Neseniai apsilankiusi Volvo XC90 su nuolatiniu degimo praleidimų sutrikimu suteikė puikią progą neardomajam variklio būklės įvertinimui. Kaip sprendžiame tokius degimo praleidimo simptomus, daugiausia lemia patirtis, tikimybė ir prieinamumas. Atlikdami neardomąjį variklio įvertinimą galite pateikti ekonomiškai efektyvią pirminę diagnozę ir įtikinamus įrodymus, kaip elgtis toliau remontuojant. (Jei remontas apskritai yra ekonomiškai pagrįstas sprendimas.)
Greitas automobilio nuskaitymas atskleidė degimo praleidimą 5-ame cilindre, ir aš neabejojau, kad išsamesnė nuosekliųjų duomenų analizė galėtų daug pasakyti apie to cilindro maitinimo degalais sąlygas. Kadangi degimo praleidimą aptiko PCM, žinojome, kad netrukus po užvedimo bus atjungtas degalų purkštukas (katalizatoriaus apsauga). Taigi turėjome labai trumpą progą patvirtinti degimo praleidimą pasitelkiant su emisijomis susijusius duomenis – diagnostikos skaitytuvu arba dujų analizatoriumi.
Trumpam atsitraukime nuo nuosekliųjų duomenų. Santykinės kompresijos testas su PicoDiagnostics (PD) leis greitai įvertinti esminę variklio būklę dar prieš imantis intensyvesnės diagnostikos.
Bet kodėl apskritai norėtume atlikti santykinės kompresijos testą? Atsakymas paprastas: o kodėl gi ne?
Atsižvelgiant į automobilio ridą ir įrengtą dujų įrangą, vožtuvų prigulimas visada kėlė nerimą, ir šito negalėjome sau leisti praleisti.
Jei santykinės kompresijos testo rezultatai būtų geri, turėtume pagrindą imtis intensyvesnės diagnostikos. Verčiau rinkčiausi šį kelią, nei atlikčiau intensyvią diagnostiką ir galiausiai išsiaiškinčiau, kad problema yra kompresija! Prieš atlikdami santykinės kompresijos testą, su PicoDiagnostics atlikome akumuliatoriaus testą, kad įsitikintume, jog automobilio akumuliatorius pajėgus dirbti taip, kaip reikia:
Deja, kaip matote aukščiau, 12 V akumuliatorius testo neišlaikė, todėl testavimui tęsti reikėjo papildomo maitinimo. Nors šis rezultatas nebuvo susijęs su kliento skundu, automobiliui reikėjo naujo akumuliatoriaus (daugiau nei 100 £), ir į tai turėjome atsižvelgti formuluodami diagnozę.
Santykinės kompresijos testas
Šiam testui naudojame x1 matavimo laidą, prijungtą prie 12 V automobilio akumuliatoriaus. Žemiau pateikti rezultatai kalba patys už save – iškart užčiuopėme kažką svarbaus.
Kitas klausimas buvo: kuris cilindras kaltas?
Mūsų diagnostikos skaitytuvas rodė „5 cilindro degimo praleidimą“, bet kaip galėjome tuo įsitikinti? Atėjo laikas pereiti prie PicoScope Automotive ir pakartoti santykinės kompresijos testą. Šiame teste papildomai panaudojome sinchronizacijos signalą iš 1-o cilindro. Žemiau esančiame paveikslėlyje matyti, kaip panaudojau PCM valdymo signalą, siunčiamą 1-o cilindro COP ritei. Taip pat galėjau naudoti COP zondą – tada įsikišimas būtų dar mažesnis. Pagal degimo tvarką 153624 tikrai atrodo, kad kaltininkas yra 5-as cilindras.
Šiame diagnostikos etape galėjome daryti išvadą, kad 5-as cilindras praleidžia degimą dėl kompresijos problemos. Tai pagrindėme PicoScope, PicoDiagnostics ir diagnostikos skaitytuvo duomenimis.
Pastaba: tai buvo ir tinkamas metas informuoti klientą, kad jam reikia naujo 12 V akumuliatoriaus.
