Powiązane firmy

• Jak układ zapłonowy jest zależny od innych układów i systemów w pojeździe? Przykłady oddziaływań. 
• Moduł KTS 560 firmy Bosch i oprogramowanie ESI[tronic] Evolution w praktycznym zastosowaniu. 
• Zaawansowana diagnostyka układu zapłonowego.
• Słów kilka o stykowych układach zapłonowych w starszych pojazdach.

Jeśli dokładnie przyjrzymy się strategii sterownia pracą nowoczesnego silnika spalinowego, zauważymy że proces ten opiera się na wspólnym powiązaniu funkcjonowania układów:

• zasilania,
• zapłonowego,
• chłodzenia,
• smarowania,
• doładowania,
• rozrządu,
• oczyszczania spalin.

Celem jest osiągnięcie optymalnych parametrów pracy jednostki napędowej. W praktycznie każdym z wymienionych powyżej układów znajdują się czujniki, z których sygnały – po dotarciu do sterownika jednostki napędowej – będą bezpośrednio lub pośrednio decydować o parametrach funkcjonowania układu zapłonowego:

• kąt wyprzedzenia zapłonu,
• czas
• i energia iskry.

Zespół zależności układu zapłonowego od innych układów i systemów w pojeździe

W dobie bezpośredniego wtrysku benzyny układ zapłonowy musiał sprostać jeszcze wymaganiom, jakie stawia tego typu system zasilania, więc jego funkcje znacząco rozbudowano. Wszystkie te zależności wraz z rozbudowaną architekturą układu sterownia jednostki napędowej bezpośrednio wpływają na proces poszukiwania usterek w układzie zapłonowym, czyniąc go znacznie trudniejszym.

Co więcej, wiele nieprawidłowości, które wiążą się z zapłonem, będzie negatywnie wpływać na inne układy i systemy pojazdu. Dobrym przykładem może być wpływ układu zapłonowego na pracę Elektronicznego Programu Stabilizacji Jazdy (Electronic Stability Program – ESP).

Program ten w momencie zadziałania może zażądać chwilowego ograniczenia momentu obrotowego silnika (np. w trakcie korekty toru jazdy na śliskiej nawierzchni). Sterownik ESP wysyła wtedy sygnały do ECU (tj. do Elektronicznego Modułu Sterującego – Electronic Control Unit) jednostki napędowej, na których podstawie następuje ograniczenie momentu obrotowego spowodowane zmianą kąta zapłonu (opóźnienie/wyprzedzenie) wraz z redukcją dawki wtryskiwanego paliwa.

Kiedy uszkodzeniu ulegnie np. cewka zapłonowa, zaplanowana reakcja układu ESP, która polega na zmniejszeniu momentu obrotowego silnika, nie będzie możliwa do osiągnięcia. To dlatego przy niektórych awariach silnika, które wiążą się z układem wtryskowo-zapłonowym, poza zapaleniem się kontrolki „Check Engine” lub EPC dodatkowo zapala się lampka ESP – sygnalizująca awarię tego układu.

Odrębnej analizy wymaga sytuacja, w której sygnał z uszkodzonego czujnika jednego z układów jednostki napędowej będzie powodował zakłócenia zapłonu. Odnieśmy się tu do sytuacji, w której uszkodzeniu ulega sonda lambda i prześledźmy wpływ takiej nieprawidłowości na funkcjonowanie układu zapłonowego.

Przypadek dotyczył pojazdu Volkswagen Golf z silnikiem 2.0 FSI, który trafił do warsztatu z objawami braku mocy i nierównomiernej pracy silnika. Zarejestrowane kody usterek (P0300, P0301, P0302, P0303, P0304) potwierdziły przypuszczenia klienta – dotyczyły wypadających zapłonów w każdym cylindrze. Ponadto w sterowniku silnika zapisane były następujące kody usterek:

• P17536 – rząd 1, adaptacja mieszanki zbyt uboga,
• P17524 – rząd 1 sonda lambda 1 (przed katalizatorem) obwód grzejny – przerwa w obwodzie,
• P17511 – rząd 1 sonda lambda 1 (przez katalizatorem) – moc niewystarczająca.

W pierwszej kolejności sprawdzono świece zapłonowe i cewki, ponieważ istniało podejrzenie, że te podzespoły mogą być źródłem wypadających zapłonów. Weryfikacja elementów układu zapłonowego nie wykazała żadnych nieprawidłowości – zarówno cewki, jak i świece były sprawne (wymieniono je rok wcześniej).

W kolejnym kroku mechanik zbadał parametry sondy lambda i zauważył, że znacznie odbiegają one od przyjętej normy. Uszkodzona była grzałka, a sam sygnał z sondy nie miał wymaganej wartości. Po wymianie uszkodzonej sondy lambda kody usterek skasowano. Następnie przeprowadzono jazdę próbną, zakończoną odczytem pamięci błędów sterownika jednostki napędowej.

