Liga Mistrzów Diagnostyki prezentuje perypetie z rozrządem

5.8.2026

Rozpoczynamy nowy cykl publikacji – serwisant Dalibor Plischke z firmy MOTOR expert s.r.o. omówi w nim przypadki diagnostyczne związane z układem rozrządu. Na zakończenie serii podsumujemy zastosowane metody pracy i wyjaśnimy od strony teoretycznej zasadę działania systemów. Pierwszy przypadek dotyczy wypadania zapłonu w cylindrach 1 i 3 silnika Subaru Impreza 1.5R, kod EL15, rok modelowy 2008.

Po raz drugi zetknąłem się ze srebrną Imprezą 1.5R, choć nie miałem tej świadomości – szczegóły wyjaśnię pod koniec tej historii. Tymczasem kilka informacji: samochód trafił do warsztatu z powodu niestabilnej pracy silnika na biegu jałowym: obroty wahały się tak mocno, że silnik groził samoczynnym zgaśnięciem.

W chwili przyjęcia pojazdu do naprawy Impreza na biegu jałowym rzeczywiście gasła. Bezpośrednią przyczyną okazała się jednak „przyspieszona zmiana adresu warsztatu”: kolega z innego warsztatu przekazał pojazd klientowi bez filtra powietrza i pokrywy zamykającej obudowę filtra.

Ponadto przewód ssący obudowy filtra powietrza był zamocowany nieprawidłowo. Po zamontowaniu filtra i dokręceniu przewodu ssącego silnik przestał samoczynnie gasnąć, lecz bieg jałowy pozostał wyraźnie niestabilny – obroty zbliżały się do granicy zgaśnięcia.

Kontrolka MIL (Malfunction Indicator Lamp) naprzemiennie migała i zapalała się. Po zwiększeniu obrotów do ok. 2000 min⁻¹ praca silnika była znacznie stabilniejsza: podczas swobodnych przyspieszeń silnik bez zakłóceń reagował na wciśnięcie pedału przyspieszenia.

Kontrola pamięci usterek

Zgodnie z przypuszczeniami elektroniczny sterownik silnika ECU (Electronic Control Unit) zapisał kody DTC (Diagnostic Trouble Codes) dotyczące wypadania zapłonu w cylindrach 1 i 3 (ilustracja 1).

Ilustracja 1. Rejestr wypadania zapłonu w cylindrach.

Dotyczy to pierwszego rzędu cylindrów po stronie pasażera (cylinder 1 – przedni, cylinder 3 – tylny). Silnik EL15 to czterocylindrowy bokser – cylindry ułożone są poziomo po obu stronach wału korbowego. Pierwszy rząd, po prawej stronie pojazdu (strona pasażera), tworzą cylindry 1 i 3, a drugi rząd, po lewej stronie (strona kierowcy) – cylindry 2 i 4.

Diagnostyka testerem BOSCH KTS

Kontrola wartości rzeczywistych z użyciem testera Bosch KTS pozwoliła przeanalizować m.in. zapis czasu wtrysku na biegu jałowym (ilustracja 2).

Ilustracja 2. Rejestr czasu wtrysku na biegu jałowym.

Na ilustracji uwzględniono też dwie wartości graniczne krótkoterminowej korekty składu mieszanki, oscylującej w zakresie od –26,6% do +23,4%. Wahania regulacji lambda przekładały się na zmiany współczynnika nadmiaru powietrza λ w przedziale 0,8–1,2, czyli ±20% względem stechiometrycznej wartości λ = 1.

Towarzyszyły temu bardzo duże wahania prędkości obrotowej biegu jałowego – od ok. 357 do 1255 min⁻¹. Długoterminowa korekta paliwowa LTFT (Long Term Fuel Trim) pozostawała przy tym na stałym poziomie −1%.

