VW Golf wypadanie zapłonu przy 2000 obr/min

Autor: Dave Hill

Opisywany samochód to VW Golf  1.8l, 20 zaworów, turbo, kod silnika AGU. Klient opisał awarię jako wypadanie zapłonu przy 2000 obr/min. Samochód został niedawno zakupiony w auto komisie dlatego klient miał bardzo mało wiedzy o historii pracy tego silnika. Przeprowadzona jazda testowa ujawniła, że osiągi samochodu były poniżej normy, dodatkowo w trakcie obciążenia samochód szarpał. Z powodu braku zapisanych błędów DTC rozpocząłem poszukiwania awarii od turbo, które uznałem za przyczynę problemu - jak się miało później okazać ścieżka która wybrałem była błędna.

Zmierzyłem ciśnienie doładowania turbo podłączając się do małego przewodu podciśnienia, który łączy regulator ciśnienia paliwa z kolektorem ssącym. W trakcie jazdy testowej, pod pełnym obciążeniem,  mierzone ciśnienie wynosiło 7.5 psi . Przyznaję, że jestem stosunkowo niedoświadczony w znajdywaniu awarii w układzie turbo doładowania, dodatkowo nigdy jeszcze nie mierzyłem ciśnienia doładowania. W związku z tym skorzystałem z danych technicznych pojazdu w celu porównania otrzymanych wartości z zalecanymi przez producenta. Okazało się że producent podawał wartość 1.500 - 1.650 bar (absolutne).

Ponownie mój brak doświadczenia przyprawił mnie o kolejny problem. Konwertowałem 1,5 bara na 22 psi gdy dowiedziałem się, że ignoruję w swoich obliczeniach słowo "absolutny". Śmieszne jak często potrafimy (lub tylko ja) zapamiętać skróty (MAP) lecz nie znamy dokładnie ich wyjaśnienia "manifold absolute pressure" - ciśnienie absolutne w kolektorze. W każdym razie, chodzi o to, że powinienem uwzględnić w obliczeniach ciśnienie atmosferyczne. Po dokonaniu prawidłowych obliczeń okazało się, że ciśnienie było wyższe niż to w specyfikacji. Dalej jednak uważałem, że przyczyną problemu jest "brak doładowania". Po paru kolejnych testach okazało się, że uszkodzony był zawór upuszczania nadmiaru ciśnienia. Nowy zawór został zamontowany co zaowocowało małą poprawą w szarpaniu samochodu jednak ogólne osiągi dalej pozostawały słabe. Przeprowadziłem szereg kolejnych testów: dymny test ciśnienia doładowania, test ciśnienia w układzie wydechowym, test działania zaworu N75 oraz inne. Nie mogłem znaleźć żadnych innych przyczyn awarii.

W trakcie przerwy od pracy z samochodem wpadłem na pomysł zbadania przebiegu trwania wtrysku oraz pracy sondy lambda w trakcie jazdy testowej. Uważałem, że jeśli ciśnienie doładowania jest dobre to może problem leży po stronie systemu dostarczania paliwa. Może uda się sprawdzić z perspektywy trwania wtrysku czy PCM wydaje dobre komendy czasu trwania wtrysku dla określonego otwarcia przepustnicy. Do przeprowadzenia testu użyłem oscyloskopu Pico.

Poniższy rysunek przedstawia 10s przebieg zapisany w tracie jazdy testowej przy przyśpieszaniu:

figure 1

Z przebiegu wynikało, że mamy do czynienia z problemem systemu paliwowego, sonda lambda raportowała ubogą mieszankę zaraz po rozpoczęciu przyśpieszania. Po zoomowaniu przebiegu widać wyraźnie czas trwania wtrysku oraz łatwo zidentyfikować punkt, w którym następuje otwarcie przepustnicy. Przeanalizowałem przebieg i doszedłem do wniosku, że ciśnienie w turbo jest dobre, jednak problemem jest zbyt mała ilość paliwa potrzebnego do "zagospodarowania" dostarczanego powietrza. Po tym odkryciu moja uwaga skupiła się na ciśnieniu paliwa.

Posiadam bardzo popularny zestaw do badania ciśnienia paliwa i jest on często spotykany również w innych warsztatach. Używając tego zestawu przeprowadziłem test, który polega na monitorowaniu zachowania ciśnienia paliwa w trakcie gdy silnik pracował na biegu jałowym oraz przy dodawaniu gazu . Odczytane wartości były minimalnie poniżej wartości podanych w specyfikacji technicznej - wszystko wydawało się w porządku. Poszukując pomocy zamieściłem moje wyniki na jednym z for internetowym, wkrótce otrzymałem parę interesujących odpowiedzi. Zasugerowano mi, że ciśnienie paliwa powinno zwiększyć się powyżej wartości podanej w specyfikacji technicznej. Dodatkowo w trakcie doładowania, ciśnienie doładowania powinno być "widoczne" w odczytach ciśnienia paliwa. Nigdy wcześniej nie słyszałem o takiej zależności jak również nie rozważałem takiej możliwości. Następnego dnia przeprowadziłem prosty test na moim własnym 2.0 l Mondeo Zetec 1994. Rzeczywiście ciśnienie paliwa wzrosło w momencie gdy dodawałem ciśnienie do regulatora ciśnienia paliwa. Każde dodawane PSI powodowało odpowiednie zwiększenie ciśnienia paliwa.

