Czy możliwe jest odnalezienie awarii przez właściciela pojazdu?

Autor: Nick Hibberd

To prawda, takie podejście może nie być bardzo naukowe, ale może czasami przybliżyć do rozwiązania problemu.

W tym artykule muszę bardziej dokładnie niż zazwyczaj opisać historię pojazdu. Samochód to Fort Escort 4 cylindry, 1.6 litra z 1999 roku. Właściciel zakupił Forda w renomowanym komisie samochodowym. W trakcie zakupu samochód był opisany jako sprawny, bez jakichkolwiek usterek. Po kilku tygodniach od zakupu właściciel wyposażył go w obniżone sprężyny, nowe felgi aluminiowe i markowy sprzęt audio. Dodatkowo przygotowane były dwie dziury w tylnej półce pod nowe głośniki. Pewnego poranka właściciel chciał odpalić samochód, jednak mimo kręcenia rozrusznika auto nie odpalało.

Samochód wrócił do komisu, który mimo wielu prób nie był wstanie naprawić awarii. Następnie samochód został wysłany do lokalnego serwisu gdzie udało się "zbudować ogólny obraz" przyczyny awarii. Serwis zdiagnozował, że samochód ma iskrę na wszystkich 4 czterech świecach, wszystkie cztery wtryskiwacze działają, ciśnienie paliwa jest dobre, kompresja jest dobra oraz posiada dobry nieprzerywany przepływ spalin przez rurę wydechową. Pierwszą wskazówką było okazjonalne wsteczne palenie połączone z nagłym zatrzymaniem rozrusznika przy kręceniu silnikiem. Wszystko wskazywało na problemy z wyprzedzeniem zapłonu. Serwis ściągnął osłonę paska rozrządu w celu sprawdzenia stanu paska oraz znaczników, wszystkie elementy wyglądały na sprawne. Następnie, wymieniono czujnik położenia wału korbowego (CKP), czujnik położenia wałka rozrządu (CMP), cewki zapłonowe (listwę). W momencie gdy zostałem wezwany, następnym elementem na liście do wymiany był elektroniczny moduł sterujący silnikiem (ECM).

Serwis również zastanawiał się czy oryginalnie montowany immobilizer mógł powodować taką awarię. Na tym etapie odrzuciłem taką możliwość ponieważ pracowały wszystkie świece oraz wtryski i nie wyświetlała się żadna lampka kontrolna . W momencie gdy rozpocząłem pracę, wszyscy zaczynali uważać że samochód działał sprawnie do momentu gdy klient rozpoczął wprowadzanie zmian.

ignition system

Czułem instynktownie, że serwis poprawnie wytypował wyprzedzenie zapłonu jako źródło problemu, jednak nie potrafił dokładnie wskazać miejsca awarii. Jeśli jest jedna rzecz, którą zawsze powtarzam, to to aby zaczynać diagnozę od początku problemu. Jeśli mamy do czynienia z wyprzedzeniem zapłonu w pierwszej kolejności musimy sprawdzić kiedy następuje zapłon, a następnie porównać go z obrotem wału oraz położeniem tłoka.

W diagnozowanym samochodzie silnik wykorzystywał bardzo porosty system zapłonu. Jego praca opiera się na ECM, który zbiera informacje z czujnika położenia wału korbowego (CKP), po czym ECM wydawał dwie oddzielne komendy ładowania cewki do każdego z zestawu cewek DIS.

figure 2

Rysunek 2

Podłączyłem oscyloskop samochodowy Pico aby dokonać dokładnej analizy. Rysunek 2 pokazuje obroty silnika oraz występujący błąd. Wszystkie przebiegi zostały zapisane z oscyloskopem podpiętym do masy samochodu. Zapisując przebiegi oscyloskopem samochodowym, wiele osób zwraca szczególną uwagę gdzie podpiąć czerwoną sondę, nie przykładając większej uwagi do czarnej sondy. Należy jednak pamiętać, że jakość zapisywanego sygnału zależy od dobrego podpięcia zarówno sondy czerwonej jak i czarnej masowej.

Kanał A (czerwony) — Widzimy dobry obrót i prędkość wału. Brak jakichkolwiek anomalii. Obwód indukcyjnego czujnika położenia wału korbowego (CKP) połączony jest dwoma kablami, które przesyłają generowany sygnał AC (prąd zmienny). Przesunięcie napięcia stałego z czujnika na poziom 1.5V pozwala ECM na diagnostykę. W przypadku zapisywania tego sygnału należy pamiętać aby monitorować właściwy kabel. Wynik testu powinien być stały, wiarygodny oraz o takiej samej biegunowości. Obydwa kable czujnika CKP dostarczają bardzo podobny przebieg, jednak jeden kabel jest odwrotnością drugiego. Dlatego trudno jest określić, który jest właściwym dla danego systemu. W naszym przypadku sprawdziłem sygnał czerwonego oraz białego kabla, porównałem z poprzednio zapisanymi przebiegami - wynik wyglądał na poprawny.

