22 let na trhu autoopravárenství

Liga mistrů diagnostiky

Pokračování článku najdete v časopisu AutoEXPERT 6/2017.

 

PRO ZLOM: záhlaví

Zelená

Technologie

Diagnostická měření

 

PRO ZLOM: Prosím udělej to na dvousloupečnou sazbu – dost velká část textu jsou popisky obr (vyznačeno světle zelenou barvou) a obr i jejich popisky musejí být přesně v té dané části textu.

Kujuuuuuu

 

 

Liga mistrů diagnostiky

Astra bez výkonu

Autor: Štěpán Jičínský

Foto: Autor a archiv redakce

 

Přinášíme vám diagnostický případ „z dílny“ našeho spolupracovníka, školitele automobilové techniky Bosch.

 

Obrátil se na mě dlouholetý zákazník – autoopravář – s prosbou o asistenci při diagnostice problémového vozu. Šlo o vozidlo Opel Astra J 1.6i 85 kW, r. v. 2010. Auto se chovalo tak, že při volné akceleraci nebylo možné vytočit motor na vyšší otáčky než cca 4 500 min-1 a za jízdy byl vůz bez výkonu.

<M>Úvodní diagnóza

Majitel servisu, který auto opravoval, vycházel zpočátku ze závady uložené v paměti ŘJ motoru. Byl to kód P0101 – Měřič hmotnosti nasávaného vzduchu – porucha funkce. Na první pohled jednoduchá závada, ale později se ukázalo, že ne tak docela. Při nahlédnutí do skutečných hodnot při akceleraci zákazník zjistil, že od otáček cca 2 500 min-1 se začíná rozcházet skutečná měřená hodnota hmotnosti vzduchu s hodnotou požadovanou. Šlo o měřič s frekvenčním výstupem a hodnota frekvence výstupního signálu narůstala více, než by odpovídalo předepsanému průtoku vzduchu. Vcelku správným logickým krokem byla pokusná výměna měřiče hmotnosti. Při prvotní telefonické konzultaci se zákazníkem jsem mu sám doporučil výměnu měřiče, neboť mě nenapadla jiná možnost, než že měřič přeměřuje.

Bohužel však po výměně měřiče závada s větším hlášeným množstvím vzduchu přetrvávala. Zákazník si rovněž všiml, že tlak v sání je poněkud vyšší, než obvykle bývá. Při postupném přidávání plynu a roztáčení motoru se absolutní hodnota tlaku v sání poměrně rychle zvyšovala přes 500 mbarů, přičemž se otáčky motoru ani zdaleka neblížily maximálním a pedál plynu byl jen mírně sešlápnutý. Podezření na netěsnost sání bylo vyloučeno zevrubnou kontrolou celého sacího traktu. Pro jistotu byl vyměněn snímač tlaku v sání (MAP senzor), avšak rovněž bez výsledku. Poté, co zákazník pokusně vyměnil ještě modul škrticí klapky, též bez kladného výsledku, přijel s autem k nám do školicího střediska.

<M>Důkladné proměření

Začali jsme testovat problematické veličiny pomocí testeru Bosch KTS 560. Při volnoběhu bylo vše v nejlepším pořádku, ale při roztáčení motoru se objevovaly chybné hodnoty množství i tlaku vzduchu, jak bylo popsáno v úvodním odstavci. Záznam z prvních akcelerací je na obrázku 1.

Obr. 1: Dvě po sobě jdoucí akcelerace, chybný průtok vzduchu. Modrá křivka ukazuje průběh otáček motoru při pozvolné akceleraci, červená zobrazuje skutečnou hmotnost vzduchu, jak ji vidí řídicí jednotka motoru, a zelená je předepsaná hodnota hmotnostního toku vzduchu v závislosti na otáčkách a zatížení motoru (pole hodnot naprogramované v řídicí jednotce motoru). U první akcelerace je vidět, jak se červená křivka začíná rozcházet se zelenou od otáček zhruba 3 000 min-1, při následné (rychlejší) akceleraci je rozdíl už při 2 000 min-1. Podobná situace se opakovala i při dalších akceleracích.