Taikant aukščiau aprašytus metodus, didžiausias įsikišimas į automobilio sistemas buvo PCM valdymo signalo prie 1-os COP ritės nuskaitymas. Vis dėlto apskritai įsikišimas buvo minimalus, o pirminę diagnozę pateikti pavyko. Dabar klientas galėjo priimti pagrįstą sprendimą, kaip elgtis toliau. Gavome leidimą tęsti diagnostiką ir įvertinti žemos kompresijos priežastį.
Žemiau prie išmetimo vamzdžio galo pridėjome First Look jutiklį, o ant 1-o cilindro COP ritės padėjome COP zondą. Tada sukome variklį starteriu, uždraudę degalų įpurškimą – tai palengvino išmetamųjų dujų pulsacijų analizę, nes išmetimo sistemoje nebeliko degimo dinamikos.
Aukščiau esančiame ekrano vaizde matote, kad pasinaudojome cilindrų ID diagrama (Cylinder ID chart), pateikiama Microsoft Pressure Waveform Overlays programinėje įrangoje; ji patvirtino nuoseklų 5-o cilindro išmetamųjų dujų pulsacijų nereguliarumą. Galima ginčytis, kad to ir tikimasi iš degimą praleidžiančio cilindro, tad testas neva nevertas dėmesio. Vis dėlto jis atskleidė, kad 5-o cilindro stūmoklio viršuje, atsidarius išmetimo vožtuvui, egzistavo nemažas neigiamas slėgis. Tai žymi padidėjęs neigiamas impulsas [žemiau 0 V], apibrėžtas mėlynu apskritimu. Šią informaciją panaudosime vėliau, apibendrindami.
Žemiau esančiame ekrano vaizde prie ankstesnio testo pridėjome įsiurbimo pulsacijas, naudodami prie įsiurbimo kolektoriaus prijungtą WPS500X slėgio keitiklį. Čia variklis dirba, kad galėtume įvertinti degimo praleidimo poveikį kolektoriaus slėgiui degant mišiniui tuščiosios eigos apsukomis.
Iškart krito į akis kolektoriaus slėgio (D kanalas) svyravimai ir bendra sinusoidė forma. Atkreipkite dėmesį, kad 5-o cilindro įsiurbimo trauka buvo mažesnė nei 1-o cilindro (pažymėta mėlynu apskritimu apie D kanalą).
Taip pat atkreipkite dėmesį, kokios sudėtingos tapo išmetamųjų dujų pulsacijos, kai vyksta degimas. Nepaisant to, vis tiek galėjome aptikti trūkstamą pulsaciją (vėl pažymėtą mėlynu apskritimu apie A kanalą) – ten, kur 5-o cilindro išmetimo takto metu sutriko tolygumas.
Apibendrinkime, prieš skverbdamiesi giliau:
• Išmetamųjų dujų pulsacijos (sukant starteriu) patvirtino, kad slėgis virš 5-o cilindro stūmoklio buvo mažesnis nei kituose cilindruose.
• Išmetamųjų dujų pulsacijos liko sutrikusios ir tuščiosios eigos apsukomis.
• 5-o cilindro įsiurbimo trauka buvo mažesnė nei kitų cilindrų.
Iki šiol likome neardomojoje plotmėje, bet dabar atėjo laikas išsukti uždegimo žvakes.
Pastaba: neskaitant variklio dangčių ir žarnų, tai buvo pirmas kartas, kai diagnostikos testams atlikti nuėmėme detales.
Žemiau esančiame ekrano vaizde palyginome 2-ą cilindrą (mėlyna) su 5-u cilindru (rausva) tuščiosios eigos apsukomis.
Nenustebino, kad 5-o cilindro kompresija buvo mažesnė nei 2-o, bet ar aukščiau esančioje signalo formoje matyti kitų užuominų, kodėl taip yra?
Atkreipkite dėmesį į gilesnę 5-o cilindro plėtimosi įdubą, palyginti su 2-u cilindru. Nors mūsų maksimali kompresija buvo maža, stūmoklių aprėpiamas tūris išliko toks pat! Jei pradedame nuo žemos kompresijos viršutiniame rimties taške (TDC), o stūmokliai aprėpia vienodus tūrius, plėtimosi įduba neišvengiamai bus gilesnė (žemesnis neigiamas slėgis).
