A befecskendező vizsgáló szerszám működése
A Bosch CRIN4.2 common rail injektora haszongépjármű- dízelmotorok számára készült azzal a céllal, hogy vele a motor keverékképzési igényeit egyre jobban ki lehessen elégíteni. Mindez fontos az Euro VI-os előírás teljesítéséhez, mert ott nagy szükség van arra, hogy a nyers károsanyag-emisszió - az utókezelés előtti kipufogógáz szennyezőanyag tartalom - amennyire lehet kis koncentrációjú legyen. Ehhez jön még a motorhatásfok lehetséges növelése, a jó hatásfokú mező kiszélesítése.
Az továbbra is igaz, hogy a motor terheléséhez és fordulatszámához, tehát a jellegmező egyes területeihez kell illeszteni a befecskendezés lefolyását, ahogy régen mondtuk a befecskendezési törvényt. A befecskendezési törvényt az idő vagy a főtengely elfordulás függvényében a hengertérbe befecskendezett tüzelőanyag mennyisége és természetesen a nyomások határozzák meg.
A befecskendezés lehet többszörös. Ismerjük a pilot adagokat (akár kettőt is), ismerjük az utó és a késleltetett befecskendezést. Ezek adagmennyisége és időbeli (főtengely-elfordulás szerinti) megjelenése is meghatározott, sőt változó is a motorüzemi tartományban.
A főadag-befecskendezés mennyiségi lefolyása meghatározza az energiaátalakulást és a szennyezőanyag-képződést. Tulajdonképpen ez a befecskendezési törvény.
A gyakorlatban háromféle lefolyást, alakot használnak, melyet a főtengely-elfordulás (°ft) függvényében felvett fúvókanyomás alakulásával vagy a főtengelyfokonként befecskendezett gázolajmennyiséggel (mm3/°ft) írhatunk le.
Használt injektor alkatrészek előnyei és hátrányai
1. ábra: 1 - korai pilotbefecskendezés, 2 - közeli pilotbefecskendezés zajcsökkentés céljából, 3 - különböző befecskendezési lefolyások, 4 - utóbefecskendezés részecskecsökkentés miatt, 5 - késői befecskendezés a kipufogógáz hőmérsékletnövelése miatt
2. ábra: az adagolási folyamat alatt - a különböző befecskendezéslefolyás-vezérlésnek megfelelően - a gázolaj mennyiségváltozás
Négyszögletes: meredeken felfutó nyomás, nyomástartás, majd gyors nyomáselvétel, határozott befecskendezés-befejezés.
Rámpa alak: meredek felfutás után, rövid szakaszon nyomástartás, majd további lankásabb nyomásnövelés, nyomástartás, majd gyors nyomáselvétel, határozott befecskendezés-befejezés. Értelemszerűen a közbenső nyomásszinten kisebb a befecskendezett tüzelőanyag mennyiség, mint a maximális nyomáson.
Csizma alak: az előzőtől annyiban különbözik, hogy a közbenső nyomástartás szakasza lényegesen, akár kétszer hosszabb.
Túlfolyó működése dízelmotorokban
Bosch CRIN4.2 injektor
A haszongépjármű -motorokhoz kifejlesztett Bosch CRIN4.2 injektora hidromechanikus nyomásfokozóval és két mágnesszeleppel rendelkezik. A CR-injektorok sorában ez új fejezetet nyit.
Az injektor a CR-működtetés alapelvét megőrizte - a működési fázisokat a 3. ábra rajzain követhetjük nyomon - tehát a porlasztótűt a railnyomás tartja zárva (3/1 ábra). Ilyenkor az injektoron nincs semmilyen gázolajátfolyás. A tű akkor emelkedik, ha a tű feletti nyomótérben, az A jelű mágnesszelep nyitásával, leépítjük a nyomást (3/2 ábra). Amíg a porlasztócsúcs nyitva van, tehát van befecskendezés, van gázolaj-visszaáramlás is.