Analiza dotychczasowych ustaleń

Jeżeli wartość LTFT utrzymuje się w pobliżu 0%, można z dużym prawdopodobieństwem wykluczyć problemy z dawkowaniem paliwa, błędne sygnały czujników obciążenia silnika MAP (Manifold Absolute Pressure) i MAF (Mass Air Flow) oraz nieszczelności układu ssącego. Widać również, że wahania amplitudy czasu wtrysku odpowiadały częstotliwości regulacji lambda na biegu jałowym – nie był to zatem przypadkowy objaw, lecz reakcja sterownika silnika na sygnał przedniego czujnika lambda pełniącego funkcję sprzężenia zwrotnego regulacji składu mieszanki.

Ze względu na aż 8 monitorowanych parametrów i wolne próbkowanie interfejsu szeregowego, nie wszystkie wskazania testera są wzajemnie zsynchronizowane w czasie. Przykładowo, jeśli wyświetlana wartość lambda wynosi 0,8 (mieszanka bogatsza o ok. 20%), krótkoterminowa korekta paliwowa z pewnością nie powinna być dodatnia – sterownik dodatkowo pogarszałby sytuację, jeszcze bardziej wzbogacając mieszankę.

Diagnostyka testerem silnikowym MTPro 4 z oscyloskopem

W kolejnym etapie wykorzystano tester silnikowy MTPro 4 z oscyloskopem cyfrowym. Analiza efektywności cylindrów wykazała, że na biegu jałowym cylindry 1 i 3 generują ujemne przyspieszenia wału korbowego – występuje na nich wypadanie zapłonu. Podczas kalibracyjnego przyspieszania na cylindrach 1 i 3 widoczne były wyraźne oscylacje wartości przyspieszenia w trakcie suwów rozprężania (ilustracja 3).

Ilustracja 3. Kontrola sprawności cylindrów.

Podczas swobodnego rozpędzania oraz w teście kompresji względnej przyspieszenia wszystkich cylindrów były już niemal wyrównane. Zapis ten potwierdził wcześniejsze ustalenia z testera KTS oraz obserwacje zachowania silnika.

Kompresja względna – 97% dla cylindra 1 i 100% dla cylindra 2 – wskazywała, że problem najprawdopodobniej nie dotyczy szczelności komór spalania. Analiza pulsacji sygnałów czujników MAP i MAF w czasie jednego cyklu pracy silnika – 720° OWK (ilustracja 4) – ujawniła charakterystyczny objaw: przebieg ciśnienia w kolektorze ssącym był wyraźnie nieregularny.

Ilustracja 4. Oscylogram pulsacji czujników MAP i MAF na biegu jałowym.

W prawidłowo pracującym silniku sygnał czujnika MAP powinien mieć postać regularnej sinusoidy – zarówno pod względem częstotliwości, jak i amplitudy – z liczbą wierzchołków odpowiadającą liczbie cylindrów. Największe wzrosty ciśnienia występowały w fazie przekrycia zaworów – gdy zawór ssący zaczyna się otwierać, a wydechowy nie jest jeszcze zamknięty. Objaw dotyczył właśnie cylindrów 1 i 3, mających wspólny wałek rozrządu ssącego (ilustracja 5).

Ilustracja 5. Rysunek wałków i kół rozrządu.

Porównanie poziomów sygnału czujnika MAF (przepływomierz masowy powietrza) w wybranych obszarach wykazało, że cylinder 4 zasysał więcej świeżego powietrza niż cylinder 3. Różnica wynikała z odmiennego ustawienia kąta przekrycia zaworów między rzędem 1 (cylindry 1 i 3) a rzędem 2 (cylindry 2 i 4).

Im większy kąt przekrycia zaworów, tym wcześniej otwiera się zawór ssący w suwie wydechu, kierując część spalin wstecz do kolektora ssącego. Skutkiem są: wyższy impuls ciśnienia rejestrowany przez czujnik MAP oraz zmniejszenie masy zasysanego powietrza o frakcję odpowiadającą zawracanym spalinom.

To wyjaśnia, dlaczego sterownik silnika tak znacząco zmieniał czas wtrysku na biegu jałowym – w zakresie od 1,5 do 3,8 ms przy wartości nominalnej ok. 2,5 ms. Cylindry 1 i 3, z powodu zwiększonej wewnętrznej recyrkulacji spalin (wewnętrzny EGR), pracowały z mniejszym udziałem świeżego powietrza, co przesuwało wartość λ poza okno katalityczne (0,97–1,03) w stronę mieszanki bogatej (λ < 1).

