Praca współczesnych silników zależy od informacji płynących do sterownika z wielu czujników. Aby więc skutecznie silniki naprawiać trzeba mieć choć pojęcie o diagnostyce czujników.
Coraz więcej warsztatów niezależnych już ma, lub zamierza w najbliższym czasie kupić, tester diagnostyczny. Pozostałe również powinny pomyśleć o sprawieniu sobie takiego urządzenia, gdyż szybko rośnie liczba napraw przy których okazuje się ono po prostu niezbędne. Aby niezdecydowanych jeszcze trochę zachęcić powiedzmy co nieco o czujnikach stosowanych w układach sterowania współczesnych silników z uwzględnieniem diagnozowania ich niesprawności za pomocą testerów właśnie. Zastrzegamy jednak o razu, że żadna publikacja nie zastąpi dobrego szkolenia.
Zacząć wypada od generalnej uwagi, że elektroniczny układ sterowania nowoczesnym silnikiem (zarówno benzynowym jak i wysokoprężnym), pomimo pozornej komplikacji i zawiłości widocznej na schematach elektrycznych, można sprowadzić do prościutkiego modelu. Wygląda on bowiem tak, że do "czarnej skrzynki" wchodzą sygnały wejściowe, które po odpowiednim "przerobieniu" przy wykorzystaniu programu i parametrów zapisanych w pamięci, powodują wygenerowanie odpowiednich sygnałów wyjściowych sterujących "obiektem", czyli naszym silnikiem. I nie zmienia tego fakt, że w praktyce spotykamy się elementami (np. sonda lambda), pełniącymi jednocześnie funkcje czujnika (dostarcza ona informacji o składzie spalin poprzez zmianę napięcia ) jak i urządzenia wykonawczego (może mieć grzałkę uruchamianą, aby sonda szybciej zaczęła działać). Wyjaśniwszy to sobie możemy już przejść do rzeczy.
Czujniki położenia wału korbowego lub rozrządu
Obecnie stosowane są dwa rodzaje czujników położenia wałów korbowego i rozrządu - indukcyjne, które są czujnikami biernymi oraz aktywne, działające w oparciu o zjawisko Halla (opracowanie ich pozwoliło na wprowadzenie układów precyzyjnego sterowania fazami rozrządu). Różnią się one sposobem diagnozowania, więc tym razem zajmiemy się jedynie popularniejszymi, tzn. indukcyjnymi.
Jeżeli czujnik taki ma ewidentne uszkodzenie elektryczne jest to łatwo wykrywalne i natychmiast sygnalizowane przez tester błędem zbyt wysokiej rezystancji (lub zwarcia). Problem, dodajmy - duży, pojawia się, gdy czujnik dostarcza nieprawidłowego sygnału, albowiem trudno to ustalić. Praktyka warsztatowa obfituje w zdarzenia, gdy np. po wymianie sprzęgła, silnik nie chce zapalać lub pracuje nierówno. W końcu okazuje się, że przyczyną było trudno zauważalne gołym okiem uszkodzenie wiotkiego koła impulsowego, do którego doszło na skutek drobnej nieostrożności podczas manewrów przy silniku. Rzecz w tym, że sygnał podawany wtedy przez czujnik jest zniekształcony. Oprogramowanie sterownika, które analizuje napływajace doń dane, albo wówczas "czeka" na unormowanie się sygnału i silnika nie sposób uruchomić, albo akceptuje wadliwy sygnał i steruje silnikiem nieprawidłowo. Uszkodzenie takie można wykryć (i to też nie zawsze) oscyloskopem.
Czujniki masy powietrza
Czujniki masy powietrza, którym niedawno poświęciliśmy w Świecie Motoryzacji wiele miejsca, generalnie wykazują umiarkowaną trwałość, ale z reguły nie jest to spowodowane ich niską jakością, lecz w większości przypadków wynika z zaniedbań przy obsłudze pojazdu. Liczne publikacje nie bez przyczyny uczulają na poważne potraktowanie sprawy wymiany filtra powietrza i zalecają, aby do silnika wyposażone w elektroniczny czujnik ilości powietrza zasysanego do cylindrów stosować wyłącznie porządnie wykonane filtry pasujące jak należy do fabrycznej obudowy.