3. ábra: a CRIN4.2 működési vázlata. 1 - A és B szelep zárva, nincs befecskendezés, a porlasztótűt a railnyomás és a rugóerő tartja zárva, a nyomásfokozó dugattyúban lévő golyós visszacsapó szelep nyit; 2 - az adagolásvezérlő A mágnesszelep nyit, a porlasztótű megemelkedik, a B szelep zárva, a nyomásfokozó dugattyú FHP-ben; 3 - növelt nyomású befecskendezés, az A és a B szelep megfelelő sorrendben nyit, a B szelep nyitásával a lépcsős dugattyú alól kiáramlik a gázolaj, a golyósszelep zár, növelt gázolajnyomás alakul ki a fúvókában
A befecskendezési nyomást a railnyomás határozza meg, mely 250-900 bar közötti értékű. A CR nagynyomású szivattyú kéthengerű.
4. ábra
Befecskendező rendszer problémái
A rail a hengerfej mellett helyezkedik el, szivattyúhoz és az injektorokhoz való csatlakozását az 5. és a 6. ábráink, az injektort pedig a 7. kép mutatja.
5. ábra
6. ábra
7. ábra
Az újdonság az injektoron belüli hidromechanikus nyomásfokozás. A nyomást lépcsős dugattyú növeli.
A nyomásfokozást a B jelű mágnesszelep vezérli. Ha a lépcsős dugattyú alatt a B szelep nyitásával lecsökkentjük a nyomást, a gázolajat engedjük onnan kiáramolni (mely kilép az injektorból is), akkor a dugattyú lefelé mozdul, bezár a dugattyúban a golyós szelep. Ezzel a railnyomású teret elválasztja a porlasztócsúcs terétől, és megnő a nyomás a porlasztócsúcs terében (3/3. ábra). Ezzel értelemszerűen megnő a befecskendezési nyomás. A befecskendezés végén zár az A szelep, a lépcsős dugattyú a rugó és a B szelepen keresztül az alája áramló, railnyomású gázolaj hatására az FHP-be jut.
A nyomódugattyú átmérője 12,6 mm, erre a 124,7 mm2 felületre hat a railnyomás. A befecskendezési nyomás a kisebb dugattyú alatti térben alakul ki (dugatytyúátmérő 8 mm, felület 50,3 mm2). A felületek viszonya határozza meg a nyomás értékét, ez esetünkben közel 2,5-szörös növelést jelent, így a 900 bar-os railnyomás elméletileg 2230 bar is lehet a porlasztócsúcsnál. A bontott injektor alkatrészeit a 8. ábrán mutatjuk be.
8. ábra
A CRIN4.2 injektorral - ezért is van a két mágnesszelep - a fentebb tárgyalt három befecskendezési lefolyás, a három jellegzetes alak beállítható.
- A négyszögletes alakhoz a nyomásfokozó szelep (B) nyit először.
- A rámpa alakhoz egyszerre nyit a két szelep.
- A csizma alakhoz a fúvókatűnyitó szelep (A) nyit először.
A CRIN4.2 injektorral elsősorban az Euro VI-os motorokat szerelik fel, működésük megértésére, tesztelésükre, alkatrészcserés javításukra a feljogosított Bosch-szervizek már megkezdték a felkészülést.
A dízeladagoló rendszerek hibafeltárását mindig előzze meg a motor mechanikus részeinek előzetes megvizsgálása, szükség esetén javítása, cseréje. Gyenge kompressziónál, ne az adagolórendszerben keressük először a hibát. Ha a motormechanika jó a diagnosztikai vizsgálat kezdődjön a hibatároló kiolvasásával.
A diagnosztikai rendszerteszterekkel vagy akár a dízel EOBD-vel elvégezhető vizsgálatok mellett a „régi, klasszikus műszerekkel”, a multiméterrel és az oszcilloszkóppal elvégezhető vizsgálatokat se vessük el.