Ponieważ dochodziło do wypadania zapłonu, wartość λ znajdowała się prawdopodobnie w pobliżu 0,5 – dolnej granicy zapalności mieszanki w silnikach z zewnętrznym tworzeniem mieszanki. Sytuację dodatkowo komplikował sygnał przedniego czujnika lambda, wspólnego dla wszystkich cylindrów i wpływającego na obliczanie czasu wtrysku – reagował on na łączny skład spalin ze wszystkich cylindrów, wyjątkowo niejednorodny w tym przypadku.

Weryfikacja ustawienia faz rozrządu

Podczas rozwiązywania tego przypadku problemem był deficyt dokumentacji technicznej – nie było dostępnych ani instrukcji diagnostycznej, ani schematów elektrycznych. Na szczęście znajomy zaofiarował możliwość wykonania pomiarów porównawczych na swojej Impreze 1.5R.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Silnik i układ napędowy

Pułapki przy wymianie rozrządu

Wymiana rozrządu to z pozoru rutynowa czynność serwisowa. W rzeczywistości jednak należy do najbardziej ryzykownych operacji wykonywanych w silniku.

Brakowało przede wszystkim wzorcowego diagramu faz wał korbowy–wałek rozrządu, który pozwoliłby jednoznacznie ocenić poprawność ustawienia mechanizmu rozrządu. Stanowiło to główną przeszkodę w doprowadzeniu diagnostyki do końca – zwłaszcza w kontekście nieregularnych pulsacji ciśnienia widocznych w sygnałach czujników MAP i MAF.

Ilustracja 6. Faza wału korbowego i wałka rozrządu w pojeździe wzorcowym na biegu jałowym.

Na ilustracji 6 przedstawiono porównanie faz wału korbowego i wałków rozrządu w pojeździe wzorcowym oraz w diagnozowanym pojeździe. Analizowano przebiegi sygnałów czujników prędkości obrotowej, ciśnienia w kolektorze ssącym oraz prądu pierwotnego cylindra 1 podczas jednego cyklu pracy na biegu jałowym.

Pierwsze opadające zbocze sygnału lewego wałka rozrządu ssącego przypadało w pojeździe wzorcowym na −10°, prawego – na 327° (odległość między zboczami: Δ 337°). W diagnozowanym pojeździe odpowiednie wartości wynosiły −8° i 267°, co oznaczało przesunięcie lewego wałka o 2° w kierunku „później” oraz prawego o ok. 60° w kierunku „wcześniej” (ilustracja 7).

Ilustracja 7. Faza wału korbowego i wałka rozrządu w badanym pojeździe na biegu jałowym.

Rozbieżności okazały się znaczące: prawy wałek rozrządu ssącego, obsługujący rząd cylindrów 1, był przestawiony o ok. 60° w kierunku wcześniejszego otwarcia zaworów ssących. Lewy wałek rozrządu ssącego, obsługujący rząd cylindrów 2, był przesunięty o ok. 2° w stronę późniejszego otwarcia.

Zestawienie przebiegów sygnału MAP przed naprawą i w pojeździe wzorcowym pokazało, jak znaczący wpływ na pracę silnika na biegu jałowym miało przestawienie prawego wałka rozrządu ssącego w kierunku „wcześniej”: w sygnale pojawiły się 2 wyraźne impulsy ciśnienia odpowiadające fazie przekrycia zaworów w cylindrach 1 i 3.

Kontrola i naprawa zaworów elektromagnetycznych VVT

Następnie sprawdziłem zawory sterujące położeniem wałków rozrządu ssącego. Wizualne porównanie obu zaworów systemu VVT potwierdziło, że tłoczek zaworu rzędu cylindrów 1 zablokował się w przednim położeniu, odpowiadającym przestawieniu prawego wałka rozrządu ssącego w kierunku wcześniejszego otwarcia zaworów ssących (ilustracja 8).

