Ford S-Max | Diesel, nagła utrata mocy

Pomyślałem, że podzielę się z wami historią jednego z ostatnich naprawianych samochodów. Przyznaję,  że naprawa oraz diagnostyka tego pojazdu jest w miarę prosta. Wystarczy logicznie wybrać najbardziej prawdopodobny scenariusz. Jednak mimo to, przykład ten bardzo dobrze pokazuje w jaki sposób WPS500 potrafi przyśpieszyć proces diagnozowania awarii.

Śledztwo

Opisywany samochód to Ford S Max diesel rok produkcji 2010. Samochód od dłuższego czasu cierpiał na nagłe utraty mocy, którym towarzyszył błąd „przeładowania”. Przepraszam, że nie podaję dokładnego nr kodu oraz nazwy błędu, ale w mojej obronie mogę powiedzieć, że dokładna nazwa odczytana z diagnoskopu pierwotnie doprowadziła mnie do myślenia, że pojazd sporadycznie generuje za duże ciśnienie doładowania.

Przeprowadziliśmy globalny skan, dzięki czemu odkryliśmy, że PCM wykrywa pojawianie się zbyt dużego doładowania. Dodatkowo odkryliśmy wiele błędów DTC, wszystkie powiązane z wytwarzaniem ciśnienia doładowania. Np. błąd czujnika MAP, błąd układu pozycji turbiny, błąd układu kontroli ciśnienia.

Wyczyściliśmy wszystkie błędy DTC i z czystą kartą rozpoczęliśmy jazdę testową w różnych warunkach drogowych. W tym miejscu muszę zaznaczyć, że samochód sprawował się nienagannie. Nie było żadnych redukcji w mocy a reakcja na pedał gazu była szybka i bezproblemowa. Wróciliśmy do warsztatu i przeprowadziliśmy ponowne sprawdzenie PCM. Odkryliśmy tylko jeden błąd DTC , który związany był z nadmiernym doładowaniem. Założyliśmy, że samochód musi mieć do czynienia z tym samym błędem przez dłuższy czas aby wejść w tryb awaryjny.

Nasza pierwsza ścieżka diagnostyczna polegała na obserwowaniu w warsztacie danych rzeczywistych w trakcie dodawania gazu. W trakcie testów dane rzeczywiste nie dostarczyły żadnych pomocnych informacji, potwierdziły tylko, że ciśnienie doładowania występowało zgodnie z zapisem czujnika ciśnienia bezwzględnego w kolektorze dolotowym (MAP).

Przyszedł czas na podłączenie oscyloskopu PicoScope w celu potwierdzenia czy czujnik ciśnienia w kolektorze dolotowym (MAP) dostarcza prawidłowych danych o ciśnieniu tam panującym. Opisany samochód posiada standardowy 3-pinowy czujnik (zasilanie 5V, masę oraz sygnał wyjściowy). Test przeprowadzony był z wykorzystaniem urządzenia Mityvac, które podłącza się w przy czujniku MAP. Uruchamiając i wyłączając silnik obserwowaliśmy diagnoskopem dane wysyłane przez czujnik MAP. Dodatkowo oscyloskopem obserwowaliśmy przebieg sygnału ( ustawiając długą podstawę czasu). Naszym celem było wykrycie jakiegokolwiek anomalii, która mogła by wystąpić w przypadku wadliwego czujnika - użyliśmy oscyloskopu ponieważ diagnoskop nie zawsze jest w stanie wykryć błędy, które trwają przez ułamek sekundy. Dodatkowo poruszaliśmy co jakiś czas czujnikiem aby sprawdzić czy awaria może być powodowana wewnętrznymi wibracjami silnika. Podgrzaliśmy również czujnik aby sprawdzić czy może temperatura ma wpływ na jego pracę. Żadna z przeprowadzonych prób nie spowodowała powstania widocznego błędu.

