Audi S3 nierówna praca silnika

Autor: Andy Cape

Dane samochodu:

Problem

W czerwcu 2010 przyjechało do nas Audi S3 rok 2001 z problemem nierównej pracy silnika. Podłączenie do diagnoskopu ujawniło, że warsztat w którym klient był poprzednio wykasował wszystkie błędy DTC pochodzące z ECU. Ten sam warsztat wymienił również czujnik temperatury spalin - jak tłumaczył klient z powodu zapisanego błędu DTC. Niestety nie udało na się zebrać żadnych dodatkowych informacji od klienta ponieważ nie otrzymał on raportu o zapisanych błędach DTC.

Diagnoza

W pierwszej kolejności szukaliśmy problemu z podciśnieniem jednak nic nie mogliśmy znaleźć. Następnie sprawdziliśmy czujnik masy powietrza z wykorzystaniem oscyloskopu samochodowego Pico. Okazało się że sygnał nie zachowywał się stabilnie podczas pracy na biegu jałowym. Sygnał MAF (masy powietrza) zmieniał się okresowo i wachał się pomiędzy 1,3 V a 1,8 V. Wyczyszczenie czujnika masy powietrza nie przyniosło żadnego rezultatu. Dopiero po odłączeniu czujnika praca silnika znacząco się poprawiła – pracował prawie normalnie. Doszliśmy do wniosku, że mogą istnieć trzy możliwe powody falowania sygnału. Jest to uszkodzenie czujnika masy powietrza, za duża ilość powietrza dostaje się do systemu lub istnieje jakiś defekt w turbo sprężarce.

Śledztwo

Po przeprowadzeniu dokładnego śledztwa nie okryliśmy żadnego wycieku powietrza lub podciśnienia. Uznaliśmy więc że powodem awarii musi być uszkodzenie czujnika masy powietrza i zarekomendowaliśmy klientowi kupienie tego komponentu. Klient jednak postanowił na razie pozostawić odłączony czujnik, który ewentualnie wymieni w przyszłości.

Po niespełna roku klient powrócił do nas skarżąc się na duże zużycie paliwa. Po krótkim śledztwie okazało się, że klient przez cały czas nie podłączył nowego czujnika masy powietrza. Postanowiliśmy więc udowodnić klientowi że czujnik MAF jest rzeczywiście uszkodzony – jednak nie mieliśmy akurat pod ręką zamiennej części więc przeprowadziliśmy drobiazgową diagnozę czujnika z wykorzystaniem oscyloskopu Pico.

figure 1

Blue: MAF       Red: Wtryskiwacz #1

Pierwotny test z czerwca 2010 pokazywał okresowe „huśtanie” się sygnału czujnika masy powietrza z 1.3 V do 1.8 V. Należy pamiętać, że obroty silnika na biegu jałowym oraz czasy wtrysku zależą od danych przesyłanych z czujnika MAF. W naszym przypadku silnik kołysał się od 500 obr/min do 1100 obr/min. Dodatkowo z doświadczenia wiemy, że normalna wartość sygnału MAF na biegu jałowym powinna wynosić 1.3 V.

Postanowiliśmy jeszcze raz dokładnie przyjrzeć się zapisanemu w 2010 przebiegowi ponieważ zaczęliśmy rozważać kolejną możliwą przyczynę awarii. Mogło być tak, że w pierwszej kolejności zwiększały się obroty silnika a dopiero potem rósł sygnał z czujnika masy powietrza - ponieważ dostarczane było więcej powietrza. Jednak co mogłoby powodować okresowego wahania ?

figure 2

W powiększeniu: Okresowe wahania trwające ponad sekundę, powtarzają się co kilka sekund.

Ku naszemu zdziwieniu po około roku czasu nie byliśmy wstanie powtórzyć wyżej przedstawionego przebiegu. Tym razem z podłączonym czujnikiem sygnał przez klika sekund wyglądał normalnie – miał wartość 1.3V - jednak zaraz potem silnik niespodziewanie wyłączał się. Innym razem przebieg wyglądał następująco:

figure 3

Sygnał z zakłóceniami w ostatniej fazie

Ponieważ zaraz po podłączeniu czujnika masy powietrza silnik wyłączał się zakładaliśmy, że musi istnieć gdzieś problem z podciśnieniem – jednak nie mogliśmy go odnaleźć.

