SEAT Arosa nie odpala - diagnoza

Autor: Nick Hibberd

Symptomy

Samochód to Seat Arosa 1.4 TDI (3 cylindry) rok 2004. Został on oddany do serwisu specjalizującego się w silnikach diesla z problemem z odpalaniem. Klient poinformował, że sinik w początkowej fazie okazjonalnie wyłączał się, jednak z biegiem czasu stawało się to coraz częstsze, ostatecznie samochód przestał odpalać. Przy próbie uruchomienia silnika stwierdziłem że kręci on poprawnie jednak nie może odpalić. Sprawdziłem komputer narzędziem diagnostycznym lecz nie znalazłem żadnych zapisanych błędów DTC. Podejrzewałem że kody błędów mogły zostać wykasowane przez kogoś innego, jednak po wielokrotnej próbie odpalenia samochodu żaden kod błędu DTC nie został zapisany. Uznałem, że w tym momencie najlepszą decyzją będzie podłączenie oscyloskopu samochodowego PicoScope.

W poszukiwaniu przyczyny

Zacznijmy od początku monitorując przyczyny oraz skutki. Na poniższym przebiegu monitorowane są: CKP - czujnik położenia wału korbowego; CMP - czujnik położenia wałka rozrządu oraz wyjście wtryskiwaczy.

figure 1
ECM

Rys 1. pokazuje zapisany przebieg podczas kręcenia sinika. Widać tam kilka anomalii, jedna to nagły spadek sygnału czujnika położenia wałka rozrządu (CMP) w momencie, gdy wtryskiwacz jest uruchamiany. Ten wałek rozrządu wyraźnie miał trzy unikatowe grupy identyfikatorów każdy odnoszący się do konkretnego cylindra, dlaczego więc istnieje czwarty impuls czujnika położenia wałka rozrządu (CMP)? Analizując inne identyfikatory wałka, można dostrzec że są one dość krótkie w czasie - najkrótszy z nich ma 4,5ms. Jednak nasz podejrzany spadek sygnału ma znacznie mniej- 0,7ms. Może to oznaczać bardzo wąski ząb wałka lub rzeczywiście miejsce występowania naszego problemu. Osobiście uznałem, że jest to miejsce powstawania problemu. Dodatkowo było jeszcze coś co nie miało dużego sensu. W tym konkretnym systemie wszystkie wtryskiwacze dzielą wspólny kabel zasilania z ECM. Monitorowałem ten kabel wykorzystując do tego celu cęgową sondę prądową Pico PP264. Jak widać na zapisanym przebiegu, obecna jest tylko sygnał jednego wtryskiwacza.

Po pewnym czasie prowadzenia śledztwa, szczęście uśmiechnęło się do mnie, silnik nagle odpalił. Na szczęście ciągle miałem podpięty i uruchomiony oscyloskop samochodowy dzięki czemu udało się zapisać poniższy przebieg.

figure 2

Znacząca różnica pomiędzy próbą odpalania a uruchomionym silnikiem widoczna jest na czujniku położenia wałka rozrządu (CMP). Zwróć uwagę jak zmienił się przebieg z wałka, został jakby odwrócony . Nawet jeśli czujnik położenia wałka rozrządu (CMP) dostarczał identyfikatory wałka, to ich sekwencje niskich i wysokich stanów logicznych były niepoprawne. Kiedy widzimy taki wadliwy sygnał CMP lub CKP należy również brać pod uwagę możliwość wystąpienia problemu mechanicznego. Jednak w naszym przypadku odrzuciłem taką hipotezę. Może jest to wadliwy czujnik położenia wałka rozrządu? Bardzo możliwe, jednak nie wyjaśnia to interferencji wtryskiwacza z czujnikiem położenia wałka rozrządu (CMP) widocznej na Rysunku 1. Co jednak z nagłą zmianą stabilności sygnału zaznaczoną jako punkt X na rysunku 2? Wydaje się być dziwnym zbiegiem okoliczność, że natychmiast po punkcie "X" zmienia się cała operacja uruchamiania silnia.

Zasilanie czujnika CMP

W tym momencie śledztwa wyło więcej pytań niż odpowiedzi. Kiedy tak się dzieje zawsze "chwytam się" jednej tezy diagnostycznej aż do momentu jej wyjaśnienia. Ze wszystkimi poszlakami wskazującymi w taki lub inny sposób na czujnik położenia wałka rozrządu, kolejnym metodologicznym krokiem powinno być sprawdzenie czy czujnik jest poprawnie zasilany.

