Korszerű diagnosztika: mechatronika

A mai gépkocsimotorok eredményes diagnosztikájához elengedhetetlen magasszintű mechanikai, elektronikai ismeretek megléte, korszerű műszeres háttér biztosítása.
Kell még: tengernyi idő és eltökéltség, hogy egy hibajelenség nehezen kibogozható okát - sokszor okait - kiderítsük.
Ha ezek közül bármelyik feltétel is hiányzik, esélytelenek vagyunk.

Kezdő oldalunkon ennek az alátámasztására bemutatunk egy érdekes esetet.


Az autó egy Saab 9.5 TiD, motorja japán eredetű, Isuzu, 3 literes V6, hengerenként négy szeleppel, turbófeltöltővel, korszerű, közös nyomócsöves (Common Rail) dízel, futott km:125ezer. Ezzel a -közel sem problémamentes- motorral találkozhatunk más autókban is, ilyen például a Renault Espace, a Renault Vel Satis, az Opel Vectra vagy az Opel Signum is.






A motor hidegen hibátlanul üzemelt, "pöccre" indult, az első 10-15 km eseménytelenül telt. Magasabb fordulatszámon a későbbiekben sem jelentkezett hiba, egészen addig, amíg alapjáraton nem kellett járnia. Akkor viszont riasztó, rendellenes motorzajok hallatszottak, a motor ilyenkor rendszeresen megállt, és nem lehetett indítani, amíg vissza nem hűlt. A számításba jöhető alkatrészeket korábban próbaképpen kicserélték, így a motorvezérlő egységet, a befecskendezés vezérlő elektronikát és a légtömegmérőt is. Vallatták a motort a szakmai berkekben és a típus fanatikusai által nagyra tartott - egyébként tényleg kitűnő - gyári diagnosztikai célműszerrel (Tech2), minden eredmény nélkül.

Végül az autó - tréleren - megérkezett.

Az első, tapogatózó lépések nem hoztak eredményt, a hibatároló üres, az élő adatok vizsgálata sem vitt előre bennünket.
A legátfogóbb mérési procedúra, a párhuzamos mérés sem váltotta be reményeinket. A három oldalnyi mérési eredmény minden eleme határértéken belüli.

Mivel ennél a típusnál a motorvezérlő egység elhelyezése miatt párhuzamos mérést csak álló helyzetben lehet végezni, át kellett vezetnünk a vizsgálókábeleket az utastérbe, hogy a motor alapos felmelegítése után a mátrixtáblán akár egyszerre több jelet tudjunk vizsgálni. Egy 121 lábú motorvezérlő egység mellett egy injektor-meghajtó egység is dolgozik a körben, az injektorokhoz pedig egyenként 4 kábel kapcsolódik. Ez tehát nem egy mindennapos rendszer, hihetetlenül óvatosnak kellett lennünk.



Amit egy common-rail dízelnél gyakorlatilag elsőként meg kell mérjünk: van-e nyomás az elosztócsőben? A problémák többségénél a nyomás hiánya okoz gondot. Amikor az autó először kezdett "rosszalkodni", feltűnt, hogy a rail-nyomás megemelkedett, nem pedig lecsökkent.






De mitől nőhet meg? Ez vajon ok, vagy okozat? A kérdésre úgy kaptunk választ, hogy egyszerre jelentettük meg a rail nyomás és a befecskendező jelek oszcillogramját. A rendszer összetettsége néha segít: a befecskendezők egyik szála közösítve visszakerül a vezérlőegység egy pontjára. Így azonnal látható, ha bármelyik befecskendezés kimarad.





Megfigyelhető, hogy először a befecskendezés szűnik meg, ezt követi a nyomásemelkedés. A motor leállásának a közvetlen oka a befecskendezés megszűnése. Volt, hogy teljesen megszűnt, volt, hogy csak néhány befecskendezés szűnt meg - ahogy a képen látható -, ilyenkor egy erős rázkódás után a motor tovább járt.

Következett annak az ellenőrzése, hogy a tápfeszültség nem esik-e le a motor leállásakor. Nem. Természetesen a testpontokat is ellenőríztük: minden rendben.

Egyenként ellenőriztünk minden számításba jöhető jeladót. Mindegyik kifogástalanul működik.

Mindkét vezérlő elektronikát korábban próbaképp kicserélték, el kellett, hogy fogadjuk: ezek hibátlanok. Emberi számítás szerint ennek a hibának nem lenne szabad bekövetkeznie.
"Ilyen hiba nincs." Mégis van.

Gyakorlatilag tehát szemben álltunk egy olyan rendszerrel, amelyben a forgás-jeladók működése ellenére a vezérlőegység valami miatt megszakítja az üzemanyag adagolást. Hibakód nincs, minden feltétel adott lenne a működés folytatására. A legtöbb ilyen esetben vezérlőegységet cserélnénk, de - ahogy említettük - ez már megtörtént pár nappal korábban.

Soha nem adhatjuk fel, mindenre van magyarázat. Minél több alkalommal látjuk ugyanazt a jelenséget eltérő szempontokból, annál nagyobb az esély a győzelemre.

Ilyen a hibatároló lekérdezése is. Ugyan menet közben nem volt letárolt hibakód, és a Tech2 sem adott ki hibakódot egyetlen esetben sem korábban. Viszont nem mindegy, mikor olvassuk ki a tárolót. A vezérlőegység magától is ki tud törölni bizonyos kódokat a hibatárolójából, ha úgy véli, hogy a probléma megoldódott.