Ilustracja 8. Porównanie położenia tłoka zaworu sterującego VVT.

Po usunięciu zanieczyszczenia mechanicznego sprawdziłem wymontowany zawór przy użyciu aktywatora PWM2. Dla pewności zamieniłem również zawory sterujące między rzędami cylindrów. Praca silnika wyraźnie się ustabilizowała.

Weryfikacja po naprawie

Po naprawie widoczna była znacząca poprawa przebiegu sygnału czujnika MAP – nośnika informacji o jakości pracy mechanizmu rozrządu (ilustracja 9).

Pulsacje od poszczególnych cylindrów wyrównały się i miały wyraźnie mniejszą amplitudę niż przed naprawą.

Średni poziom sygnału MAP wynosił po naprawie ok. 1,6 V wobec ok. 1,4 V w pojeździe wzorcowym. Różnicę tę mogła częściowo tłumaczyć rozbieżność prędkości biegu jałowego (755 wobec 774 min⁻¹) oraz rezydualne przesunięcie fazowe prawego wałka rozrządu ssącego – po naprawie opóźnionego o 21° względem wzorca.

W żadnym z pojazdów sterownik nie zgłaszał jednak błędu położenia faz. Podczas jazdy próbnej analiza efektywności cylindrów (ilustracja 10) ujawniła, że faza VHP (sygnał czujnika prawego wałka rozrządu ssącego) wskazywała na rezydualną usterkę: skokową zmianę szerokości zęba sygnałowego.

Ilustracja 10. Ocena działania układu regulacji faz rozrządu.

Całkowity zakres regulacji między ogranicznikiem „wcześniej” i „później” wynosił dla obu wałków rozrządu ssącego jednolicie 52° – oba rzędy cylindrów pracowały zatem z pełnym zakresem zmiennych faz rozrządu ssącego. Podczas pełnego przyspieszania wałki rozrządu ssącego były przestawiane w kierunku „później”, przy hamowaniu silnikiem – w kierunku „wcześniej”.

Wnioski

Opisany przypadek pokazuje, że ocena pracy mechanizmu rozrządu jest nieodzownym elementem diagnostyki silników wyposażonych w układy VVT (Variable Valve Timing). W omawianym silniku EL15 zastosowano system Subaru AVCS (Active Valve Control System) w wersji „single” – ze zmiennymi fazami wyłącznie wałków rozrządu ssącego.

Zablokowanie tłoczka zaworu sterującego przepływem oleju w położeniu „wcześniej” dla rzędu cylindrów 1 skutkowało rozchwianymi sygnałami czujników MAP i MAF, niestabilną prędkością obrotową silnika oraz zapisem kodów DTC P0301 i P0303. Do zapowiadanego we wstępie pierwszego spotkania z tym samochodem doszło podczas wizyty u byłego pracodawcy, w serwisie Subaru.

Doradca serwisowy właśnie wydawał tę Imprezę klientowi po wykonanym serwisie, lecz samochód odmówił uruchomienia. Wtedy zażartowałem: – Ale macie szczęście, że właśnie przechodzę obok. Artykuł ukazał się pierwotnie w czeskim wydaniu magazynu autoEXPERT.

autoEXPERT to marka medialna obecna od ponad 30 lat także na rynkach Czech i Słowacji ‒ branżowy miesięcznik techniczny oraz portal autoexpertportal.cz

Podobnie jak polska edycja czeski autoEXPERT, powstaje na licencji Vogel Communication Group. Obie marki łączy wysoki poziom redakcyjny i techniczny oraz wspólna misja ‒ wspierać profesjonalistów z sektora automotive aftermarket.

O Autorze

autoEXPERT – specjalistyczny miesięcznik motoryzacyjny, przeznaczony dla osób zajmujących się zawodowo naprawą, obsługą, diagnostyką i sprzedażą samochodów oraz produkcją i sprzedażą akcesoriów motoryzacyjnych, części zamiennych i materiałów eksploatacyjnych.