Kodowanie wtryskiwaczy
Układy wtryskowe Common Rail bezsprzecznie zdominowały rynek nowoczesnych silników wysokoprężnych. Historia pierwszych seryjnie montowanych układów opartych na wspólnej szynie zasobnikowej sięga roku 1997, kiedy to włoska marka Fiat zastosowała układ CR w silnikach JTD w Alfie Romeo, spełniając ówcześnie obowiązującą normę Euro 2.
Pojawiające się w kolejnych latach normy Euro 3, 4, 5 oraz 6 stawiały przed producentami coraz wyższe wymagania dotyczące dokładności wykonania poszczególnych elementów układu wtryskowego.
Stosowanie zaawansowanych technologii w procesie produkcji komponentów układu CR, a w szczególności wtryskiwaczy, nie gwarantowało wytworzenia podzespołów charakteryzujących się identycznymi parametrami dawkowania. Różnice pomiędzy wtryskiwaczami początkowo rekompensowane były poprzez zastosowanie funkcji „korekty dawek”, dzięki której systemy pierwszej generacji spełniały normy spalin przewidziane przez normę Euro 2.
Wprowadzenie w 2000 roku normy Euro 3, która przewidywała radykalną redukcję ilości węglowodorów oraz tlenków azotu, definitywnie wymusiło na producentach stworzenie bardziej zaawansowanej procedury wtrysku, umożliwiającej kontrolowanie poszczególnych dawek każdego cyklu podawania paliwa. W tym celu, przy zastosowaniu zaawansowanych algorytmów matematycznych, została stworzona procedura selekcjonowania wtryskiwaczy na grupy, jak również przypisywania im indywidualnych kodów (IMA) charakteryzujących ich elektryczne i strukturalne cechy. Wdrożenie opracowanego rozwiązania umożliwiło tym samym zrekompensowanie różnic pomiędzy poszczególnymi egzemplarzami wtryskiwaczy schodzących z linii produkcyjnych. Grupy oraz indywidualne kody odnoszą się do właściwości danego wtryskiwacza pod względem wartości przepływu paliwa, czasu reakcji na zadawane impulsy elektryczne oraz wydajności uzyskiwanych przy różnych ciśnieniach paliwa.
Od tego momentu każdy z wtryskiwaczy po fazie produkcji zostaje przetestowany na specjalistycznym stanowisku badawczym w celu przypisania go do odpowiedniej grupy lub nadania mu indywidualnego kodu charakterystyki. Dlatego też w trakcie montażu wtryskiwacze muszą zostać zaprogramowane w sterowniku ECU w celu „poinformowania go” o konieczności nadania stosowanych współczynników korekt dla poszczególnych wtryskiwaczy, co przekłada się bezpośrednio na kulturę pracy silnika, jego sprawność, a co się z tym wiąże – na zużycie paliwa oraz zachowanie norm jakości spalin.
Dobrym przykładem jest Ford Mondeo z silnikiem AZBC 2.0 16v TDCi wyposażonym w sterownik Siemens SID 206 [--/07>--/09]. W tym przypadku producent przyjmuje formę przypisywania odpowiedniej klasy wtryskiwacza poprzez wprowadzenie oznaczeń: 4, 5 lub 6 (ilustracja 1.).
Na podstawie klasy wtryskiwacza, sterownik wtrysku może właściwie zarządzać wtryskiwaczami i dzięki temu uzyskać optymalną mieszankę w każdym z cylindrów.
Należy pamiętać, że klasyfikacja musi być taka sama dla wszystkich pracujących w układzie wtryskiwaczy. Dlatego też w przypadku wymiany jednego z nich – nowy podzespół musi należeć do tej samej klasy.
Z kolei układ wtryskowy producenta Delphi, montowany m.in. w Fordzie Mondeo 2.0 16v TDCi o oznaczeniu FMBA, wyposażony został we wtryskiwacze posiadające szesnastoznakowy heksadecymalny kod identyfikacji (ilustracja 2.).
Przeprowadzenie kodowania po wymianie niesprawnego wtryskiwacza
Przykładem kolejnej formy charakterystyki poprzez indywidualny kod wtryskiwacza jest układ CR stosowany np. w silniku o oznaczeniu T1DA 1,6 8v TDCi, montowany m.in. w Fordzie Focus MK3.