Silnik zaczął w końcu pracować bez zakłóceń, a objawy związane z brakiem mocy i nierównomiernym biegiem jałowym już nie występowały. Przedstawiony przykład wyraźnie pokazuje, jak na prawidłowe spalanie mieszanki paliwowo-powietrznej może wpływać uszkodzona sonda lambda. Sygnał generowany przez wadliwą sondę na tyle skutecznie zaburzał proces zapłonu, że zjawisko wypadających zapłonów pojawiło się we wszystkich cylindrach.

Diagnostyka układu zapłonowego za pomocą testera 

Poszukiwanie przyczyny usterek w układzie zapłonowym warsztat najczęściej realizuje za pomocą testera diagnostycznego. Moduł KTS 560 firmy Bosch oferuje rozszerzone wsparcie w tego typu przypadkach i analizuje poszczególne parametry układu zapłonowego tak, by mechanik potrafił szybko i skutecznie znaleźć źródło awarii.

Do zaprezentowanie niektórych możliwości jakie daje oprogramowanie ESI[tronic] Evolution, na którym oparte jest funkcjonowanie testera diagnostycznego KTS 560, posłużę się przypadkiem zlecenia naprawy dotyczącego samochodu Toyota Auris 1.6 wyposażonego w jednostkę benzynową o mocy 97 KW z 2016 r.

Właściciel Toyoty przyjechał do warsztatu w związku z nieprawidłową pracą silnika, prędkość obrotowa biegu jałowego była wyraźnie obniżona. Wiązało się to z dyskomfortem spowodowanym odczuwalnymi drganiami, przy czym w momencie obciążenia silnika (np. włączenie świateł lub klimatyzacji) objaw częściowo ustępował i praca jednostki była bardziej stabilna.

Podłączenie testera i odczytanie pamięci usterek potwierdziło zarejestrowanie kodu błędu P1604 wskazującego na problemy z rozruchem jednostki napędowej. Oprogramowanie ESI[tronic] Evolution zasugerowało dla tego typu przypadku (kod usterki P1604) uszkodzenie czujnika położenia wału korbowego i przedstawiło procedurę jego sprawdzenia (ilustracja 1).

źródło: BOSCH

Ilustracja 1. Tester diagnostyczny KTS 560 przedstawia możliwe zestawienie kodów usterek, wiążących się z uszkodzeniem czujnika wału korbowego.

Kolejna sugestia dotyczyła zweryfikowania parametrów pracy układu zapłonowego poprzez analizę bloków wartości rzeczywistych w trakcie pracy silnika. Mechanik ma możliwość wyboru i wglądu do najważniejszych danych z czujników układu zapłonowego, a informacje te mogą być wyświetlane w dwóch postaciach: wartości liczbowych lub graficznych (ilustracje 2 i 3).

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Wyposażenie warsztatów

Pierwsze kroki z testerem Boscha: KTS 560

Dynamiczny rozwój motoryzacyjnych technologii i postępująca cyfryzacja elektronicznych systemów w pojazdach stawia przed warsztatem wielomarkowym szczególne warunki w kwestii obsługi serwisowej pojazdu. 

źródło: BOSCH

Ilustracja 2. Zakres parametrów układu zapłonowego, jakie mechanik może wybrać do wyświetlenia przy użyciu testera KTS 560.

źródło: BOSCH 

Ilustracja 3. Przy użyciu testera KTS 560 istnieje możliwość wyświetlenia do ośmiu dowolnie wybranych parametrów układu zapłonowego.

Analiza wartości rzeczywistych, a w szczególności parametrów dotyczących wypadania zapłonów w poszczególnych cylindrach pozwoliła jednoznacznie ograniczyć obszar diagnostyki. Sterownik silnika Toyoty nie rejestrował żadnych wypadających zapłonów (ilustracja 3), więc nierównomierna praca silnika na biegu jałowym nie była związana z uszkodzeniem cewki lub świecy zapłonowej. Dokładne sprawdzenie czujnika wału korbowego potwierdziło jego uszkodzenie.

Przy diagnozowaniu układu zapłonowego mechanik może dodatkowo skorzystać z wielu ciekawych funkcji jakie posiada oprogramowanie ESI[tronic] Evolution. Na szczególną uwagę zasługują sekcje dotyczące analizy (ilustracja 4) i opisu (ilustracja 5) wartości rzeczywistych poszczególnych parametrów.

źródło: BOSCH

Ilustracja 4. Wartości rzeczywiste podane przez tester KTS 560, które dotyczą kąta wyprzedzenia zapłonu, można w dowolnym momencie porównać z wartościami żądanymi.