Indítási nehézségek
Az előzőekben említett motormechanikai feltételeken kívül ilyen jellegű reklamáció esetén vizsgálni kell a kisnyomású tüzelőanyagellátó-rendszer tömítettségét és az izzító berendezést. Az ügyfelet is alaposan ki kell kérdezni, hogyan, milyen körülmények között jelentkezett a hiba és esetleg milyen módon reprodukálható.
Például, ha a motor a sikertelen indítás időpontjáig problémamentesen üzemelt, és egyszerűen csak nem lehet többé elindítani, gyanús lehet a vezértengely helyzet jeladója. Ilyen hiba bekövetkezését követően a már üzemelő motor minden további nélkül tovább működik, de a legközelebbi indítási kísérlet már eredménytelen, mert hiányzik az EDC-ECU számára szükséges hengerfelismerés.
Azoknál a jeladóknál, melyek működéséhez tápfeszültség szükséges, ellenőrizzük annak meglétét. A Hall helyzet-adó korrekt négyszög jelének ellenőrzéséhez alkalmas az oszcilloszkóp. Néhány járműtípusnál ez a jeladó indukciós, működésének lényeges feltétele a korrekt beszerelési mélység is. Ezt hézagmérővel ellenőrizhetjük. A rendszer hasonlóan viselkedik akkor is, ha a forgattyústengely helyzet jeladója hibás.
A porlasztók környezetében fellépő hibák ugyancsak az indítás meghiúsulásához vezethetnek, de menetközben is okozhatják a motor leállását. Porlasztóhiba vagy vezérlési probléma esetén (pl. kábelszakadás) a motor ugyancsak nem működik. A porlasztók elektromos vezérlését legegyszerűbben lakatfogós árammérővel ellenőrizhetjük, melynek jelét oszcilloszkópon jelenítjük meg. Ha a megfelelő jel rendelkezésre áll, ki lehet indulni, hogy az ECU hibátlan. A porlasztó tekercsének ellenállását is meg tudjuk mérni.
Porlasztócsere esetén el kell végezni a porlasztó elektronikus illesztését. A porlasztó tetején találjuk a kódszámot. Egyenetlen motorjárás eseténis célszerű a helyes kódolást ellenőrizni.
Tudjuk azt is, hogy amíg nincs meg az adott rendszerre jellemző minimális rail-nyomás, addig a vezérlés „alszik”. Így tehát a hibás rail-nyomásadó is oka lehet a motor nem indulásának. Továbbá akkor is hibát jelez a rendszer, és nem indul, ha a nyomás nem a szükséges sebességgel épül fel.
Amennyiben nem ugrik be a motor „tiszta”, azaz üres hibatároló esetén, hasznos lehet egy pillantást vetni a vákuum-működtetésű dízelfojtószelepre. Feladata a motor lágy leállítása, az utánjárás megakadályozása a leállítást követően a szívótraktus rövid ideig tartó lezárásával. Ha a csappantyú, meghibásodás miatt, tartósan zárva marad, nem indul be a motor. Funkcióvizsgálat kézi vákuumszivattyúval és szemrevételezéssel hajtható végre.
Természetesen az immo-ról se feledkezzünk meg! Esetleg tegyünk egy „indítókulcs próbát”, azaz a tartalékkulccsal kíséreljük meg az indítást.
Motorjárás egyenlőtlenség
A common-rail rendszerek eleme egy egyenletes- vagy nyugodtjárást elősegítő szabályzási funkció is. Feladata az egyes hengerek eltérő „kompressziójából” vagy a porlasztók által befecskendezett mennyiségek eltérő értékéből adódó fordulatszám, illetve forgatónyomaték különbségek kiegyenlítése. Az eltérő dózis oka lehet a mechanikus alkatrészek kopása és a befecskendező rendszer elemeinek gyártási tűréséből eredő eltérés is.
Az EDC-ECU a dózis mindenegyes hengerre külön kiszámított korrekciójával egyenlíti ki a fordulatszám egyenlőtlenségeket. A soros diagnosztikai vizsgálat megfelelő vizsgálati menüjéből a hengerenkénti átlagos korrekció értéke, mm3/löket mértékegységben, kiolvasható. Egyes járműgyártók, saját maguk által választott adatokat használnak. A DaimlerChrysler, például az „ME” jelölést alkalmazza mennyiségegységként mindenféle fizikai mértékegységadat nélkül.