Bazując na powyższym przykładzie, w dalszej części artykułu zobrazowana zostanie procedura przypisania/zaprogramowania nowego wtryskiwacza. Do tego celu użyty został tester diagnostyczny Navigator TXTs firmy TEXA wspierany przez oprogramowanie IDC4e CAR. Biuletyny techniczne, które zostały aktywowane w przywołanym oprogramowaniu, dostarczają informacji na temat właściwego przeprowadzenia operacji krok po kroku, co ułatwia i przyspiesza wykonanie w sposób właściwy całej procedury przypisywania nowego podzespołu.
Biuletyn informuje, iż kodowanie wtryskiwaczy wymagane jest w przypadku wymiany jednego lub większej liczby wtryskiwaczy oraz że kodowanie może być również decydujące w sytuacji zaistnienia jednego lub większej liczby zarejestrowanych przez sterownik następujących błędów:
- P2336 Cylinder 1 powyżej wartości progowej spalania stukowego,
- P2337 Cylinder 2 powyżej wartości progowej spalania stukowego,
- P2338 Cylinder 3 powyżej wartości progowej spalania stukowego (ilustracja 3.),
- P2339 Cylinder 4 powyżej wartości progowej spalania stukowego.
Obecność jednego z wymienionych błędów, powodująca włączenie awaryjnego trybu silnika, jest wywołana osiągnięciem maksymalnej dozwolonej wartości licznika spalania stukowego.
W każdym z następujących przypadków: wymiany wtryskiwacza na nowy lub regenerowany, wystąpienia błędu o przekroczeniu maksymalnej wartości spalania stukowego, niezbędne jest przeprowadzenie procedury kodowania wtryskiwaczy.
W analizowanym przykładzie ze względu na uszkodzenie wtryskiwacza niezbędna jest jego wymiana. Na rysunku nr 4 czerwoną ramką oznaczony został kod uszkodzonego wtryskiwacza, który zapisany jest również w sterowniku silnika jako „Cylinder 3”. Na silniku zlokalizowana jest seryjna naklejka określająca pierwotne kody nadane podczas procesu produkcji wtryskiwaczy (ilustracja 5.). Jeżeli w przeszłości wtryskiwacze nie były wymieniane, kody z naklejki muszą pokrywać się z zamieszczonymi na wtryskiwaczach.
Procedura kodowania nowego wtryskiwacza
Pierwszym krokiem, jaki należy wykonać po fizycznej wymianie wtryskiwacza, jest połączenie się za pomocą oprogramowania diagnostycznego ze sterownikiem silnika (ilustracja 6.).
W zakładce „REGULACJE” należy wybrać interesującą nas procedurę – „CZYNNIKI KOREKCJI WTRYSKIWACZY”, po czym przejść do kolejnego okna, które zawiera informacje dotyczące zasadności wykonania danej regulacji oraz czynności, które należy wykonać podczas procedury. UWAGA: Należy bezwzględnie przestrzegać informacji podawanych przez oprogramowanie na wyświetlaczu urządzenia diagnostycznego, w przeciwnym wypadku procedura może zakończyć się niepowodzeniem.
Po wyborze „Zapisz” należy przejść do kolejnej strony, na której widnieją aktualnie zapisane kody oraz miejsce, w które należy wpisać kod nowo zamontowanego wtryskiwacza (ilustracja 8.).
Z racji tego, iż dokonana została fizyczna wymiana wtryskiwacza cylindra 3, w oznaczonym czerwoną ramką polu należy wpisać KOD odczytany z nowego wtryskiwacza. W tym przypadku jest to kod: A7JHHG. Chcąc zakończyć programowanie należy nacisnąć przycisk „Potwierdzić”, po czym oprogramowanie informuje operatora o potrzebie wyłączenia zapłonu i odczekania 50 sek., po czym cała procedura zostaje zakończona. Po zmianie kodów należy usunąć naklejkę informującą o seryjnie zamontowanych wtryskiwaczach.
Ostatnią czynnością w procesie wymiany wtryskiwacza, w przypadku niektórych systemów, m.in. opisywanego w analizowanym przykładzie układu CR, niezbędne jest wykonanie procedury „Wyzerowania wartości adaptacyjnych wtryskiwacza”. Po wykonaniu tej regulacji sterownik wykryje nowe parametry korekcyjne i je zapamięta.
Po prawidłowo przeprowadzonej procedurze programowania oraz wykonaniu resetu parametrów adaptacyjnych jednego lub kilku wtryskiwaczy, należy wykonać jazdę testową do momentu ustabilizowania się pracy silnika. Etap ten może trwać nawet przez kilkadziesiąt kilometrów.