwacze solenoidowe) i 270 Mpa (wtryskiwacze piezoelektryczne).

Współczesne wtryskiwacze 4. generacji są zdolne do wykonywania dziewięciu cyklów wtrysku na jeden cykl spalania. Rodzaj wtryskiwacza nie wpływa na wysokość ciśnienia, które jest wytwarzane przez pompę paliwa. Wysokie ciśnienie paliwa w systemie DENSO Common Rail jest wytwarzane tylko i wyłącznie w pompie paliwa, z której jest transferowane do szyny, a następnie do wtryskiwaczy. We wtryskiwaczach nie ma dodatkowego podnoszenia ciśnienia. Zwiększanie ciśnienia paliwa znacząco wpływa na ograniczenie zużycia paliwa i zmniejszenie ilości spalin emitowanych przez pojazd.

Współczesne wtryskiwacze 4. generacji są zdolne do wykonywania dziewięciu cyklów wtrysku na jeden cykl spalania. Rodzaj wtryskiwacza nie wpływa na wysokość ciśnienia, które wytwarza pompa paliwa.

Grzegorz Kaźmierczak Field service engineer, DENSO Aftermarket

Delphi Technologies oferuje profesjonalne szkolenia techniczne w zakresie naprawy i diagnostyki układów Common Rail. Więcej na stronie www.delphi-diagnostyka.pl

Arkadiusz Raczyński Inżynier wsparcia technicznego, Delphi Technologies

Kontrolka ostrzegawcza silnika MIL informuje tylko o błędach mających wpływ na jakość spalin. W Europie problemy związane z systemem wstępnego podgrzewania nie są klasyfikowane jako związane ze spalinami. Dlatego też w przypadku problemów ze świecami żarowymi czasami kontrolka ostrzegawcza silnika się nie zapali.

Dawid Pauszek Manager technical support aftermarket Eastern Europe, NGK

Co naprawiać, a czego nie

Aby naprawić wtryskiwacze elektromagnetyczne, w większości przypadków wystarczy wymienić uszkodzone elementy. W przypadku wtryskiwaczy piezoelektrycznych producenci są zdania, że ich naprawiać się nie powinno. Wynika to z rygorów, które dotyczą precyzji wykonania i wymaganej czystości montażu. Ewentualna naprawa wtryskiwaczy piezoelektrycznych musi się odbywać w warunkach najwyższej czystości.

Z uwagi na skomplikowaną budowę wtryskiwaczy elektromagnetycznych można zaobserwować wśród producentów trend, który przejawia się w stosowaniu hydraulicznego wzmocnienia ciśnienia wtrysku w tego rodzaju wtryskiwaczach.

Urządzenia kontrolne

Na rynku dostępnych jest wiele zaawansowanych urządzeń, które pozwalają kontrolować wtryskiwacze pracujące w układach Common Rail (czyli wtryskiwacze sterowane elektrycznie).

Przykładem urządzeń do testowania tego typu wtryskiwaczy są testery EPS 118 i EPS 205, produkowane przez firmę Bosch, oraz YDT-35, produkowany przez firmę Hartridge i na naszym rynku oferowany przez Delphi. Za ich pomocą można skontrolować praktycznie wszystkie parametry wtryskiwacza, tj. rozpylenie paliwa, ciśnienie, szczelność przelewów, a także parametry elektryczne wtryskiwacza. Ponieważ są to urządzenia precyzyjne, które pracują przy wysokich ciśnieniach, stosuje się w nich zamiast oleju napędowego (co ma miejsce w urządzeniach ręcznych), płyn do kalibracji zgodny z normą ISO 4113.

Procedura pomiaru przewiduje napełnienie urządzenia płynem kalibracyjnym tak, aby w komorze wtryskowej nie było pęcherzyków powietrza. Po zamontowaniu w uchwycie wtryskiwacza i podłączeniu przewodu hydraulicznego oraz przewodów sterujących można rozpocząć test. Testuje się jakość rozpylenia płynu, co polega na ocenie wizualnej kształtów stożków rozpylanego płynu. Wtryskiwacz sprawdza się także elektrycznie pod kątem uszkodzenia cewek w elektromagnesie lub usterek stosów piezoelektrycznych.

Dodatkową wartością, którą można zmierzyć, jest stopień szczelności wtryskiwacza. Określa on, czy płyn nie przedostaje się z układu ciśnieniowego do przelewów w czasie, kiedy wtryskiwacz nie jest zasilany. W przypadku nieszczelności możliwe jest określenie jej skali.

Kontrola przelewów wtedy, gdy wtryskiwacz jest normalnie sterowany, może pomóc w określeniu, czy wtryskiwacz wymaga interwencji, czy nie. Kontrola taka odbywa się na zasadzie porównania z innymi wtryskiwaczami wymontowanymi z tego samego silnika.