Elméletileg a motor-ECU 4,5 mm3/löket különbséget problémamentesen képes kiegyenlíteni. Ökölszabályként elfogadható, hogy üresjáratban az eltérés a bázisértéktől maximum 30% lehet. Nagyobb fordulatszám tartományban már lényegesen kisebb a kiegyenlítendő mennyiség. Ökölszabályként fogadjuk el, hogy 1,5 mm3/löket értéknél feltétlen szükséges a hiba okának a megállapítása. Ha a szükséges korrekciós mennyiségek az EDC ECU számára túl nagyok, kényszerfutásra kapcsol át, és rendszerint kigyullad a hibajelző lámpa.
Egyes diagnosztikai műszerekben megtaláljuk az alapjárati hengerenkénti fordulatszámmérés diagnosztikai mérési módszerét. A műszer letiltja az EDC-ECU-ban a járásegyenlőtlenség dóziskorrekcióját, és a CR porlasztókra azonos idejű kivezérlést ad. A motor így egyenlőtlenül fog alapjáraton járni, ezt hengerenkénti fordulatszám értékkel jeleníti meg.
Amennyiben az egyenlőtlen járás okaként az eddigi vizsgálatokkal semmit nem találtunk, keressük a hibát a kéttömegű tengelykapcsolóban. Ha ugyanis a kéttömegű belül már túl laza, a forgattyústengely érzékelője az ECU-nak állandóan változó, ugráló vonatkozási jelet küld. Ezzel viszont lehetetlen a nyugodt, egyenletes motorjárás biztosítása. Egy bizonyos játék a külső és belső részek között természetes és megengedett. Szükség esetén kérni kell a Luk, Sachs specialistáinak a tanácsát.
A lusták és a megtorpanók
A reagálási, engedelmességi tulajdonságokban bekövetkező hiányosság, úgymint a vontatott gázfelvétel vagy intenzív gyorsításkor a megtorpanás leggyakrabban két potenciális okozóra vezethető vissza: a hibás levegőmennyiség mérőre és/vagy az elkopott pedál-értékadóra (amennyiben az még potenciométeres). A légmennyiség mérő vizsgálata közismert. A pedál-értékadó ellenőrzése egyrészt soros oldali értékkiolvasással és jellefutás ábrázolással, másrészt közvetlen oszcilloszkópos jelvizsgálattal ellenőrizhető. A soros oldali kiolvasásnál (paraméter megjelenítésnél) amikor egy jellemzőt nagyon pontosan akarunk vizsgálni, egyszerre csak egy, max két paramétert jelenítsünk meg, mert sok paraméter egyidejű kiolvasásával az egyes paraméterek mintavétele ritkul, így a valós jel képe torzul.
Fekete korom
Gyorsításkor a rövid ideig tartó füst „pamacs” normális. Ne felejtsük el, hogy a dob is tisztul ilyenkor. Tartós fekete füst teljes terheléskor viszont az ún. füst-korlátozó kiesésére vezethető vissza. Ilyen reklamáció esetén legelőször mindig a levegőmennyiség-mérőt kell megvizsgálni, mely a legtöbb CR-berendezésnél ezt a korlátozó funkciót is ellátja. Újabban - koromszűrős dízeleknél . a füstkorlátozást a szélessávú lambdaszondára bízták, a légmennyiségmérő csak redundáns jelet ad.
Alapfeltétel azonban, hogy a motor egyáltalán elégséges égési levegőt kapjon (légszűrő!). A továbbiakban ellenőrizni kell a kipufogógáz-visszavezetés működését, melyhez szintén a légnyelés-mérőnek rendben kell lenni (itt is igaz, hogy koromszűrőseknél a lambdaszonda jelére alapoznak). A diagnosztikai műszeren keresztül lekérdezett „van” érték segítségével értékelhető az EGR-szelep működtetés kitöltési tényezője. Túl hosszú nyitási idők az égési levegő oxigénhiányához vezetnek, mellyel együtt jár a fekete füst, különösen az alsó fordulatszám tartományban és gyorsításkor.