Diagnoza uszkodzonego czujnika masy powietrza za pomocą testera polega na odczytaniu i interpretacji odpowiedniego zapisu błędu w sterowniku silnika. Lojalnie jednak uprzedzamy, że wcale nierzadkie są przypadki wielokrotnie powtarzanych napraw nierówno pracujących silników (benzynowych lub common rail), gdy długo niezidentyfikowaną przyczyną usterki okazuje się niesprawny czujnik, który wszakże nie powoduje powstania błędu zapisywanego w sterowniku. Bardzo przydatna okazać się więc może dobra orientacja jakie czujniki i do jakich samochodów są najczęściej kupowane. Jeśli któryś sprzedaje się lepiej niż inne, można z tego wnosić, że częściej się psuje.
Czujniki temperatury
Poza czujnikami temperatury cieczy chłodzącej i powietrza dolotowego spotkać się można również, głównie w autach z silnikami diesla wyposażonymi w układ filtrujący i dopalający sadzę, z mierzącymi ładnych kilkaset stopni Celsjusza czujnikami temperatury spalin. W zasadzie nie różnią się one konstrukcją a tylko podłączone są za pośrednictwem długiej stalowej rurki, aby nie uległy zniszczeniu pod wpływem wysokiej temperatury.
Zabierając się do diagnostyki dowolnego czujnika temperatury przede wszystkim należy zdać sobie sprawę, że w użyciu są czujniki NTC (o ujemnym współczynniku temperaturowym, czyli takie które zmniejszają swą rezystancję, gdy rośnie temperatura), PTC (wzrost temperatury powoduje wzrost ich rezystancji), a ostatnio coraz częściej takie, które generują napięcie. Wiedzieć trzeba również, że niesprawność czujnika lub przewodów i złącz pomiędzy czujnikiem a sterownikiem musi być znaczna, by sterownik wykrył i zasygnalizował "przerwę" lub "zwarcie". Niewiele zmieniona rezystancja złącza, ale także wysokooporowe zwarcie do masy, są traktowane przez sterownik jak zupełnie prawidłowy analog temperatury i nie powodują zapisu błędu w pamięci sterownika. Sprawą diagnosty jest więc skojarzenie sygnalizowanego przez właściciela pojazdu ciężkiego rozruchu silnika czy zbyt wysokich obrotów wentylatora chłodnicy ze źle kontaktującym czujnikiem.
Pomocą przy diagnozie czujników temperatury są "podpowiedzi" podawane przez oprogramowaniu wielu testerów. Często istnieje też możliwość symulacji rezystancji podejrzanego czujnika z odczytem "przetworzonej" przez sterownik temperatury w "okienkach" wartości rzeczywistych.
Uwaga! W starszych systemach wtrysku jednopunktowego, ale nie tylko, spotkać można czujnik temperatury powietrza zintegrowany z modułem wtrysku. Gdy czujnik ten ulegnie uszkodzeniu teoretycznie należy wymienić cały kosztowny moduł, na szczęście są tacy, którzy potrafią czujnik naprawić...
Czujniki ciśnienia
Oprócz obowiązkowego czujnika ciśnienia oleju spotkać można przy silniku także inne czujniki ciśnienia. I tak w niektórych nowoczesnych silnikach zamiast opisywanego już czujnika mierzącego ilość powietrza napływającego do cylindrów stosowany bywa właśnie czujnik ciśnienia. Okazuje się bowiem, że metoda polegająca na wyliczaniu ilości powietrza na podstawie informacji o ciśnieniu w kolektorze dolotowym i prędkości obrotowej wału korbowego jest wystarczająco dokładna, zaś czujniki ciśnienia dużo bardziej niezawodne.
Wielce istotną, wręcz kluczową rolę pełnią czujniki ciśnienia powietrza stosowane w silnikach z doładowaniem (za pomocą turbosprężarki lub sprężarki wypornościowej). Dane z tych czujników wykorzystywane są bowiem zarówno do wyliczania parametrów sterowania turbosprężarką jak i służą, mówiąc ogólnie, celom bezpieczeństwa, tzn. niedopuszczeniu do "przeładowania" skutkującego uszkodzeniem silnika.