Kontrola wtryskiwaczy

Podczas kontroli wtryskiwaczy najważniejsze jest zachowanie sterylności, dlatego konieczne jest sprawdzenie czystości dyszy. W przypadku jej zabrudzenia należy wyczyścić ją przy pomocy myjki ultradźwiękowej lub miękkiej szczotki drucianej. (W tym drugim przypadku należy ominąć końcówkę dyszy, aby jej nie uszkodzić).
Do komory wtryskowej oraz zbiornika urządzenia należy wlać płyn kalibracyjny, po czym urządzenie należy przypiąć do sieci sprężonego powietrza z ciśnieniem 5–10 barów.

Kolejnym krokiem jest zamontowanie wtryskiwacza w uchwycie. Po unieruchomieniu samego wtryskiwacza należy go podłączyć do zasilania płynem i do sterowania elektrycznego. Niektóre urządzenia są wyposażone w dostawkę, która pozwala na mierzenie ilości paliwa przedostającego się do przelewów zwrotnych.

Po zamontowaniu wtryskiwacza można przystąpić do testu. Na tym etapie zaczynają być widoczne wyraźne różnice między urządzeniami. Niektóre z nich potrafią samoczynnie rozpoznać rodzaj zamontowanego wtryskiwacza i odpowiednio wysterować jego zasilanie. Natomiast inne wymagają ręcznego ustalenia typu wtryskiwacza.

Podczas testu kontroluje się rozpylanie, czyli kształt i jakość strumieni wydobywających się z dyszy. Dodatkowo sprawdza się szczelność wtryskiwacza przez kontrolę upływności ciśnienia w stronę przewodów przelewowych. Podczas normalnego sterowania testuje się także ilość paliwa przepływającego przez przelewy. Ma to znaczenie porównawcze podczas kontroli kilku wtryskiwaczy z tego samego silnika i pozwala na określenie, który z nich jest uszkodzony.

Do zapłonu – świece

Ze świecami żarowymi jest podobnie jak z wtryskiwaczami. Konieczność ich wymiany zaczyna być dla kierowcy oczywista najczęściej dopiero wtedy, gdy na desce rozdzielczej zapali się kontrolka z symbolem świec żarowych. Innym objawem może być problem z uruchomieniem silnika zimą lub nierówna praca tuż po uruchomieniu. Od czasu, kiedy powszechnie zaczęto stosować wtrysk bezpośredni, problem trudności w rozruchu zimą stał się jednak mniej uciążliwy.

Świece żarowe jednak są potrzebne, ponieważ gwarantują równą pracę silnika tuż po uruchomieniu i dbają, żeby w pierwszych chwilach po uruchomieniu nagrzewać powietrze dostające się do cylindrów. Oczywiście ma to na celu obniżenie emisji węglowodorów i poprawę równomierności biegu silnika. To oznacza, że świeca żarowa jest zasilana nie tylko w chwili rozruchu, ale też przez pewien czas po nim.

Za zasilanie świec żarowych odpowiada sterownik silnika i ten też informuje kierowcę o uszkodzeniu którejś z nich. Dawid Pauszek, manager technical support aftermarket Eastern Europe w firmie NGK, wyjaśnia, że kontrolka ostrzegawcza silnika informuje tylko o błędach, które wpływają na jakość spalin. W Europie problemy związane z systemem wstępnego podgrzewania nie są klasyfikowane jako związane ze spalinami. Dlatego w przypadku problemów ze świecami żarowymi czasami kontrolka ostrzegawcza silnika się nie zapali.

Niektóre pojazdy są wyposażone w dodatkowe kontrolki lub wyświetlacze, które pokazują odpowiednie komunikaty. Mogą się one uaktywnić w przypadku usterki świec żarowych. Czasami niemożliwe jest odczytanie kodów usterek przy pomocy testera diagnostycznego, więc aby mieć pewność, należy przeprowadzić kontrolę świec żarowych. Powszechne metody to:

• pomiar oporności/rezystancji zwykłym multimetrem – dokonujemy pomiaru na zimnej świecy (nigdy nie należy mierzyć rezystancji, kiedy płynie prąd),
• pomiar prądu przy pomocy amperomierza szczypcowego – świece sprawdza się w rzeczywistych warunkach pracy. Wartości referencyjne można odczytać z bazy TecDoc. Dodatkowo można wykorzystać tester z modulacją szerokości impulsu PWM.

Kontrola świecy żarowej nie jest skomplikowana, jednak należy pamiętać, że nowoczesne świece żarowe mogą być sterowane sygnałem PWM ze zmienną czasu trwania poszczególnych napięć. A napięcie podane na świecy żarowej może być średnią wartością napięcia zasilającego. Dlatego zawsze upewnij się, jaki to rodzaj świecy, aby przeprowadzić odpowiedni test.