Opel Zafira sporadyczne gaśnięcie silnika

Autor: Nick Hibberd

Awaria

Ten konkretny przypadek związany jest z wszystkim dobrze znanym zaworem EGR Opla. Problem z tym zaworem nie jest specyficzny dla konkretnego modelu samochodu marki Opel lecz dotyczy samego zaworu, który może być zmontowany w wielu modelach Opla. W tym przypadku diagnozowany samochód to Opel Zafira 2000 rok, z silnikiem Z16XE.

Klient narzekał na sporadyczne gaśniecie silnika. Ostatecznie, po dokładnej rozmowie z klientem, problem gaśnięcia został zawężony do sytuacji, gdy samochód znajdował się na zjazdach z autostrady. Jak istotna jest właściwie ta informacja? - o tym przekonamy się w dalszej części artykułu.

Kody błędów

Podłączenie diagnoskopu do komputera wykazało brak zapisanych błędów DTC - oznaczało to nienajlepszy początek śledztwa. Przyznaję, że symptomy opisane przez klienta wskazywały na zwór ERG jednak nie były one jednoznaczne - brakowało typowego błędu P0400.

Jazda testowa

Biorąc pod uwagę różne przyczyny awarii wiedziałem, że i tak na którymś etapie będę musiał sprawdzić system EGR . Ostatecznie uznałem że jest on pierwszym kandydatem do rozpoczęcia diagnozy. W celu jej przeprowadzeniu użyłem oscyloskopu samochodowego Pico.

figure 1
valve

Zawór ERG jest zasilany 12V+ z głównego przekaźnika silnika, a ECM zamyka obwód dostarczając impulsowo masę. Pole magnetyczne wytwarzane przez uzwojenie zaworu przyciąga czop zaworu, otwierając go. Jeśli wymagane jest większe otwarcie zaworu, zwiększane jest wypełnienie impulsów, które reguluje prąd w obwodzie, powodując silniejsze pole magnetyczne. Poziom otwarcia zależy do siły pola magnetycznego. Potencjometr monitoruje poruszanie się zaworu a otrzymane informacje przesyła do ECM.

Rys. 1 przedstawia przebieg zapisany podczas jazdy testowej. Samochód przemieszczał się w spokojnym tempie, co jest optymalną metodą testowania EGR. Kanał ChB (czerwony) pokazuj sygnał sterujący wypełnieniem regulującym pozycję zaworu, w efekcie na kanale ChC (zielonym) widzimy zmieniającą się pozycję zaworu. Poziom jego przemieszczenia jest ustalany przez ECM na podstawie zaprogramowanych pozycji oraz warunków drogowych. Kanał ChD (pomarańczowy) monitoruje ciśnienie bezwzględne w kolektorze dolotowym (MAP). Wartość MAP pozwala sprawdzić jak poziom otwarcia zaworu EGR wpływa na wlot świeżego powietrza. Warto zapamiętać, że powiązanie pomiędzy MAP (przepływem powietrza) a EGR może być użytecznym narzędziem diagnostycznym .

Po przeprowadzeniu kolejnych dwóch jazd testowych samochód wydawał się być sprawny. Z braku innych pomysłów skupiłem swoją uwagę na prześledzeniu każdego zapisanego przebiegu w celu znalezienia jakiejkolwiek wskazówki. W trakcie analizowania przebiegu jednej z jazd zauważyłem, że zawór nagle otwarł się na krótki okres czasu.

figure 2 figure 2a

Sygnał otwarcia EGR ma znamiona kontroli oczyszczania i został wyraźnie aktywowany przez program ECMu. Patrząc również na wartości MAP zapisanego przebiegu widać że silnik zwalniał tempo. Chwilowe otwarcie EGR w tym miejscu miałoby niewielki wpływ na spalanie oraz emisję. Na  Rys.2a widzimy, że ECM zwiera do masy zawór, zmuszając czop EGR do pełnego otwarcia. W trakcie fazy otwarcia zaworu, MAP reaguje poprawnie, zwiększając lekko swoją wartość - kolektor traci ciśnienie. W momencie gdy ECM zwalnia impuls masy oczekiwalibyśmy szybkiego powrotu czopa do pozycji zamknięcia. Jednak zaobserwować można bardzo duże opóźnienie wartości 230ms pomiędzy ECM zwalniającym impuls masy a rozpoczęciem zamykania EGR. Dla porównania opóźnienie czasu otwarcia wynosi tylko 16ms - dodatkowo przy otwarciu czop musi na początku przeciwdziałać sprężynie. Zatem, czas zamknięcia o wartości 230ms jest dowodem na blokowanie sie EGRa.

Badany obszar wydawał się być główną przyczyną usterki dlatego przyglądnąłem się mu bardziej dokładnie. Przeprowadziłem parę testów otwierania i zamykania zaworu EGR, pokazały one, że zawór pracuje poprawnie w warunkach stacjonarnych. Musiało to oznaczać że EGR zawodzi wyłącznie w trakcie jazdy.

figure 3

Kolejna jazda testowa w końcu ujawniła problem. Przebieg z rys.3 przedstawia podobną charakterystykę jak poprzedni przebieg (Rys.2). W trakcie gdy silnik zwalniał tempo ECM uruchomił kontrolę oczyszczania - ChB (czerwony sygnał). Nastąpiło otwarcie zaworu. ChC (zielony sygnał) poprawnie wskazuje otwartą pozycję czopa zaworu, jednak gdy ECM wysyła komendę zamknięcia czop zawiesza się na jakiś czas. Dodatkowym potwierdzeniem otwartej pozycji EGR jest wartość MAP - ChD (pomarańczowy sygnał) która wskazuje wysoką wartość.

figure 4

Rys.4 przedstawia kontynuacje tej samej sytuacji co Rys.3. Pokazuje on ile czasu zajęło czopowi powrócenie do pozycji zamknięcia. W trakcie trwania tego błędu silnika traci przyśpieszanie, dławi się. Gdyby silnik pracował na biegu jałowym mógłby mieć problem z utrzymaniem się przy pracy lub całkowicie zgasnąć. Tak jak opisywał klient.

Ocena naprawy

Po wymianie zaworu EGR na nowy czas zamykania spadł z 230ms do 25ms.

figure5

Podsumowanie

Komputer nie zarejestrował żadnego błędu, dlatego podejrzewam, że jego strategia zapisywania błędów opiera sie na zapisaniu tylko seryjnie występującego błędu w trakcie pojedynczego cyklu jazdy. Dodatkowo w tym przypadku nie przekroczono żadnego elektrycznego progu błędu, na przykład  przez otwarty obwód, zwarcie, nadmierny pobór prądu, słabe zasilanie.

Opisany przykład przedstawia częsty dylemat: Jak bardzo proces diagnostyczny powinien opierać się na błędach DTC...

*do przeprowadzonego badania użyto oscyloskop samochodowy USB PICO PicoScope 4423