Obr. 2: Další akcelerace s chybným průtokem vzduchu. V obrázku je v seznamu měřených veličin vpravo nahoře označen „snímač tlaku v sacím potrubí“ (fialová křivka), takže na levém okraji obrázku je nastaveno právě měřítko tlaku v sání. Můžeme tak pozorovat, že při volnoběhu před akcelerací je v sání cca 0,28 baru – tzn. v pořádku, avšak při pozvolném roztáčení motoru tlak v sání poměrně rychle narůstá. Správně by měl zůstat téměř bez změny, případně by měl při pomalé akceleraci do otáček asi 4 000 min-1 dokonce mírně klesat. V našem případě při otáčkách 3 196 min-1 je tlak 0,59 baru a aktuálně měřená hmotnost vzduchu (16,5 g/s) se už viditelně odchyluje od předepsané hodnoty (13,6 g/s).

V dalším pátrání jsme se zaměřili na časování ventilů motoru jako možnou příčinu chybného tlaku v sání. Vzhledem k tomu, že motor byl vybaven přestavením vačkových hřídelí sacích i výfukových ventilů, zkontrolovali jsme jejich stav. Obrázek 3 dokumentuje výsledky tohoto šetření.

Obr. 3: Kontrola přestavení vaček. Zásadní informaci přináší hnědá a oranžová křivka. Oranžová představuje rozdíl mezi předepsanou a skutečnou hodnotou úhlu sací vačky, hnědá pak totéž pro vačku výfukovou. Modrá křivka ukazuje aktuální měřenou hmotnost vzduchu, rovný úsek vlevo představuje volnoběh, nárůst okolo 13. sekundy záznamu představuje začátek roztáčení motoru, prudký pokles na pravém okraji obrázku pak znamená deceleraci. Od volnoběhu přes pozvolné roztáčení motoru až po deceleraci je odchylka mezi předepsaným a skutečným úhlem obou vaček stále blízká nule, takže přestavení obou vaček je v naprostém pořádku. Tedy časování ventilů motoru není příčinou chybného tlaku v sání.

<M>Překvapivé zjištění

Přiznám se, že po předchozích zjištěních jsem byl trochu bezradný a už mě nenapadalo, co by ještě mohlo falšovat měřenou hodnotu průtoku vzduchu sáním. Zkusil jsem odpojit měřič hmotnosti vzduchu, abych zjistil, jak se hodnota měřené hmoty vzduchu změní. A výsledkem bylo překvapivé zjištění, že při akceleracích byla ve skutečných hodnotách zobrazována prakticky tatáž chybná hmota vzduchu jako se zapojeným měřičem a na chování motoru se nic nezměnilo, stále nešel vytočit na maximální otáčky. Znamená to tedy, že zobrazovaná hmotnost vzduchu nevychází ze signálu snímače hmotnosti, ale je zřejmě vypočítávána na základě absolutního tlaku v sání. Vzhledem k tomu, že ten je neustále větší, než by správně měl být, vychází pak vyšší i hodnota hmoty vzduchu.

Obrat v celém případu nastal po provedení několika ostrých akcelerací. Najednou se motor začal roztáčet do maximálních otáček, bylo cítit, že reakce na plyn je jiná, lepší než doposud.

Obr. 4: Pozvolná akcelerace se správným průběhem tlaku v sání. Na obrázku je zdokumentován průběh několika měřených veličin při pozvolné akceleraci, kdy se již motor roztáčel ochotně až do maximálních otáček. Nejdůležitější je červená křivka tlaku v sání. Na levém okraji obrazovky na začátku záznamu je zachycen stav, kdy motor stojí, v sání je atmosférický tlak asi 0,96 baru. V 10. sekundě záznamu byl motor nastartován, po ustálení volnoběhu byl tlak v sání asi 0,32 baru, pak byl po dobu něco málo přes 10 sekund mírně přidáván plyn, tomu odpovídá rozkolísání červené křivky tlaku v sání, od 40. sekundy pak motor opět běžel chvíli na volnoběh, přičemž tlak v sání klesl na 0,31 baru. Od 48. sekundy (kurzor – černá svislá čára) se znovu začal přidávat plyn a při zvyšování otáček (modrá křivka) klesl tlak až na cca 0,27 baru, při dalším zvyšování otáček pak tlak v sání mírně narostl na 0,31 baru, a teprve před koncem akcelerace se tlak začal rychleji zvedat ke konečnému tlaku 0,72 baru, pak nastal prudký pokles vyvolaný zavřením škrticí klapky po uvolnění plynového pedálu. V záznamu je ještě zachycena poloha škrticí klapky, zelená křivka je předepsaná hodnota, fialová a oranžová křivka představuje snímač 1 a snímač 2 na škrticí klapce. Fialová je téměř zcela překryta oranžovou, tedy oba snímače hlásí naprosto stejnou polohu, a jen nepatrně se odchylují od křivky zelené – předepsané. To celé znamená, že pohyb škrticí klapky během akcelerace je vzorový.