źródło: BOSCH

Ilustracja 5. Opisy wartości rzeczywistych, wyświetlane w oprogramowaniu ESI[tronic], są źródłem informacji, które dotyczą działania układu zapłonowego.

Wartości rzeczywiste (odczytane) danego parametru np. kąta wyprzedzenia zapłonu można poddać analizie i porównać je z wartościami żądanymi. Tego typu dane są bardzo pomocne i pozwalają na szybką weryfikacje nieprawidłowości. Swoją wiedzę o funkcjonowaniu układu zapłonowego można dodatkowo rozszerzyć o dane dotyczące opisów wybranych parametrów.

Informacje są przedstawione na zasadzie sugestywnych wskazówek obrazujących zespół zależności poszczególnych parametrów (ilustracja 5). Reasumując, jeżeli mechanik odpowiednio wykorzysta możliwości testera KTS 560 w kierunku diagnozowania układów zapłonowych to znalezienie usterki nie powinno stanowić żadnego problemu.

Zaawansowana diagnostyka układu zapłonowego

Najbardziej zaawansowanym sprzętem diagnostycznym, którego można użyć, szukając usterek w układzie zapłonowym, jest oscyloskop. Historia wykorzystania tego narzędzia sięga czasów, w których układ zapłonowy składał się z prostych podzespołów:

• rozdzielacz zapłonu,
• przerywacz,
• cewka.

Jednocześnie był najbardziej skomplikowanym i kłopotliwym elementem instalacji elektrycznej pojazdu. Wtedy diagnosta obserwował przebiegi na kineskopowym ekranie oscyloskopu, które były rysowane za pomocą wiązki elektronów.

Natomiast dziś oscyloskop zyskał ogromne możliwości wizualizowania danych oraz pozwala je porównywać i archiwizować. Doświadczony diagnosta na podstawie zarejestrowanego przebiegu jest w stanie ocenić, czy cewka lub świeca zapłonowa są sprawne, i zweryfikować przebieg procesu zapłonu mieszanki paliwowo- powietrznej.

Takie analizy nabierają szczególnego znaczenia w przypadkach, które dotyczą zarejestrowania kodów usterek świadczących o wypadających zapłonach (kody usterek P030X, gdzie X jest numerem danego cylindra). Szybki pomiar oscyloskopowy, bez demontażu poszczególnych podzespołów, pozwala wyeliminować inne powody wypadania zapłonu (takie jak uszkodzony wtryskiwacz paliwa lub obniżona kompresja w danym cylindrze). Zastosowanie takiej metody diagnozowania układu zapłonowego wymaga jednak sporej wiedzy i doświadczenia w analizie przechwyconego przebiegu.

Stykowe układy zapłonowe w starszych pojazdach 

Naprawa układów zapłonowych, które występują w starszych pojazdach, może być nie lada wyzwaniem praktycznie dla każdego warsztatu niezależnego. Wyjątkiem będą warsztaty samochodowe, które nastawione są właśnie na taką obsługę oraz mają wykwalifikowany personel i odpowiedni sprzęt do przeprowadzania specjalistycznych działań.

Mimo że układy zapłonowe wyposażone w:

• rozdzielacz zapłonu,
• cewkę
• i przerywacz

nie są skomplikowane i – co istotne – pozbawiono je elektroniki, usunięcie awarii może stwarzać liczne problemy. Ich typowo mechaniczny charakter wymaga okresowej obsługi i wykonania następujących czynności:

• ustawienie przerwy między stykami przerywacza,
• ustawienie zapłonu (uwzględniające regulator odśrodkowy i podciśnieniowy),
• sprawdzenie i ustawienie przerwy między elektrodami świecy zapłonowej,
• weryfikacja stanu połączeń przewodów elektrycznych instalacji zapłonowej,
• czyszczenie styków kopułki aparatu zapłonowego,
• weryfikacja stanu przewodów zapłonowych.

Aby wykonać powyższe czynności obsługowe, konieczne jest posiadanie odpowiednich przyrządów, takich jak:

• lampa stroboskopowa,
• czujnik GMP,
• zegarowy czujnik do pomiaru podciśnienia,
• zestaw szczelinomierzy,
• multimetr,
• oscyloskop itp.

Te przyrządy (mogłoby się wydawać, że archaiczne jak na dzisiejsze czasy) pozwalają nie tylko na prawidłową regulację układu zapłonowego, ale są nieocenioną pomocą w poszukiwaniu usterek. Kolejnym niezbędnym czynnikiem jest oczywiście wiedza mechanika, który będzie obsługiwał tego typu układ zapłonowy.

Pamiętajmy, że pojazdów z dawnych lat nie można było diagnozować testerem, więc mechanik musiał opierać się na swoim doświadczeniu i metodach typowo organoleptycznych.

Źródło: Materiały redakcyjne