CMP sensor

W tym modelu samochodu czujnik CMP otrzymuje pełne napięcie akumulatora od przekaźnika sterującego silnikiem. To źródło zasilania jest dzielone pomiędzy inne czujniki i siłowniki, wliczając w to ECM który z kolei zasila obwód wtryskiwacza.

figure 3

Przebieg na Rys. 3 został zapisany gdy silnik pracował na biegu jałowym i właśnie zaczynał się "dławić". Mamy problem! Źródło zasilania czujnika położenia wałka rozrządu (CMP) "cierpi" pod obciążeniem elektrycznym, dokładnie widać jaki ma to olbrzymi wpływ na wtryskiwacze. Oznacza to, że problem nie dotyczy tylko czujnika CMP. Mimo że sygnał czujnika nie został jeszcze przeinaczony, łatwo jest przepowiedzieć że problem na pewno nasili się w fazie kręcenia silnikiem. Bardzo dobrze wyjaśnia to przebieg zaobserwowany na Rys. 1 w którym czujnik położenia wałka rozrządu porostu się "poddał". Widać tutaj idealny związek napięcia z prądem. W momencie pogarszania się napięcia zasilającego, pogarsza się również prąd zasilający komponenty. Widoczne słabe napięcie zasilania jest powodowane przez duże zapotrzebowanie na prąd. Kiedy dokonałem pomiarów okazało się, że najniższe napięcie zasilania miało szokująca wartość 4.3 V, lecz dostarczało zaskakujące 11A – wspomagane przez kondensator w komputerze silnika.

relay

Przyczyną awarii jest bez wątpienia wysoka oporność źródła zasilania. W toku śledztwa sprawdziłem wszystkie komponenty podłączone to tej linii zasilania, okazało się że "cierpiały" one w podobny sposób. Następnym logicznym krokiem było sprawdzenie przekaźnika sterującego silnikiem.

Po wymontowaniu przekaźnika stwierdziłem, że lutowane połączenia były w różnym stopniu wysłużone. Piny kontaktowe również nie były w najlepszym stanie. Było to bardzo zdumiewające odkrycie biorąc pod uwagę wiek samochodu oraz przebieg: cztery lata , 32 000 km. Uszkodzony przekaźnik sterowania silnikiem wprowadzał wysoką oporność w przewodzie zasilania kilku komponentów silnika, jednocześnie tworząc obwód dzielnika napięcia.

Przekaźnik sterujący sinikiem  producenta Grupy Volkswagen-Audi jest powtarzającym sie utrapieniem wielu mechaników, dodatkowo może on wykazywać wszelkiego rodzaju symptomy. Opisana wysoka oporność miała niemożliwy do przewidzenia efekt na obwód.

Po wymianie przekaźnika

figure 4

Nowy przekaźnik sterujący sinikiem dostarczał pełne napięcie akumulatora, poprawiając czas kręcenia silnika oraz ogólną jego pracę.

Powróciłem do paru poprzednich obserwacji w celu sprawdzenia czy awaria przekaźnika może odpowiedzieć na niektóre pytania. Opisałem juz spadki sygnału czujnika położenia wałka rozrządu (CMP) widoczne na Rys. 1. Teraz mogę podsumować, że niskie napięcie zasilania podczas rozruchu pogorszyło znacząco problem. Czujnik CMP poddawał się w miarę jak obwód wtryskiwacza pobierał cały dostępny prąd. Kondensator podtrzymujący w ECU może dostarczyć zaledwie 7.5A prądu do wtryskiwacza. Tajemniczy punkt X na Rys. 2 był prawdopodobnie zakłóceniem elektrycznym pochodzący z niestabilnego źródła zasilania, zwłaszcza że połączenie PCB posiadało nadpaloną powierzchnię, co jest dowodem iskrzenia.

Na koniec, pamiętamy że samochód nie miał żadnych zapisanych kodów błędów. W trakcie pracy nad pojazdem zobaczyłem pierwszy błąd - INJECTOR CIRCUIT THRESHOLD - tylko tuż po uruchomieniu sinika. Jednak w trakcie ponownego kręcenia silnikiem, ze słabym napięciem w systemie, komputer nie rejestrował żadnych błędów (NO DTCS LOGGED). Powyższy przykład pokazuje w jakim stopniu strategia wykrywania usterek opierająca się na kodach usterek czasami nie jest przydatna przy diagnozowaniu pojazdu. Jest to również znakomity przykład użycia oscyloskopu samochodowego PicoScope 4423 jako narzędzia diagnostycznego.

*do przeprowadzonego badania użyto oscyloskop samochodowy USB PICO PicoScope 4423