Kanał B (niebieski)— Przebieg jest trudny do zaobserwowania, jest on ukryty za przebiegiem z kanału D (pomarańczowy) - jest to bardzo dziwne! Oczekiwałem zobaczyć komendy ładowania cewki przemiennie pomiędzy 1 oraz 4 cylindrem, następnie pomiędzy 2 oraz 3 cylindrem, i  z powrotem pomiędzy 1 oraz 4 cylindrem. Wszystkie komendy powinny być oddalone o 180° ze względu na położenie wału korbowego. Według przebiegu, komenda ładowania cewki cylindra 1 oraz 4 następuje w dokładnie tym samym czasie co na cylindrze 2 oraz 3. Dodatkowo odwrotność też jest identyczna. Ładowanie cewki cylindra 1 oraz 3 następuje w tym samym czasie co w cylindra 1 oraz 4. Potwierdza to pierwotną teorię o problemie z wyprzedzeniem zapłonu.

figure 3

Rysunek 3

Rysunek 3 pokazuje więcej szczegółów impulsu zapłonu pokazanego w poprzednim przebiegu. Takie przybliżenie bardzo dobrze obrazuje możliwości potężnego zoomowania przebiegu, zapisanego oscyloskopem samochodowym Pico Technology.

Kanał C (zielony) — W momencie podpinania oscyloskopu nie wiedziałem co mogę odkryć. Dlatego, warto jest korzystać z wielu kanałów oscyloskopu w celu monitorowania szerokiego obrazu badanego elementu. Rzeczą wymagającą zbadania była jednoczesna obecność dwóch komend zapłonu. Powodowała ona uruchomienie świec 1,2,3,4 w tym samym momencie. Czy ECM wie że on to robi? Może jest to jakaś dziwna domyślna strategia? A może serwis miał racje, że jest zepsuty ECM?

Miałem już podobny przypadek w przeszłości, kiedy diagnoza prowadziła mnie drogą wymiany zepsutego ECM. Miałem wtedy podejrzenie, że ciągle jest coś czego jeszcze nie odkryłem. Kolejnym etapem było przetestowanie podłączonych kabli oraz komponentów. Tak jak pokazuje jeden z poprzednich rysunków, system był bardzo prosty do testowania. Kable zasilające ECM zostały sprawdzone, potwierdzając że nie są przyczyną awarii. Po zebraniu kliku kolejnych odczytów, wartość oporu jednej cewki nie wyglądała poprawnie.


figure 4

Przy wyłączonym zapłonie sprawdziłem oporność obwodu na dwóch kablach łączących zestawu cewek DIS z ECM. W normalnych okolicznościach zalecał bym szczególną ostrożność przy pobieraniu odczytów oporności z podłączonym ECU, powodem jest wrażliwość półprzewodników oraz problemy z biegunowością miernika. Wynikiem tego  może być błędną wartość odczytana przez miernik, która wyśle Ciebie w "dwugodzinną pogoń za duchami". Jednak w tym przypadku, bardzo istotne było dla mnie sprawdzenie tego co widzi ECM. Oczekiwałem odczytania niskiej wartość, coś w granicy 2 ohm, jednak wartość którą zobaczyłem była zdecydowanie za niska (0.5ohm).

ecm measurements

Po odpięciu ECM otrzymałem podobny wynik 0.5ohm, oznaczało to, że ECM nie powoduje błędu. Przyczyna błędu została odkładnie wskazana, gdy odłączyłem z drugiego końca kabla zestaw cewek DIS. Otrzymałem tą samą wartość 0.5 ohm. Kable sterujące cewki były zwarte razem!

Wszystko co do tej pory zostało odkryte w samochodzie, w końcu nabrało sensu i łączyło się w jedną całość.

Rysunek 6 pokazuje dziurę która został odkryta później. Dziura została wywiercona w ścianie grodziowej- jest to popularne miejsce na przeprowadzenie dodatkowych kabli dla nowego systemu audio. Obrócenie wiązki kabli sinika ujawniło poważne uszkodzenie.

figure 6

Rysunek 6.

Pamiętasz o niestandardowym wyposażeniu samochodu dodanym przez klienta...?

Po usunięciu osłony wiązki okazało się, że wiele splotów kabli poważnie ucierpiało - oznaczało to zrekonstruowanie wiele nowych kabli. Z dokonanymi naprawami silnik uruchomił się bez problemu, pierwszy raz od wielu tygodni. Zarekomendowałem również wymianę oleju oraz filtra oleju z powodu osadu paliwa nagromadzonego w wyniku wielokrotnych prób odpalenia. Dodatkowo zaleciłem przejechanie sporego dystansu w celu wyczyszczenia układu wydechowego. Rysunek 7 przedstawia prawidłowy przebieg przy rozruchu silnika .

figure 7

*do przeprowadzonego badania użyto oscyloskop samochodowy USB PICO PicoScope 4423