Działanie obu tych typów czujników jest nieustannie monitorowane przez sterownik, przy czym dokonuje on diagnozy sprawdzając czy w zestawie danych obejmującym ilość powietrza, kąt uchylenia przepustnicy, prędkość obrotową itp. ciśnienie ma wartość prawdopodobną. Ponieważ istnieją granice skuteczności tej procedury, mogą wystąpić stany awaryjne przy których nie jest zapisywany błąd czujnika ciśnienia - należy mieć to na uwadze naprawiając silnik z doładowaniem.
Kolejnym czujnikiem ciśnienia spotykanym przy wielu silnikach (aczkolwiek trudnym do zauważenia, bo zwykle znajduje się we wnętrzu sterownika) jest czujnik bezwzględnego ciśnienia atmosferycznego. Informacje z niego płynące służą do korekcji danych sterujących np. podczas jazdy w górach.
Wspomnieć wreszcie trzeba o mających zupełnie inne zadanie czujnikach wykorzystywanych w układach common rail (CR), a więc przystosowanych do ciśnienia sięgającego 200 MPa . Dane jakich dostarczają te masywnie obudowane mierniki piezokrystaliczne są sygnałem sterującym pierwszej kategorii w technologii CR. W zależności od zapotrzebowania na moc i informacji z czujnika ciśnienia dobrany zostaje bowiem przebieg prostokątny sterujący zaworem upustowym regulującym ciśnienie w "rurze" (czy jak mówią niektórzy - inni - "w szynie"). W praktyce diagnostycznej najczęściej zdarza się, że testerem można wydać tylko "akt zgonu" całej instalacji common rail w samochodzie który wedle słów właściciela "postał przez noc i rano już nie zapalił". Wygląda to tak, że tester pokazuje brak ciśnienia pomimo, że rozrusznik kręci jak głupi.
Czujniki spalania stukowego
W oparciu o zjawisko piezoelektryczności działają także czujniki spalania stukowego. Są one na tyle trwałe, iż na ogół zamontowany fabrycznie czujnik trafia na złom wraz z całym wyeksploatowanym pojazdem. Uszkodzenia oczywiście zdarzają się, ale są bardzo rzadkie - elektryczne wskazuje bezpośredni zapis błędu, nieprawidłowy sygnał skutkuje niewłaściwym kątem wyprzedzenia zapłonu. Warto dodać, że podczas montażu nowego czujnika bardzo istotne jest aby został on dokręcony właściwym momentem.
Czujniki nietypowe
Przy silnikach samochodów Mercedes, ale nie tylko, można się spotkać z elektronicznym czujnikiem mierzącym poziom i "stopień chemicznego zużycia" oleju. Przekazywane przezeń dane pozwalają sterownikowi wyznaczać właściwy termin wymiany oleju w zależności od sposobu eksploatacji pojazdu. Jest to więc bardzo ekologiczne i ekonomiczne rozwiązanie, szkoda że się jeszcze specjalnie nie rozpowszechniło.
Zdecydowanie nietypowym czujnikiem, stosowanym np. w 12-cylindrowych silnikach Mercedesów klasy S oraz Maybachów, jest... świeca zapłonowa wykorzystywana do wykrywania wypadających zapłonów i spalania stukowego w oparciu o pomiar tzw. prądu jonowego pomiędzy jej elektrodami. Wprawdzie realizacja tej funkcji jest skomplikowana, ale trzeba przyznać, sprawnie to działa. Ze względu na małe prawdopodobieństwo pojawienia się 12 cylindrowej "eski" czy Maybach w niezależnym warsztacie, nie podajemy szczegółów diagnostycznych, ale jakby co możemy to, już na indywidualne zapotrzebowanie, uczynić.zrodlo swiat motoryzacji
[color=#00FF40]Praca współczesnych silników zależy od informacji płynących do sterownika z wielu czujników. Aby więc skutecznie silniki naprawiać trzeba mieć choć pojęcie o diagnostyce czujników.