Ezért ismét lekérdeztük a hibatárolót, pont miután a motor "megremegett". Eredmény: egy hibakód, mely szerint a vezértengely nincs szinkronban a főtengellyel.

A következő lépésben egyszerre jelenítettük meg a jeladókat egy 4 sugaras oszcilloszkóppal.
Minden rendben, a motor hideg és meleg állapotában is. Viszont ha összehasonlítjuk a hideg állapothoz tartozó képet azzal, ami a felmelegített motorhoz tartozik, érdekes apró eltérést láthatunk.






Az ábrákon piros színnel a fordulatszám jele, lilával a vezérműtengely helyzet jeladó oszcillogramja figyelhető meg.
A fordulatszámjel és a vezérműtengely helyzet jelének metszési pontja az ábrákon jól kivehetően különbözik, meleg állapotban egymáshoz képest elcsúszik.

Mi a magyarázat, hogyan lehetséges ez? Például úgy, hogy az első hengersor vezérműtengelyére rögzített jeladó serleg forgása a főtengely forgásához képest nincs teljesen szinkronban.
Néhány ezer km-rel ezelőtt teljes vezérműszettet cserélt egy szervíz, velük nincs kapcsolatunk.
Azok a kollégák viszont, akik előttünk vizsgálták az autót, elmondták, hogy a vezérlést ellenőrizték, az a helyén van, a szíj megfelelően feszes.
Akkor viszont nincs túl sok ötletünk.

Azonban az elhúzódó vizsgálatsorozat mindíg a vezérlés pontatlanságához vezetett bennünket.
A vezérlést burkoló műanyag fedél ujjnyira fellazítható, ezen benyúlva azt tapasztaltuk, amit előttünk a kollégák: a szíj tényleg feszes. A hiba oka mégiscsak itt keresendő.
Elméletileg a vezérléshez hozzájutni ezen a típuson csak nagyon jelentős motor megbontás után lehet, hely aztán itt semmi nincs.
Kínkeserves szenvedések után megszabadult a vezérlés a fedelétől, pillantás a szíjra: a hír nem jó, a szíj feszes, a vezérlés beállítása korrekt, a motort kézzel körbeforgatva minden rendben.

Zsákutca.

Az elektronika csatlakozóit lehúzva az önindítóval néhányszor körbeforgatva a motort feltűnik: a szíj néha meglazul.



De mitől? A komplett vezérműszettet - mint említettük - nemrég cserélték.
A vezérműszíj kerekek excentrikusságát kizártuk. Mi marad még? Az automata szíjfeszítő.

Következett egy új, gyári feszítő felszerelése, önindító működtetés. A szíj - mivel a vezérműtengelyek bütykeire a szeleprugók hatnak - sohasem teljesen azonos mértékben feszül, de a feszesség korántsem olyan mértékben változik, mint a kiszerelt feszítővel.

Összerakás, próba: a kocsi végre hibátlan.

Az ECU által panaszolt hibakód alapvetően tehát két esetben következhet be: pontatlan vezérlés-beállítás, vagy nem megfelelő szíjfeszesség. Az időnként fellazuló vezérműszíj eredményeképpen annyira eltért a két jel időben egymástól (kb. 0,5 ms), ami már elég volt a hibakód beírásához. És mivel ez a hiba elsődleges fontosságú, fellépése azonnali motorleálláshoz vezet. A felmelegedés során a hőtágulásból bekövetkező minimális vezérlés eltolódáshoz itt még hozzáadódott a szíj időszakos fellazulásából adódó hiba.

Biztos ami biztos: ismét megvizsgáltuk a hideg és a meleg motorállapotban felvett oszcilloszkóp ábrákat. Amit sejtettünk, beigazolódott: a fent leírt "elcsúszás" a múlté.



Ennek a javításnak a közzétételekor az a cél vezet bennünket, hogy felhívjuk a figyelmet: korszerű motorok esetén a régi beidegződés szerint végzett hibabehatárolás már nem járható út.


...............................................................



A cikk utóélete:

Cikkünket változatlan formában közölte az Autótechnika szakmai folyóirat 2009/4 száma.





.................................................................

A cikk másik utóélete:

Több kolléga is megkeresett bennünket e-mailben azzal kapcsolatban, hogy vajon miért találunk ezen a rendszeren 4 szálas injektorokat. A válasz nem egyszerű, ez a megoldás teljesen eltér a többi alkalmazástól. A mellékelt kapcsolási rajzunk mindenesetre sokat segíthet a megértésben:





Amint látható, a szelepeket egy végfok-egység vezérli ki (az ábrán zöld kábelek), a végfokot pedig az ECU vezérli (barna vezetékek). Diagnosztikai okokból visszacsatolásra kerül minden egyes befecskendezés a piros jelű kábelre, ami - ahogy említettük - nagyon megkönnyíti a munkánkat. A rózsaszínnel jelölt bekötések a legizgalmasabbak, ezeken egyenként kb. 1-4V közötti egyenfeszültségeket látunk, az ECU ezzel az egyenfeszültséggel végzi a szelepek finomhangolását (mennyiségi korrekció). Kékkel a referenciatest szálait jelöltük.


A fejezet végén tucatnyi esetleírás olvasható.

_ _ _ _ _ _ _ _ _