Wprowadzenie w latach 1998–1999 przez koncern Volkswagen jednostek napędowych z bezpośrednim wtryskiem i pompowtyskiwaczami okazało się przełomowym punktem w rozwoju układów wtrysku paliwa do silników Diesla. Redukcja zużycia paliwa i wzrost mocy silnika stały się możliwe dzięki precyzyjnemu dawkowaniu paliwa, gdyż nowy układ zasilania pozwalał na wtrysk dawki przy maksymalnym ciśnieniu wynoszącym prawie 2050 barów. Późniejsze ewolucje tego systemu pozwoliły na podniesienie ciśnienia generowanego przez pompowtryskiwacze do pułapu 2200 barów. Do zalet tego układu zasilania należy dodać jego kompaktową budowę: sam pompowtryskiwacz to jednostka zawierająca wtryskiwacz, pompę wysokociśnieniową oraz elektromagnetyczny zawór sterujący. Ponadto wyeliminowano całkowicie przewody paliwowe, wykluczając szkodliwe pulsacje ciśnienia, które pogarszały precyzyjne dawkowanie paliwa. Niestety zastosowanie pompowtryskiwaczy znacznie komplikowało budowę tak głowicy silnika, jak i układu rozrządu. Na proces sterowania danym pompowtryskiwaczem znaczący wpływ ma stan samego wałka rozrządu, a szczególnie krzywek sterujących i współpracujących z nimi popychaczy rolkowych.

Najczęstsze objawy uszkodzenia pompowtryskiwaczy

Typowe symptomy niesprawności pompowtryskiwaczyto m.in.:

1. brak możliwości osiągnięcia pełnej mocy silnika, odczuwalne szarpnięcia podczas przyspieszania,
2. brak możliwości uruchomienia silnika lub trudności z jego uruchomieniem,
3. nierównomierna praca silnika na biegu jałowym i podczas przyspieszania,
4. charakterystyczny metaliczny hałas z okolic głowicy/wałka rozrządu powiązany z brakiem mocy silnika,
5. podwyższone wartości korekty wtrysku dla danego cylindra,
6. nadmierne dymienie, szczególnie widoczne podczas przyspieszania.

Przy naprawie układów zasilania z pompowtryskiwaczami należy wziąć pod uwagę czynnik zużycia jednostki napędowej. Większość samochodów serwisowanych w warsztatach to pojazdy, które osiągnęły już przebiegi rzędu 250–350 tys. km. Przy tak dużym przebiegu silnik może już wymagać poważnych napraw (regeneracji głowicy lub kompletnego remontu jednostki napędowej). Należy pamiętać, że wymiana pompowtryskiwacza z elektromagnetycznym zaworem sterującym mocowanego do głowicy za pośrednictwem jednej śruby powinna zostać poprzedzona weryfikacją stanu gniazda mocującego pompowtryskiwacz. Dosyć często dochodzi do sytuacji, w której wymieniony pompowtryskiwacz został nieprawidłowo zamocowany w głowicy, gdyż gniazdo nosiło ślady wybicia i powinno podlegać wcześniejszej regeneracji.

Diagnostyka układu zasilania z pompowtryskiwaczami – silnik 1.9 TDI (kod AVF)

Diagnostyka powinna obejmować swoim zakresem jazdę próbną, odczytanie kodów błędów sterownika silnika oraz badanie z użyciem oscyloskopu.

1. Jazda próbna służy weryfikacji pracy jednostki napędowej. Sprawdzana jest reakcja na gwałtowne przyspieszanie (na trzecim biegu). Ocenie podlega również stabilizacja biegu jałowego.