Coraz więcej warsztatów niezależnych już ma, lub zamierza w najbliższym czasie kupić, tester diagnostyczny. Pozostałe również powinny pomyśleć o sprawieniu sobie takiego urządzenia, gdyż szybko rośnie liczba napraw przy których okazuje się ono po prostu niezbędne. Aby niezdecydowanych jeszcze trochę zachęcić powiedzmy co nieco o czujnikach stosowanych w układach sterowania współczesnych silników z uwzględnieniem diagnozowania ich niesprawności za pomocą testerów właśnie. Zastrzegamy jednak o razu, że żadna publikacja nie zastąpi dobrego szkolenia.
Zacząć wypada od generalnej uwagi, że elektroniczny układ sterowania nowoczesnym silnikiem (zarówno benzynowym jak i wysokoprężnym), pomimo pozornej komplikacji i zawiłości widocznej na schematach elektrycznych, można sprowadzić do prościutkiego modelu. Wygląda on bowiem tak, że do "czarnej skrzynki" wchodzą sygnały wejściowe, które po odpowiednim "przerobieniu" przy wykorzystaniu programu i parametrów zapisanych w pamięci, powodują wygenerowanie odpowiednich sygnałów wyjściowych sterujących "obiektem", czyli naszym silnikiem. I nie zmienia tego fakt, że w praktyce spotykamy się elementami (np. sonda lambda), pełniącymi jednocześnie funkcje czujnika (dostarcza ona informacji o składzie spalin poprzez zmianę napięcia ) jak i urządzenia wykonawczego (może mieć grzałkę uruchamianą, aby sonda szybciej zaczęła działać). Wyjaśniwszy to sobie możemy już przejść do rzeczy.
[img]http://www.swiatmotoryzacji.com.pl/Zdjecia/artykuly/maj09/czujniki1.jpg[/img]
Czujniki położenia wału korbowego lub rozrządu
Obecnie stosowane są dwa rodzaje czujników położenia wałów korbowego i rozrządu - indukcyjne, które są czujnikami biernymi oraz aktywne, działające w oparciu o zjawisko Halla (opracowanie ich pozwoliło na wprowadzenie układów precyzyjnego sterowania fazami rozrządu). Różnią się one sposobem diagnozowania, więc tym razem zajmiemy się jedynie popularniejszymi, tzn. indukcyjnymi.
Jeżeli czujnik taki ma ewidentne uszkodzenie elektryczne jest to łatwo wykrywalne i natychmiast sygnalizowane przez tester błędem zbyt wysokiej rezystancji (lub zwarcia). Problem, dodajmy - duży, pojawia się, gdy czujnik dostarcza nieprawidłowego sygnału, albowiem trudno to ustalić. Praktyka warsztatowa obfituje w zdarzenia, gdy np. po wymianie sprzęgła, silnik nie chce zapalać lub pracuje nierówno. W końcu okazuje się, że przyczyną było trudno zauważalne gołym okiem uszkodzenie wiotkiego koła impulsowego, do którego doszło na skutek drobnej nieostrożności podczas manewrów przy silniku. Rzecz w tym, że sygnał podawany wtedy przez czujnik jest zniekształcony. Oprogramowanie sterownika, które analizuje napływajace doń dane, albo wówczas "czeka" na unormowanie się sygnału i silnika nie sposób uruchomić, albo akceptuje wadliwy sygnał i steruje silnikiem nieprawidłowo. Uszkodzenie takie można wykryć (i to też nie zawsze) oscyloskopem.
[img]http://www.swiatmotoryzacji.com.pl/Zdjecia/artykuly/maj09/czujniki3.jpg[/img]
Czujniki masy powietrza
Czujniki masy powietrza, którym niedawno poświęciliśmy w Świecie Motoryzacji wiele miejsca, generalnie wykazują umiarkowaną trwałość, ale z reguły nie jest to spowodowane ich niską jakością, lecz w większości przypadków wynika z zaniedbań przy obsłudze pojazdu. Liczne publikacje nie bez przyczyny uczulają na poważne potraktowanie sprawy wymiany filtra powietrza i zalecają, aby do silnika wyposażone w elektroniczny czujnik ilości powietrza zasysanego do cylindrów stosować wyłącznie porządnie wykonane filtry pasujące jak należy do fabrycznej obudowy.