W kolejnym kroku postanowiliśmy sprawdzić pracę siłownika turbiny. Również i tym razem wykorzystaliśmy urządzenie Mityvac, które pozwala testować czujnik położenia turbiny. Czujnik ten jest umiejscowiony wewnątrz obudowy siłownika turbiny i dostarcza informacji o położeniu turbiny do PCM. Również i ten czujnik jest połączony trzema kablami, tak jak czujnik MAP są to odpowiednio: 5V napięcia odniesienia, masa oraz liniowy sygnał wyjściowy. W tym miejscu chciałbym wspomnieć, że kolejność diagnozy którą wybrałem bazowała na łatwości dostępu do komponentów. W przypadku innych samochodów mogła by być ona inna w zależności od łatwości dostępu do komponentów. Dodatkowo z powodu braku błędów DTC ( oprócz jednego związanego z doładowaniem ) założyłem, że przyczyna awarii ma charakter mechaniczny a nie elektroniczny. Przy uruchomionym silniku sprawdziliśmy podciśnienie sterujące turbiną względem napięcia sterującego zaworem regulacyjnym tegoż podciśnienia. Zwiększenie obrotów silnika powodowało zwiększenie podciśnienia oraz doładowania turbiny, natomiast zmniejszenie obrotów powodowało redukcje podciśnienia oraz doładowania turbiny. Nie zaobserwowaliśmy żadnych nieprawidłowości dlatego postanowiliśmy podłączyć Mityvac bezpośrednio do obudowy siłownika turbo i sprawdzić to miejsce. Dodatkowo przetestowaliśmy w całym zakresie działania siłownik od jego maksimum do minimum wychylenia w momencie pojawiania się i zanikania podciśnienia. Dzięki oscyloskopowi PicoScope byliśmy w stanie monitorować pozycje siłownika turbo oraz jego szybkość działania w odpowiedzi na podciśnienie.

W tym momencie diagnozy doszliśmy do wniosku, że musimy mieć do czynienia ze sporadyczną awarią elektromagnetycznego zaworu i założyliśmy, że albo PCM nie zarządza nim efektywnie lub elektrozawór nie reaguje wystarczająco szybko na komendy w trakcie jazdy. W tym samochodzie zawór był trudno dostępny, jednak dzięki oscyloskopowi mogliśmy podłączyć się do kabli prowadzących do zaworu i przeprowadzić test. Obserwowaliśmy sterowanie z PCM oraz wynikające z niego zmiany podciśnienia dostarczanego do siłownika turbo. Z naszych obserwacji wynikało, że PCM ma pełną kontrolę nad siłownikiem oraz, że siłownik odpowiadał natychmiastowo na komendy zwiększając lub zmniejszając ciśnienie w zależności od obciążenia i prędkości silnika. Hmm , gdzie więc szukać?

Postanowiliśmy, że najlepiej będzie przeprowadzić wszystkie opisane testy w trakcie jazdy ponieważ błąd najwyraźniej pojawiał się wyłącznie w warunkach drogowych a nie warsztatowych. Idealnie do takich testów nadaje się WPS500!

Poniżej opis jak podpięliśmy kanały w trakcie testów drogowych:

  • Kanał A – Czujnik położenia gruszki turbiny
  • Kanał B - sterowanie zaworem regulacji doładowania (PWM)
  • Kanał C - sygnał z czujnika MAP
  • Kanał D - WPS500 podpięty do węża podciśnienia blisko turbo

Zapis przeprowadziliśmy w trakcie jazdy testowej, przed która skasowaliśmy wszystkie błędy oraz ustawiliśmy długą podstawę czasu w oscyloskopie PicoScope. Zapisany przebieg przedstawia pracę przed, w trakcie, oraz po powstaniu błędu. Warto wspomnieć, że powstanie błędu nie miało natychmiastowego wpływu na charakterystykę jazdy.

Na zapisanym przebiegu, pomiędzy dwoma “przerywanymi liniami” widać wyraźnie, że podciśnienie do siłownika turbo maleje do zera ( Channel D – żółty ). W tym momencie sygnał wychylenia turbiny (niebieski) spada do ok 2.2V. Nieco wcześniej (przy czasie ok 7 i 12s) to samo podciśnienie powodowało ruch turbiny do poziomu ok 1.6V. 

Podsumowanie

Mimo iż w warsztacie siłownik turbo przesuwał się w całym swoim zakresie to w trakcie testów drogowych zwiększona temperatura spalin powodowała rozszerzanie wewnętrznej obudowy turbo. Dodatkowo z powodu spalin zakres ruchu łopatek był ograniczony, co powodowało występowanie błędu DTC – zwiększonego doładowania.