Keményjárás
Kemény motorjárási reklamáció esetén a rail-nyomás érzékelő vizsgálata szükséges. Az érzékelő kiesése esetén (kábelszakadás, alkatrész hiba stb.) a vezérlőkészülék nyomásszabályozásról nyomásvezérlésre kapcsol át. Emellett megnöveli a rail-nyomást, melyre a motor a teljes üzemi tartományban keményebb járással reagál.
A legegyszerűbb vizsgálati módszer ezért a nyomásérzékelőről a csatlakozó lehúzása. Amennyiben a csatlakozó le-felhelyezésekor a motor járási zaja megváltozik, a szenzor a jelet leadja. Ha a motor lehúzott csatlakozó esetén továbbra is keményen jár, az érzékelő a hibás. Multiméterrel a nyomásfüggő feszültségjel megléte megállapítható (Bosch rendszernél ez a középső érintkező). Alapjáratban az érték kb. 1,1 V, míg teljes gáz esetén max. 3,5 V lehet, feltételezve, hogy a megfelelő tápfeszültség mindkét külső csatlakozóvégen rendelkezésre áll.
Annak megvizsgálásához, hogy a rail-nyomásadó a teljes üzemi tartományban előírás szerint dolgozik-e - például ha a kemény motorjárás csak gyorsításkor lép fel - a jelfeszültség lefutását a teljes tartományban vizsgálni kell. Ehhez az oszcilloszkóp használható, ha a referencia értékek ismertek, vagy a diagnosztikai rendszer segítségével a megfelelő mért-érték-blokkok kiolvashatók. Az EOBD is sokat segíthet.
A keményjárás porlasztóhibára is visszavezethető. A porlasztó - magyarul gyakran „befecskendező” - a motor egyik legfontosabb alkatrésze. A porlasztók karbantartása kulcsfontosságú a jármű élettartama és megbízhatósága szempontjából.
A porlasztó a motor egyik legfontosabb eleme, amely felelős az üzemanyag-levegő keverék előállításáért a megfelelő arányban. A MyAutószerviz önkiszolgáló műhelyében Budapesten lehetőség van a porlasztók állapotának ellenőrzésére, kiszerelésére és tisztítására saját kezűleg is, profi szerszámokkal és diagnosztikai eszközökkel.
A porlasztók története szorosan összefonódik az autóipar fejlődésével. Az első mechanikus befecskendező rendszereket a XX. század elején fejlesztették ki, főként dízelmotorokhoz. Az 1970-80-as években megjelentek az elektromos vezérlésű befecskendezők, amelyek lehetővé tették a pontosabb adagolást és a károsanyag-kibocsátás csökkentését. A dízeltechnológia forradalmát a common rail rendszerek hozták el az 1990-es évek végén. Ebben a rendszerben egy közös üzemanyagcső (rail) alatt nagy nyomáson tárolják az üzemanyagot, amelyet az elektronika vezérel a porlasztókhoz. A mai trendek a piezoelektromos vezérlésű porlasztók felé mutatnak, amelyek extrém gyors reakcióidőt biztosítanak, valamint a nagy nyomású befecskendező rendszerek (2500-3000 bar) terjedése is folyamatos.
A MyAutószerviz önkiszolgáló műhelyben nemcsak a modern porlasztók kiszerelését és tisztítását végezheted el, hanem a régebbi típusok karbantartására is találsz megfelelő szerszámokat és diagnosztikai eszközöket.
A porlasztók többféle kivitelben léteznek, attól függően, hogy dízel- vagy benzines motorban használják őket, és milyen technológiai szintet képviselnek.
tags: #befecskendező #vizsgáló #szerszám #működése