Diagnoza uszkodzonego czujnika masy powietrza za pomocą testera polega na odczytaniu i interpretacji odpowiedniego zapisu błędu w sterowniku silnika. Lojalnie jednak uprzedzamy, że wcale nierzadkie są przypadki wielokrotnie powtarzanych napraw nierówno pracujących silników (benzynowych lub common rail), gdy długo niezidentyfikowaną przyczyną usterki okazuje się niesprawny czujnik, który wszakże nie powoduje powstania błędu zapisywanego w sterowniku. Bardzo przydatna okazać się więc może dobra orientacja jakie czujniki i do jakich samochodów są najczęściej kupowane. Jeśli któryś sprzedaje się lepiej niż inne, można z tego wnosić, że częściej się psuje.
[img]http://www.swiatmotoryzacji.com.pl/Zdjecia/artykuly/maj09/czujniki4.jpg[/img]
Czujniki temperatury
Poza czujnikami temperatury cieczy chłodzącej i powietrza dolotowego spotkać się można również, głównie w autach z silnikami diesla wyposażonymi w układ filtrujący i dopalający sadzę, z mierzącymi ładnych kilkaset stopni Celsjusza czujnikami temperatury spalin. W zasadzie nie różnią się one konstrukcją a tylko podłączone są za pośrednictwem długiej stalowej rurki, aby nie uległy zniszczeniu pod wpływem wysokiej temperatury.
Zabierając się do diagnostyki dowolnego czujnika temperatury przede wszystkim należy zdać sobie sprawę, że w użyciu są czujniki NTC (o ujemnym współczynniku temperaturowym, czyli takie które zmniejszają swą rezystancję, gdy rośnie temperatura), PTC (wzrost temperatury powoduje wzrost ich rezystancji), a ostatnio coraz częściej takie, które generują napięcie. Wiedzieć trzeba również, że niesprawność czujnika lub przewodów i złącz pomiędzy czujnikiem a sterownikiem musi być znaczna, by sterownik wykrył i zasygnalizował "przerwę" lub "zwarcie". Niewiele zmieniona rezystancja złącza, ale także wysokooporowe zwarcie do masy, są traktowane przez sterownik jak zupełnie prawidłowy analog temperatury i nie powodują zapisu błędu w pamięci sterownika. Sprawą diagnosty jest więc skojarzenie sygnalizowanego przez właściciela pojazdu ciężkiego rozruchu silnika czy zbyt wysokich obrotów wentylatora chłodnicy ze źle kontaktującym czujnikiem.
Pomocą przy diagnozie czujników temperatury są "podpowiedzi" podawane przez oprogramowaniu wielu testerów. Często istnieje też możliwość symulacji rezystancji podejrzanego czujnika z odczytem "przetworzonej" przez sterownik temperatury w "okienkach" wartości rzeczywistych.
Uwaga! W starszych systemach wtrysku jednopunktowego, ale nie tylko, spotkać można czujnik temperatury powietrza zintegrowany z modułem wtrysku. Gdy czujnik ten ulegnie uszkodzeniu teoretycznie należy wymienić cały kosztowny moduł, na szczęście są tacy, którzy potrafią czujnik naprawić...
[img]http://www.swiatmotoryzacji.com.pl/Zdjecia/artykuly/maj09/czujniki6.jpg[/img]
Czujniki ciśnienia
Oprócz obowiązkowego czujnika ciśnienia oleju spotkać można przy silniku także inne czujniki ciśnienia. I tak w niektórych nowoczesnych silnikach zamiast opisywanego już czujnika mierzącego ilość powietrza napływającego do cylindrów stosowany bywa właśnie czujnik ciśnienia. Okazuje się bowiem, że metoda polegająca na wyliczaniu ilości powietrza na podstawie informacji o ciśnieniu w kolektorze dolotowym i prędkości obrotowej wału korbowego jest wystarczająco dokładna, zaś czujniki ciśnienia dużo bardziej niezawodne.
Wielce istotną, wręcz kluczową rolę pełnią czujniki ciśnienia powietrza stosowane w silnikach z doładowaniem (za pomocą turbosprężarki lub sprężarki wypornościowej). Dane z tych czujników wykorzystywane są bowiem zarówno do wyliczania parametrów sterowania turbosprężarką jak i służą, mówiąc ogólnie, celom bezpieczeństwa, tzn. niedopuszczeniu do "przeładowania" skutkującego uszkodzeniem silnika.
