Wypadanie zapłonu

Autor: Nick Hibberd

Samochód przyjechał do naszego warsztatu z problemem wypadania zapłonu oraz z zapaloną kontrolką awarii silnika. Po wstępnej diagnozie okazało się, że przerwy zapłonu są ciągłe, dodatkowo z rury wydechowej wydobywało się za dużo dymu. Postanowiłem pozostawić silnik uruchomiony przez dłuższy czas, aby lepiej zapoznać się z problemem, oraz przetestować komputer diagnoskopem.
Oczywistym okazało się, że jest kilka przyczyn problemu oraz że nie jest to normalne wypadanie zapłonu:

Diagnoskop pokazał tylko jeden zapisany kod błędu DTC - P0201 INJECTOR CIRCUIT MALFUNCTION CYL NO.1 (usterka obwodu wtryskiwacza cylindra nr 1)

Ten typ błędu jest bardzo pomocny ponieważ bezpośrednio wskazuje na jeden element oraz łączy go z problemem elektrycznym. Dodatkowo po kilku próbach wykasowania błędu i jego ponownym powrocie mieliśmy pewność, że błąd jest stały oraz dotyczy konkretnego cylindra i przewodu .

Następnym krokiem było podłączenie oscyloskopu samochodowego Pico.

scope connections

Rysunek przedstawia oscyloskop oraz cęgi prądowe mierzące pobór prądu z przekaźnika systemowego. W tym przypadku byliśmy tylko zainteresowani obwodem wtryskiwacza cylindra nr 1, jednak przy takiej lokalizacji sondy możliwe jest badanie wszystkich wtrysków.

capture 1

Przebieg 1 pokazuje zbiór obciążeń elektrycznych zasilanych przez przekaźnik systemowy. Niestety, w momencie kiedy uzyskiwałem dostęp do kabli w celu podłączenia oscyloskopu błąd zanikł, następnie silnik zaczął palić na wszystkie 4 cylindry. Była to duża wskazówka. Często w momencie podłączania oscyloskopu nie uniknione jest "wyginanie" kabli oraz gniazd, prawdopodobnie w tym przypadku to było powodem zniknięcia błędu. Przebieg 1 pokazał dobry sygnał, wszystkie wtryski działały, również cewki zapłonowe działały poprawnie. Kolejnym pytaniem było znalezienie problemu z wtryskiwaczem nr 1. Niestety aktualnie przebieg wtrysku pierwszego nie dostarczał odpowiedzi na to pytanie, pokazywał jedynie brak anormalnych zachowań.

capture 2

Każdy przebieg został przybliżony i dokładnie sprawdzony, nie zauważyliśmy żadnych anomalii.

Wykorzystywany był tylko jeden kanał oscyloskopu, dzięki temu mieliśmy możliwość sprawdzenia synchronizacji przebiegu prądu z sygnałem zapłonu. Oczywistym wyborem było monitorowanie ujemnego przewodu podejrzanego wtrysku nr 1, dlatego że zasilanie na wtryskach mamy stałe. Zdecydowałem aby nie używać sygnału sterującego wtryskiwaczem jako sygnału synchronizacji z obawy przed całkowitym utraceniem błędu z powodu potrzeby wygięcia kabli oraz gniazd. Dodatkowo byłem pewny, że problem jest na tyle poważny, że zostanie wykryty przez cęgi prądowe.

Ponieważ podejrzewaliśmy, że wyginanie kabli powoduje błąd, wszystkie wiązki przewodów zostały poddane testowi "wyginania". Miało to na celu ujawnienie wadliwego kabla. Kiedy używasz tej metody pamiętaj aby być bardzo delikatnym. Pamiętaj również, że wiązki przewodów w całym samochodzie są poddawane ciągłym wibracją oraz uderzeniom, bardzo często w jednym określonym miejscu, to właśnie w tym miejscu najczęściej dochodzi do awarii.

Długo nie trwało zanim silnik "zakrztusiłł się" poczym zaczął wydobywać się dym z układu wydechowego. Pokazuje to przebieg 3.

capture 3

Na rysunku widać brakujący prąd na wtryskiwaczu, jest to nasz wtryskiwacz nr 1. Brak prądu wskazuje że wtryskiwacz nie pracuje, jednak jak wyjaśnić bardzo dużą ilość węglowodorów w układzie wydechowym? Przebieg 3 również pokazuje podwyższony poziom prądu w stosunku do przebiegu 1. Pierwotnie prąd miał wartość 1,4A natomiast aktualnie wynosi 2,3A, różni się on o 0.9A. Czy może to być przypadek?

capture 1 zoomed

Rysunek przedstawia fragment przebiegu 1 który zapisał prawidłową prace wtryskiwaczy. Na przybliżeniu widać że wtryskiwacze pobierają prąd wartości około 0.937A.

Wartość ta pasuje bardzo dobrze do oporu uzwojenia wtryskiwaczy oraz napięcia zasilania uruchomionego silnika.

Napięcie ładowanie 14 V
Rezystancja wtryskiwacza 15 Ω
Pobór prądu 0.93 A

Wszystkie fakty do tej pory wskazują na zwarcie do masy linii sterującej wtryskiwaczem numer 1.

diagram
capture 4

Na przebiegu nr.4 widać wyraźną różnicę pomiędzy obecnością i brakiem błędu.

Znalezienie uszkodzonego przewodu okazało się być bardzo łatwe. Każdy segment wiązki przewodów pomiędzy ECM a wtryskiwaczem został delikatnie wygięty do momentu aż jeden obszar wykazał powiązanie z błędem. Ostatecznie obszar z błędem był tak widoczny, że potrafiłem regularnie generować błąd.

Na tym etapie śledztwa wystarczyło tylko uruchomić zapłon, a następnie nasłuchiwać działania wtryskiwacza w momencie wyginania wiązki.

engine harness

Zdjęcie pokazuje wiązkę przewodów która łączy się z gniazdem. Gniazdo umiejscowione jest pod obudową przepustnicy i odpowiedzialne jest za całe okablowanie wtryskiwaczy. Po delikatnym odchyleniu gniazda, dostrzegliśmy miejsce awarii.

Wyłączyłem zapłon, następnie odłączyłem gniazdo w celu bliższemu przyjrzenia się elementowi. Wszystkie piny wydawały się być ok, problem z obudową raczej nie pasował do naszego błędu, gdyż w takim przypadku łatwiej o przerwę w obwodzie niż zwarcie do masy.


engine harness

Wyśledziłem problem na drugim końcu gniazda. Na zdjęciu można dokładnie zobaczyć, w którym miejscu zaczyna się oryginalna osłona kabla. Mała część niechronionego kabla wystarczyła aby był on luźny i uległ przetarciu.

Żadne ze złącz kablowych nie było uszkodzone, więc wystarczyło tylko ponownie zaizolować i zainstalować kable.

W/w awaria powodował sporadyczne problemy samochodu przed dłuższy okres czasu. Spowodowało to zanieczyszczenie oleju silnikowego paliwem. Kiedy samochód został zabrany na jazdę próbną, trimy były mocno zawyżone, co sugerowało, że silnik próbuje zmniejszyć ilość paliwa ale nie daje rady.

Ostatnią rzeczą do zrobienia była wymiana oleju oraz filtra oleju

*do przeprowadzonego badania użyto oscyloskop samochodowy USB PICO PicoScope 4423