Obr. 5: Pomalá akcelerace se správným tlakem v sání: Pro jistotu byla provedena ještě další akcelerace s grafickým záznamem veličin. Tlak v sání (červeně) se opět drží kolem 0,3 baru, až v závěru se prudce zvedá k hodnotě 0,5 baru, otáčky těsně před decelerací dosahují 5 455 min-1, přičemž poloha pedálu plynu je 28 %. Pokud by byl pedál prošlápnut až na podlahu, otáčky by jistě dosáhly hranice elektronického omezení a tlak by se vyhoupl na hodnotu blízkou atmosférickému tlaku.

Po předchozím pokusech však zatím není jasné, co způsobilo změnu k lepšímu v chování motoru při akceleracích. Můžeme se domnívat, že se v motoru něco „profouklo“, ale to je jen spekulace. Ještě mě napadlo podívat se, co se děje ve výfukovém potrubí. Bez demontáže, jen s využitím diagnostiky, lze přečíst jen hodnoty napětí lambda-sond před a za katalyzátorem.

Obr. 6: Napětí lambda-sond před katalyzátorem a za katalyzátorem při volnoběhu a následných akceleracích. V obrázku je zeleně zobrazen průběh napětí sondy před katalyzátorem, fialově pak za katalyzátorem. Časový průběh napětí obou lambda-sond se téměř shodoval, ať už motor běžel na volnoběh, nebo právě probíhala akcelerace či decelerace. Znamená to tedy, že účinnost katalyzátoru byla nízká, vlastně téměř žádná.

Po závěrečném vyčtení neobsahovala paměť závad žádnou chybu, viz obr. 7.

Obr. 7: Stav paměti závad po pokusných akceleracích v dílně.

<M>Rozuzlení

Aniž bychom si to tehdy uvědomili, katalyzátor byl skutečně příčinou chybného chodu motoru. Když jsem se se zákazníkem loučil, domluvili jsme se, že mi po návratu do svého servisu zavolá, zda se při jízdě motor choval způsobně, či zda problém nízkého výkonu přetrvává. Bohužel se ukázalo, že předchozí ostré akcelerace nevedly k zázračnému „uzdravení“ motoru, jak se původně zdálo při testování v dílně. Dobrou zprávou však bylo, že když se pokusně vyšroubovala přední lambda-sonda z výfukového potrubí, motor se pak už roztáčel bezchybně. To znamená, že katalyzátor bránil správnému výplachu motoru a v důsledku hromadění spalin ve výfukovém potrubí docházelo k nárůstu tlaku v sání. Po demontáži a vizuální kontrole bylo překvapivě zjištěno, že vnitřek katalyzátoru není spečený a neucpává výstupní otvor, jak tomu obvykle bývá, ale že jeho barva je divná, bílá, ale bez známek tvarového poškození. K dalšímu pitvání už nedošlo, tak či tak v takovýchto případech nezbývá než dát katalyzátor nový.

<M>Závěr

Tento případ ukazuje, že i v době moderní diagnostiky se vyplatí držet se starých osvědčených praktik a návyků a důkladně kontrolovat mechanický stav motoru včetně výfukového potrubí, neboť diagnostika, vzhledem ke svým principiálně omezeným možnostem, nás někdy může zavést do slepé uličky.

Při zpracování bylo použito materiálů společnosti Bosch.