Błędy DTC

Podłączyliśmy diagnoskop i odkryliśmy parę błędu DTC z ECU:

16486 – Czujnik masy powietrza: zbyt słaby sygnał (Mass Air Flow Sensor (G70): Signal too Low)
P0102 - 35-10 - - - Sporadyczny (Intermittent)

17522 – Sonda Lambda( Oxygen Lambda Sensor); B1 S2: Wewnętrzna oporność zbyt wysoka (Internal Resistance too High)
P1114 - 35-00 - -

17545 – Trymy paliwa ( Fuel Trim) : Bank 1 (Add): mieszanka zbyt bogata (System too Rich)
P1137 - 35-00 - -

17704 - Error in Mapped Cooling System (check Temp-Sensor and Thermostat)
P1296 - 35-10 - - - Sporadyczny ( Intermittent)

16517 – Sonda Lambda (Oxygen Lambda Sensor) B1 S1: Za wolna odpowiedz (Response too Slow)
P0133 - 35-10 - - - Sporadyczny ( Intermittent)

Pominęliśmy błąd DTC P0102 ponieważ wiedzieliśmy że powodowany on jest odłączeniem czujnika masy powietrza. Natomiast błąd DTC P1137 wskazuje na problem z podciśnieniem na biegu jałowym. Dodatkowa człon „(Add)” na błędzie trymów paliwa oznacza, że mamy zbyt dużo paliwa a ECU próbuje rozwiązać problem z nierówną pracą silnika na biegu jałowym. Kiedy komputer ECU wprowadza korekty w dawce paliwa - mówi on wtryskiwaczowi że ma pozostać otwarty lub zamknięty określony dłuższy lub krótszy okres czasu. Usterka podciśnienia staje się mniej odczuwalna przy wyższych obrotach. W związku z powyższym nasze śledztwo nadal skupiało się na poszukiwaniu problemu podciśnienia.

Próżnia została obliczona na biegu jałowym i wynosiła -0.6…-0.65 bara  i spadała do zera wyłącznie gdy silnik wyłączał się. Z własnego doświadczenia wiem że “wyciek próżni” wewnątrz systemu dolotowego powietrza powoduje fluktuacje lub skoki w wyżej opisanych wartościach. Jednak w naszym przypadku odczyty były stabilne, a silnik i tak wyłączał się po kilku sekundach.

Natomiast błąd DTC P0133 raportował powolną sondę lambda. Mogła ona ulec awarii z powodu długiego oddziaływania bogatej mieszanki paliwa. Przetestowaliśmy sondę lambda i okazało się że pracuje ona popranie – wyłącznie czas przełączania był za niski.

Rozwiązanie

Wyciek próżni został ostatecznie odkryty gdy użyliśmy sprayu do uruchamiania silników. Po spryskaniu sprayem wlotu powietrza obroty na biegu jałowym w ogóle się nie zmieniły. Następnie przyłożyliśmy dłoń do czujnika masy powietrza i nie mogliśmy w ogóle odczuć „ssania” , dodatkowo w normalnych warunkach na biegu jałowym silnik powinien w takiej sytuacji zgasnąć. Ostatecznie odkryliśmy, że wąż ssący (gumowe kolanko) był całkowicie zsunięty z turbo doładowania – wyjaśniło to przyczynę wyłączania się silnika gdy podłączaliśmy uszkodzony MAF. Zepsute połączenie zostało tymczasowo naprawione co spowodowało wygładzenie pracy silnika. Dodatkowo podłączenie MAF nie wpłynęło w żaden negatywny sposób na pracę silnika - udowodniło to że czujnik jest tak naprawdę sprawny.

Podsumowanie

Po pierwsze: Zdobyliśmy dwa przykładowe przebiegi czujnika masy powietrza, które wskazują na obecność wycieku podciśnienia. Na pewno pomoże to nam w przyszłości w diagnozowaniu awarii w przypadku braku błędów DTC.

Po drugie: Oszczędzanie na naprawach nie jest dobrą metodą. Gumowy wąż przerwał się ponieważ olej silnikowy z nienaprawionej turbo sprężarki wyciekał na niego. Dodatkowo długa jazda z odłączonym czujnikiem MAF mogła powodować uszkodzenia sondy lambda.

Pliki do pobrania

*do przeprowadzonego badania użyto oscyloskop samochodowy USB PICO PicoScope 4423