2. Odczytanie kodów błędów sterownika silnika powinno zostać uzupełnione o analizę dawek korekcyjnych dla poszczególnych pompowtryskiwaczy.
W sytuacji, gdy zostanie potwierdzone przekroczenie progu korekty danego pompowtryskiwacza, należy rozpocząć diagnostykę cylindra, na którym korekta występuje. Warto wstępnie przeprowadzić pomiary za pomocą oscyloskopu i odczytać wartość kompresji względnej. Jeśli jej wartości na cylindrach, których dotyczy korekta, są niskie, należy przeprowadzić dokładny test ciśnienia sprężania z wykorzystaniem manometru. W przypadku potwierdzenia niewystarczającej sprawności danego cylindra należy go naprawić i ponownie odczytać wartości korekcyjne. Jeśli jednak oscyloskopowe badanie kompresji względnej nie wykaże żadnych nieprawidłowości, należy ściągnąć pokrywę zaworową i dokładnie zweryfikować stan wałka rozrządu oraz dźwigniowych popychaczy rolkowych. Wałek nie może nosić śladów zużycia na krzywkach sterujących danym pompowtryskiwaczem ani pracą zaworów. Zużycie powierzchni krzywek sterujących zaworami ma niebagatelny wpływ na pracę silnika i układu zasilania, ponieważ wymiana ładunku w cylindrze będzie przebiegać w sposób niewłaściwy. Uwaga: przed wymianą wałka rozrządu należy zmierzyć ciśnienie oleju w układzie smarowania, gdyż niejednokrotnie przyczyną nadmiernego zużycia wałka rozrządu jest usterka układu smarowania (wyeksploatowana pompa oleju, zatkany smok pompy, awaria zaworu regulacji ciśnienia oleju).

3. Diagnostyka z użyciem oscyloskopu
Gdy zostaną wyeliminowane lub usunięte wszelkie nieprawidłowości w obszarze mechanicznym silnika, można przystąpić do diagnostyki za pomocą oscyloskopu. Sondę oscyloskopu podpinamy do wtyku sygnałowego złącza badanego pompowtryskiwacza lub przy odpowiednim przewodzie przy sterowniku silnika. Łączymy się z masą pojazdu i zapinamy cęgi prądowe na kablu zasilającym pompowtryskiwacz. Uzyskany przebieg doskonale obrazuje poszczególne fazy pracy elektromagnetycznego zaworu pompowtryskiwacza (ilustracja).

Oscylogram obrazujący przebieg prądowy elektromagnetycznego zaworu sterującego pompowtryskiwaczem. © Mariusz Leśniewski

Oscylogram obrazujący przebieg prądowy elektromagnetycznego zaworu sterującego pompowtryskiwaczem.

Kształt krzywej (1) wskazuje jednoznacznie na rozpoczęcie fazy przyciągania (nagły wzrost prądu przyciągania). Następnie w punkcie (2) zawór elektromagnetyczny się zamyka, co inicjuje tłoczenie paliwa. Ciśnienie w komorze wtryskiwacza wzrasta i rozpoczyna się wtrysk paliwa. Obszar (3) odpowiada fazie podtrzymania prądu aż do momentu zakończenia wtrysku przy nagłym spadku prądu podtrzymania w punkcie (4), co powoduje zakończenie fazy wtrysku paliwa. Powyższy oscylogram można potraktować jako wzorzec definiujący prawidłowy przebieg prądu z cewki elektromagnetycznego zaworu sterującego pracą pompowtryskiwacza. Wnikliwa analiza tego wzorca pozwala ocenić stan elektromagnetycznego zaworu sterującego pompowtryskiwaczem i wyciągnąć kilka istotnych wniosków. Kluczowe znaczenie ma wartość prądu przyciągania, zależna od kondycji akumulatora oraz układu ładowania. Istotnym czynnikiem jest jakość styków na złączu wielowtykowym wiązki przewodów pompowtryskiwaczy (złącze na wejściu do głowicy), gdyż jakiekolwiek przerwy w ciągłości przewodów sterujących elektrozaworami pompowtryskiwaczy mogą zakłócić właściwy proces wtrysku paliwa.

Procedura demontażu/montażu pompowtryskiwacza obejmuje wymianę pierścieni uszczelniających typu o-ring oraz ich prawidłowe założenie. Również śruby mocujące pompowtryskiwacz podlegają każdorazowej wymianie uwzględniającej ich dokręcenie określonym momentem.