Prisiminkite, kad atsidarius 5-o cilindro išmetimo vožtuvui virš stūmoklio buvo didesnis neigiamas slėgis nei likusiuose cilindruose (žr. 4 ir 5 pav. aukščiau).
Pereikime prie 360° taško mūsų 4 taktų cikle. Atkreipkite dėmesį į vėluojantį „apibrėžtą“ išmetimo vožtuvo užsidarymą. EVC patvirtinimą apibrėžė taškas, kuriame po 360° pasiektas didžiausias neigiamas slėgis. Ar tai galėtų būti pavėlintas išmetimo vožtuvo veikimas, ar prastai priglundantis išmetimo vožtuvas?
Šalia, 7 pav., atskleidžiame dar vieną požymį – pasvirusius kompresijos bokštus. Tai leistų manyti, kad cilindras praleidžia. Daugiau informacijos apie kompresijos bokštų simetriją rasite čia.
Esant vienodoms sąlygoms (o taip būna retai), cilindro slėgio kilimas ir kritimas kompresijos ir plėtimosi taktų metu turėtų būti beveik vienodi ir sudaryti simetrišką kompresijos bokštą.
8 pav. žiūrime į vožtuvų atvirumo trukmę. EVC įvykį apibrėžti ties 360° visada sudėtinga, tačiau 2-o ir 5-o cilindrų reikšmės skiriasi labai stipriai – net 27° alkūninio veleno pasisukimo!
Atkreipkite dėmesį į efektyvųjį įsiurbimo taktą – 202,6°, matuojant nuo didžiausio neigiamo slėgio iki įsiurbimo vožtuvo užsidarymo įvykio (IVC). Dabar palyginkite šią reikšmę su 5-o cilindro efektyviuoju įsiurbimo taktu žemiau – 190,1°, 9 pav.
Efektyvusis įsiurbimo taktas, savaime suprantama, proporcingai veikia ir efektyvųjį kompresijos taktą. Šalia, 10 pav., matote 5-o cilindro efektyvųjį kompresijos taktą – 114°.
Ir pagaliau 11 pav. matote 5-o cilindro efektyvųjį kompresijos taktą – 100,2°.
Apibendrinant:
• Maža 5-o cilindro kompresija (maksimumas)
• 5-o cilindro praleidimas (pasviręs kompresijos bokštas)
• Prastai apibrėžtas EVO
• Prastai apibrėžtas EVC
• Vėluojantis / prastas išmetimo vožtuvo sandarumas įsiurbimo takto metu
• Sutrumpėjęs efektyvusis įsiurbimo taktas (5-o cilindro sutrumpėjęs maždaug 12° alkūninio veleno pasisukimo)
• Sutrumpėjęs efektyvusis kompresijos taktas (5-o cilindro sutrumpėjęs maždaug 14° alkūninio veleno pasisukimo)
Išvados
Turime ne vieną problemą su 5-u cilindru ir, žinoma, su šiuo varikliu apskritai. Aukščiau pateikta suvestinė suteikia išsamią informaciją tiek klientui, tiek technikui, kuriam teks atlikti remontą. Tokia detali informacija padeda sutelkti dėmesį į konkrečias vožtuvų mechanizmo sritis remonto metu – jos galėtų likti nepastebėtos, jei nebūtų užfiksuotos. Turiu omenyje visų pirma vėluojantį EVO/EVC įvykį, kuris gali atskleisti problemų su hidrauliniais stūmokliais / svirtelėmis ir su variklio alyvos slėgio bei kanalų būkle.
Perskaitęs tai iš naujo turėčiau pridurti, kad karterio slėgis yra dar vienas neardomasis slėgio testas, kurį galite atlikti. Automobilis jau iškeliavo naujiems nuotykiams, tad grįžtamojo ryšio vargu ar sulauksime – nebent kokiu nors likimo išdaigos būdu jį į tas pačias dirbtuves diagnostikai atvarytų kitas savininkas!
Dar kartą ačiū Kevinui Ivesui iš Ives Garage už pagalbą visos šios diagnostikos metu.
Straipsnis išverstas iš Pico Technology bibliotekos su gamintojo leidimu. Originalas: picoauto.com. PicoScope įrangą rasite mūsų kataloge.