Kiedy przeprowadziłem ten sam test w Golfie zaobserwowałem wzrost tylko o 2 psi  po dodaniu 15 psi do regulatora ciśnienia paliwa. Następnie przeprowadziłem "test martwej głowy" - nazwa użyta przez użytkownika forum - polegał on na zaciśnięciu zwrotnego przewodu paliwowego i monitorowaniu ciśnienia paliwa. Zaobserwowane ciśnienie nie było duże i wynosiło 54 psi. W tym samym momencie posiadałem na warsztacie Skode Octavie z podobnym systemem paliwowym, postanowiłem ją użyć w celu porównania wyniku testu. W przypadku Skody "test martwej głowy" pokazał błyskawicznie wartość 90 psi. Wszystko zaczynało wskazywać na awarie pompy paliwa.  Wcześniej uważałem, że bezpiecznie można założyć, że przepływ jest odpowiedni ze względu na występowanie ciągłego ciśnienia paliwa w trakcie obciążenia (jazdy testowej) - w tym przypadku okazało się to nieprawdą. Po wszystkich tych odkryciach zacząłem zastanawiać się jak będzie wyglądał przebieg prądu pompy paliwa. Czy zobaczę podejrzane segmenty na komutatorze? Czy zobaczę wzrost poboru prądu? Aby to sprawdzić po raz kolejny wykorzystałem oscyloskop pico.

figure 2
figure 2
figure 2

Pobór prądu pompy nie pokazywał znaczącego wzrostu w trakcie blokowania przypływu (zwiększania obciążenia), natomiast zbliżenie przebiegu pokazało, że segmenty komutatora pracują poprawnie. Ostatecznie uznałem że przyczyną awarii mogła być "luźna" do pewnego stopnia pompa lub przeciągała ona powietrze. Dodatkowo na załączonym rysunku widać różnice w poborze prądu przez nową pompę przy podobnym blokowaniu przepływu (zwiększaniu obciążenia). Należy zaznaczyć, że ciśnienie paliwa znacząco wzrosło po wymianie pompy. Jazda testowa z nowo zamontowaną pompą paliwa ostatecznie potwierdziła skuteczność naprawy.

Poniższe rysunki przedstawiają przebiegi zapisane przed i po naprawie. Zwróć uwagę na poprawnie dostarczaną wzbogaconą mieszankę w trakcie przyśpieszania:

figure 3
figure 3

Poniżej kolejny przebieg - jest to test którego nauczałem się z artykułu Franka Massey. Studiowanie relacji pomiędzy czujnikiem MAF a sondą lambda może ujawnić wiele informacji o funkcjonowaniu zwrotnego systemu paliwa. Frank wspomniał w artykule, że wykonuje ten test bardzo często, myślę że zamieszczony przebieg bardzo dobrze pokazuje zasadność przeprowadzania tego testu:

figure 4
figure 4

Kolejny rysunek pokazuje ten sam przebieg (test), jednak tym razem przeprowadzony na Audi TT posiadającym bardzo podobny system. Różnica polega na tym że Audi TT wykorzystuje szerokopasmowy czujnik lambda. Przebieg tego czujnika lambda musi być interpretowany inaczej ponieważ jest odwrócony w stosunku do sygnału pochodzącego od czujnika typu zirconia.

figure 5

Jak wspomniałem, w przypadku tego samochodu straciłem mnóstwo czasu w początkowej fazie diagnozy z powodu wybrania złej ścieżki szukania awarii. Spowodowane to było brakiem doświadczenia z takim rodzajem usterki. Dodatkowym powodem było poleganie na diagnoskopie którego wartości rzeczywiste "zamrażały się" na wszystkim powyżej 2000 obr/min.

Oprócz wiedzy, którą zdobyłem naprawiając ten samochód, uświadomiłem sobie że muszę wypracować bardziej strukturalne podejście w odnajdywaniu przyczyn awarii. Mam nadzieje że następnym razem zrobię krok do tyłu i w pierwszej kolejności zobaczę las a nie drzewa.

*do przeprowadzonego badania użyto oscyloskop samochodowy USB PICO PicoScope 4423