Mercedes S-Class wypadanie zapłonu

Autor: Andy Cape, Cape Auto Diagnostics, Cape Town

Dane samochodu:

Dodatkowe informacje:

Właściciel Mercedesa W140 S-Class poinformował nas, że w samochodzie początkowo sporadycznie wypadał zapłon. Można go było często zaobserwować w tracie spokojnej jazdy na rozgrzanym siniku, awaria nie była wtedy poważna. Po około miesiącu okazało się, że temperatura płynu chłodzącego osiąga wartość 60 °C a sporadyczne wypadanie zapłonu stało się nagminne. Klient powiedział, że w tym momencie samochodem można było dalej jeździć jednak miał on znacznie gorsze osiągi i dodatkowo spalał dużo więcej paliwa. Silnik posiadał kontroler wtrysku Bosch LH-Jetronic z dwoma czujnikami masy powietrza (hot wire air mass meter) , dwiema cewkami zapłonu oraz dwoma rozdzielaczami. Wtrysk jest kontrolowany przez oddzielny EZL -  moduł kontrolny wtrysku. W pierwszym kroku diagnozy podłączyliśmy diagnoskop jednak nie pokazał on żadnego zapisanego błędu DTC.

Diagnozowanie

W kolejnym kroku odłączaliśmy po kolei każdy wtryskiwacz w celu ustalenia, który cylinder pracuje niepoprawnie. Ustaliliśmy że z odłączonymi cylindrami 1 ,4 ,6 ,7 prędkość na biegu jałowym nie zmienia się. Wszystkie opisane wyżej cylindry są zasilane z rozdzielacza zamontowanego na prawym bank-u silnika.

Dodatkowo sprawdziliśmy wtryskiwacz nr 6 przy użyciu oscyloskopu, okazało się że pracuje, jednak jego praca jest nie równa. Czas otwarcia wtryskiwacza wynosił ±4 ms.

figure 1

W kolejnym kroku sprawdziliśmy kabel z cewki zapłonowej (king lead). Na poniższych rysunkach można zaobserwować dwa zarejestrowane przebiegi.

figure 2
figure 3

Następnie sprawdziliśmy przewody świec zapłonowych na cylindrze nr 4 oraz 7. Zapisany poniżej przebieg ujawnił zbyt niskie i niestabilne napięcie :

figure 4
figure 5

Zmierzyliśmy również obwód pierwotny zapłonu i porównaliśmy go z przebiegiem wtórnym zapłonu. Przebieg napięcia pierwotnego ( Kanał A) wyglądał normalnie , jednak sygnał na kablach zapłonowych wyglądał bardzo dziwnie (Kanał B). Poniżej przedstawiamy przykład prawidłowego przebiegu:

figure 6

W każdych trzech z czterech zapłonów napięcie podskakiwało w ten sam sposób co napięcie wtórne mierzone na świecy zapłonowej. Dodatkowo silnik pracował nierówno w tych samych miejscach co wskazywał poniższy przebieg: :

figure 7

Co ciekawe sygnał prądu na obwodzie pierwotnym był w normie:

figure 8

Rozwiązanie:

Naszym pierwszym krokiem na drodze do rozwiązania problemu była wymiana świec. Zrobiliśmy to między innymi dlatego, że były one blisko swojej daty przydatności. Dodatkowo wymieniliśmy przewody wysokiego napięcia. Niestety żadna z tych zmian nie usunęła lub nawet nie zmniejszyła wypadania zapłonu. Poprzez proces eliminacji doszliśmy do wniosku, że problemem może być jeden z następujących komponentów: cewka, rozdzielacz (distributor), moduł sterowania zapłonem (EZL).

Opisane poprzednio zakłócenia na obwodzie pierwotnym zapłonu okazały się być zwodnicze . Udowodniliśmy to tymczasowo podłączając obwód do dobrej cewki a mimo to nie zmieniło to odczytywanego przebiegów. Z powodu tego odkrycia skupiliśmy naszą uwagę na rozdzielaczu.

Po wymontowaniu rozdzielacza dostrzegliśmy miejsca, gdzie wysokie napięcie przebiło tylną obudowę i przeskakiwało na blok silnika. Przerwa w obudowie powodowała ciągłą utratę energii i nie dostarczanie jej do świec zapłonowych. Problem najprawdopodobniej rozpoczął się gdy klient po raz pierwszy zauważył wypadanie zapłonu na rozgrzanym silniku. Liczne drobne spękania w obudowie mają swój początek w środkowej części rozdzielacza. Ostatecznie przecięliśmy komponent w pół aby lepiej poznać przyczynę awarii ( zdjęcie poniżej). .

Wysokie napięcie wystrzeliwało w kierunku włókna szklanego co spowodowało powstanie stożkowego otworu w obudowie.

figure 9

Powyższe zdjęcie na lewo pokazuje rozdzielacz w całości. Wyraźnie widać odbarwienia we wnętrzu komponentu. Na środkowym i prawym zdjęciu można dodatkowo dostrzec mikro spękania. .

Poniższe lewe zdjęcie pokazuje tył obudowy rozdzielacza, widać tam wyraźnie wylot którym uciekało wysokie napięcie. Zdjęcie po prawej stronie pokazuje przecięty w pół rozdzielacz, również i tutaj widać którędy uciekało wysokie napięcie.

figure 10

Naprawa

Po wymianie rozdzielacza ponownie zarejestrowany przebieg był już idealny

figure 11

Podsumowanie:

Zapisany przebieg obwodu pierwotnego zapłonu nie był zbyt długi jednak obserwowane zakłócenia były bardzo zwodnicze, spowodowane były one zniekształconym sygnałem masy przez wysokie napięcie przebijające i rozchodzące się po bloku silnika. Należy również zwrócić uwagę na to, że udało nam się znaleźć przyczynę awarii bez zapisanego błędu DTC.

Jednym z powodów odrzucenia przyczyny awarii rozdzielacza w początkowej fazie śledztwa był fakt, że komponent ten został niedawno wymieniony i był w użyciu ok 25 000 km.

*do przeprowadzonego badania użyto oscyloskop samochodowy USB PICO PicoScope 4423