Działanie obu tych typów czujników jest nieustannie monitorowane przez sterownik, przy czym dokonuje on diagnozy sprawdzając czy w zestawie danych obejmującym ilość powietrza, kąt uchylenia przepustnicy, prędkość obrotową itp. ciśnienie ma wartość prawdopodobną. Ponieważ istnieją granice skuteczności tej procedury, mogą wystąpić stany awaryjne przy których nie jest zapisywany błąd czujnika ciśnienia - należy mieć to na uwadze naprawiając silnik z doładowaniem.
Kolejnym czujnikiem ciśnienia spotykanym przy wielu silnikach (aczkolwiek trudnym do zauważenia, bo zwykle znajduje się we wnętrzu sterownika) jest czujnik bezwzględnego ciśnienia atmosferycznego. Informacje z niego płynące służą do korekcji danych sterujących np. podczas jazdy w górach.
Wspomnieć wreszcie trzeba o mających zupełnie inne zadanie czujnikach wykorzystywanych w układach common rail (CR), a więc przystosowanych do ciśnienia sięgającego 200 MPa . Dane jakich dostarczają te masywnie obudowane mierniki piezokrystaliczne są sygnałem sterującym pierwszej kategorii w technologii CR. W zależności od zapotrzebowania na moc i informacji z czujnika ciśnienia dobrany zostaje bowiem przebieg prostokątny sterujący zaworem upustowym regulującym ciśnienie w "rurze" (czy jak mówią niektórzy - inni - "w szynie"). W praktyce diagnostycznej najczęściej zdarza się, że testerem można wydać tylko "akt zgonu" całej instalacji common rail w samochodzie który wedle słów właściciela "postał przez noc i rano już nie zapalił". Wygląda to tak, że tester pokazuje brak ciśnienia pomimo, że rozrusznik kręci jak głupi.
[img]http://www.swiatmotoryzacji.com.pl/Zdjecia/artykuly/maj09/czujniki5.jpg[/img]
Czujniki spalania stukowego
W oparciu o zjawisko piezoelektryczności działają także czujniki spalania stukowego. Są one na tyle trwałe, iż na ogół zamontowany fabrycznie czujnik trafia na złom wraz z całym wyeksploatowanym pojazdem. Uszkodzenia oczywiście zdarzają się, ale są bardzo rzadkie - elektryczne wskazuje bezpośredni zapis błędu, nieprawidłowy sygnał skutkuje niewłaściwym kątem wyprzedzenia zapłonu. Warto dodać, że podczas montażu nowego czujnika bardzo istotne jest aby został on dokręcony właściwym momentem.
[img]http://www.swiatmotoryzacji.com.pl/Zdjecia/artykuly/maj09/czujniki7.jpg[/img]
Czujniki nietypowe
Przy silnikach samochodów Mercedes, ale nie tylko, można się spotkać z elektronicznym czujnikiem mierzącym poziom i "stopień chemicznego zużycia" oleju. Przekazywane przezeń dane pozwalają sterownikowi wyznaczać właściwy termin wymiany oleju w zależności od sposobu eksploatacji pojazdu. Jest to więc bardzo ekologiczne i ekonomiczne rozwiązanie, szkoda że się jeszcze specjalnie nie rozpowszechniło.
Zdecydowanie nietypowym czujnikiem, stosowanym np. w 12-cylindrowych silnikach Mercedesów klasy S oraz Maybachów, jest... świeca zapłonowa wykorzystywana do wykrywania wypadających zapłonów i spalania stukowego w oparciu o pomiar tzw. prądu jonowego pomiędzy jej elektrodami. Wprawdzie realizacja tej funkcji jest skomplikowana, ale trzeba przyznać, sprawnie to działa. Ze względu na małe prawdopodobieństwo pojawienia się 12 cylindrowej "eski" czy Maybach w niezależnym warsztacie, nie podajemy szczegółów diagnostycznych, ale jakby co możemy to, już na indywidualne zapotrzebowanie, uczynić.zrodlo swiat motoryzacji[/color]
|
Nowości • 
Mapa Strony • 
Index Mapy strony • 
RSS • 
