Skip to Content

Kintamos geometrijos turbina: VW Golf 1.9 TDI ir Volvo S80 2.4 D5

Tai svečio atvejo analizė, kurią parengė Nick Hibberd iš Hibtech Auto-Electrical Diagnostics.

Neseniai man pasisekė įsigyti WPS500X slėgio keitiklį ir nekantravau jį iškart išbandyti. Netrukus radau puikią dingstį jį įjungti: kintamos geometrijos turbinos (VNT) pripūtimo valdymas.

Tai, kas atrodo kaip pastarųjų metų VNT ir kintamos geometrijos turbokompresorių (VGT) bumas, iš tikrųjų egzistuoja kur kas ilgiau, nei dauguma įsivaizduoja – pretenzijos, kas pirmasis pritaikė šią technologiją masinėje gamyboje, siekia devintojo dešimtmečio pabaigą. Kai kuklus perpūtimo vožtuvas (wastegate) tiesiog nukreipia išmetamųjų dujų srautą nuo turbinos, VNT mazgai pripūtimą valdo visiškai kitaip. Naudojant judančias mentes, išdėstytas aplink išmetimo turbinos perimetrą, jos gali keisti greitį, kuriuo išmetamųjų dujų srautas pasiekia turbiną, ir taip keisti įsiurbimo trakte sukuriamą pripūtimo slėgį.

Keletas pranašumų prieš perpūtimo vožtuvo konstrukciją – mažesnė turbinos delsa (turbo lag), didesnis pripūtimas esant mažoms apkrovoms ir veikimas, iš esmės nepriklausantis nuo variklio sūkių ar apkrovos. Dėl išmetimo priešslėgio, kuris atsiranda tiesiogiai dėl tokio VNT veikimo principo, gaunama ir papildomos naudos išmetamųjų dujų recirkuliacijai (EGR), tad nesunku suprasti, kodėl ši nauja konstrukcija buvo perimta. Tačiau technologija turi ir trūkumų. Po kelerių naudojimo metų (ypač jei vairuoja degalus taupantys „ramieji“ vairuotojai) aplink menčių mechanizmą susikaupia suodžių nuosėdos, dėl kurių mechanizmas užstringa, todėl pripūtimas ima nukrypti nuo normos.

Įtariamą VNT turbinos problemą nustatyti gali būti gana paprasta – tai vienas iš tų gedimų, kur didelį vaidmenį atlieka diagnostikos skaitytuvas. Jis gali pateikti technikui daugybę su pripūtimo valdymu susijusių parametrų ir leisti nuspręsti, į ką sutelkti testavimo planą. Žinoma, nereikia pamiršti ir nuskaityti gedimo kodų (DTC), kurie fiksuoja sritį, kurioje variklio valdymo modulis (ECM) užregistravo problemą. Darbo osciloskopu čia beveik neprireikdavo – iki šiol.

Bendru atveju dažniausias šių VNT mazgų simptomas yra perpūtimo (overboost) būsena, kurią ECM atpažįsta, užregistruoja atitinkamą gedimo kodą ir vėliau perjungia automobilį į avarinį („limp“) režimą. Išjungus ir vėl įjungus degimą, galia paprastai atsistato iki kito gedimo epizodo. Bet prieš darant bet kokias išvadas, pirmiausia reikia patikrinti ir įvertinti ECM valdymo grandinę.

Teoriškai testavimo planas gana paprastas: prijungę vakuummetrį prie solenoido išėjimo linijos galime išmatuoti neigiamą slėgį, veikiantį turbinos vykdiklį. Pasiekus reikiamą pripūtimo lygį (paprastai 2,0 bar, įskaitant atmosferos slėgį), tikimės, kad ECM sumažins ir reguliuos vykdiklį veikiantį slėgį, kartu išlaikydamas tinkamą pripūtimo lygį. Tačiau jei vakuumo lygis krenta teisingai, o pripūtimas toliau auga, vadinasi, turime problemą. Šį slėgio vientisumo patikrinimą mėgstu atlikti testavimo plano pradžioje, nes jis leidžia pamatyti, kas vyksta valdymo grandinės gale. Tai taip pat yra bendras tos valdymo grandinės rezultatas, todėl vienu testu galima atsisakyti kelių patikrų.

Atlikti šį testą visada buvo kiek keblu: viena akimi stebi tiesioginius pripūtimo duomenis, kita – vakuummetrį, o dar reikia bendradarbio, kuris vairuotų automobilį. Ir, žinoma, jokio gedimo epizodo įrašo. Būtent čia WPS500X, kaip įsitikinau, supaprastina procesą. Prijungti WPS500X ir prieš bandomąjį važiavimą įjungti osciloskopo įrašymą yra paprasta bei greita, o rezultatas – įrašas, kuriame iškart matoma pripūtimo valdymo priežasčių ir pasekmių sąsaja.

VW Golf 2003 1.9 TDI

Volvo S80 2005 2.4 D5

Šiuo metodu esu surinkęs ne vieną gedimo atvejį ir pastebėjau, kad kiekvienu iš jų VNT mechanizmas buvo labiau linkęs strigti esant žemai variklio temperatūrai. Kelis kartus paveikus turbiną, gedimas pasireikšdavo rečiau. Žinoma, tai priklauso nuo gedimo sunkumo.

Ateityje užfiksavus tokius matavimus, tikėtinas rezultatas greičiausiai bus tas, kad turbiną teks nuimti ir išardyti. Šiuo metodu iki šiol pavyko išaiškinti praleidžiančius solenoidinius vožtuvus ir užsikimšusią solenoido nuorinimo liniją – visais atvejais, stebint tiesioginius duomenis diagnostikos skaitytuvu, simptomai atrodė kaip stringančios turbinos. Būtent todėl pirmenybę teikiu fiziniam valdymo slėgio matavimui; nors panašų testą galima atlikti ir vakuummetriu, kaip esu daręs anksčiau, tuomet nė nenutuokiau apie tuose slėgiuose slypinčias smulkmenas. WPS500X pasirodo esąs puikus mokymosi įrankis.

Atsisiųskite PicoScope duomenų failus su šiame straipsnyje pateiktomis signalo formomis:

vnt-golf1.psdata

vnt-golf2.psdata

vnt-volvo1.psdata

vnt-volvo2.psdata

Straipsnis išverstas iš Pico Technology bibliotekos su gamintojo leidimu. Originalas: picoauto.com. PicoScope įrangą rasite mūsų kataloge.

Variklio sūkių (RPM) skaičiavimas matematiniais kanalais (MIC#4)