Gyakori hibák és javításuk a korszerű dízelmotorokban
Napjainkban az új autó értékesítések kb. 55-60%-ában dízel modellek kerülnek eladásra. Vannak olyan típusok, ahol benzinmotorral szerelt példány szinte csak elvétve fordul elő... Korábban a dízel ekkora térnyerésére senki sem számított.
Az egykori adagolós, nyomatékszegény dízel típusok helyét átvették a környezetbarát(nak hitt), erős, takarékos dízelek. A statisztikai adatok ismeretében is meglepő hír: "Európában másodpercenként egy új dízelüzemű jármű kerül forgalomba helyezésre."
Adagoló-porlasztós rendszer (PD TDI)
A 90-es évek második felétől a VW csoport közel másfél évtizedig építette az adagoló-porlasztós dízel-rendszert különböző motorjaiba, Európában több tíz millióra tehető a "PD TDI" jelzésű gépkocsik száma.
Maga a "PD" rövidítés az adagoló-porlasztó egységre utal (Pumpe-Düse), ami a rendszer lelke: ez az elem hozza létre a befecskendezési nyomást, és juttatja be a gázolajat az égéstérbe. A PD elemek mechanikus meghajtást a vezérmű-tengelyről kapnak, elektronikus vezérlést pedig természetesen a motorvezérlő egységtől. Nagy nyomás (max.
Gyakori probléma a PD elemek kábeleinek sérülése: ezek a kábelek ugyanis a szelepfedél alatt futnak, kitéve a motorolaj káros hatásainak.
Common rail - a közös nyomócsöves megoldás
Az eredetileg olasz fejlesztésű ős common rail rendszer alapjait mára gyakorlatilag az összes gyártó átvette, és saját elképzelései szerint fejleszti. Az első common rail rendszerrel ellátott motor az utakon először 1997-ben jelent meg, az Alfa Romeo 156 1,9 JTD illetve 2,4 JTD típusaiban (Bosch EDC 15).
Közvetlenül ezután jött ki a BMW 530 D illetve 730 D, szintén Bosch eredetű közös nyomócsöves (nyomásterű) rendszerrel. Abban, hogy a common rail mára egy ennyire sikeres rendszerré vált, meghatározó szerepe van a "Dízelpápának", hazánk fiának, dr. Anisits Ferencnek.
Talán a legfontosabb különbség a common rail és a PD rendszer között a nyomás létrehozásának és szabályozásának megoldásában rejlik. Előbbi egy közös nagynyomású szivattyú segítségével hozza létre a befecskendezési nyomást, szemben a PD-technikával, amelynél ez hengerenként történik.
Az alacsony-nyomású rész első eleme alapesetben a tartályban elhelyezett elő tápszivattyú, ami nem sokban különbözik a benzines modellektől. A tüzelőanyag következő állomása az akár 5 mikron szűrési finomságú üzemanyag szűrő/vízleválasztó/előmelegítő egység. Innen kerül az üzemanyag a nagynyomású szivattyúhoz, melyet általában a vezérműszíj, vagy a vezérműtengely hajt meg.
Abban az esetekben, ha nincs tankon belüli elő tápszivattyú, a gázolajat a nagynyomású szivattyú belépő oldala szivattyúzza fel és továbbítja a belső oldal felé. Ez esetben az alacsony nyomású rész tömörzárásra fokozottan érzékeny. A nagynyomású szivattyúból az üzemanyag magába a "common rail"-be kerül.
Tervezési szempontból a common rail rendszerek egyik legérdekesebb kérdése az elosztócső méretezése. A rail tervezésénél ugyanis rengeteg szempontot kell figyelembe vennie a gyártónak: legyen nyomásálló, legyen kellően kis belső térfogatú, hogy indítózáskor minél gyorsabban felépülhessen a nyomás, mindemellett legyen meg a hidraulikai csillapító szerepe is.
Mi az a közös nyomócsöves üzemanyag-befecskendezés? 🔧
... amelyeket gyakran nem tartanak be. Megbontás után a nyomócsöveket pl. újra kell(ene) cserélni, de költségvonzatuk miatt ez általában elmarad.
A rail nyomás szabályozása egyes rendszereknél a kezdetekben a nagynyomású térbe szerelt, ECU által vezérelt nyomásszabályzó mágnesszeleppel történt. Mára ez túlhaladott megoldásnak számít, fordítottak egyet a dolgon, a legtöbb korszerűbb alkalmazásnál csak az aktuálisan szükséges mennyiségű üzemanyag kerül az elosztó térbe, amit a nagynyomású szivattyú belépő oldalára szerelt mennyiségszabályzó szelep biztosít.
A nagynyomású szivattyú nyomatékfelvétele érthető módon sokkal kisebb lehet, ha a belépő oldali szabályzást alkalmazzuk. Egy Delphi mennyiségállító szelep szétszerelése során láthatóvá válik annak szerkezete: a mágnestekercs külön egységet képez, áram hatására a szelep belsejében lévő csap rugó ellenében elmozdul, így szabaddá téve, ill. gátolva a nagynyomású szivattyúhoz való gázolaj hozzáfolyást.
A mennyiségállító szelep ilyen mérvű megbontása roncsolásmentesen nem végezhető el. Egyes rendszerekben megtaláljuk a nagynyomású térben a szabályzószelepet is, más rendszereknél már csak biztonsági szelepet építenek be.
Felmerülhet a kérdés, hogy csupán a nagynyomású szivattyú belépő oldalához való hozzáfolyás korlátozásával szabályozzuk a rail-nyomást, az hogyan teszi lehetővé a rail-nyomás esetleges gyors csökkenését, hiszen ha nincs a railből visszafolyási lehetőség, elvileg a nyomás csak a porlasztókon keresztül, vagy azok résolajcsövén tud távozni.
A befecskendező szelepek (injektorok, porlasztók) az elmúlt - viszonylag rövid - idő alatt jelentős fejlődésen mentek keresztül. A common rail megjelenésekor kizárólag mágnestekercs működtetésű injektorok léteztek, de alapjaiban más működési módon működtek, mint amit az Otto-motorok esetén megszoktunk.
Az itt előforduló extrém magas nyomások miatt a hagyományos működtetésű szelepek nem jöhetnek számításba, ezért egy bonyolult szerkezetű, hidraulikus szervórendszert is tartalmazó befecskendező szelepet dolgozott ki a Bosch. Alig néhány év után már megjelent a befecskendező szelepek újabb generációja, a jóval gyorsabb működésű, piezoelektromos vezérlésű.
A piezo kristályrétegek sajátosságai miatt az injektorok vezérlése ez esetben összetettebb feladat, mint hagyományos szelepeknél. A mindennapokban nem mindig örömteli esemény egy-egy CR befecskendező szelep kiszerelése, gyakran szinte megoldhatatlannak tűnő feladatot jelent, a szelepek nemegyszer több tonna (!) húzóerő hatására mozdulnak meg.
A problémát felismerve vállalkozások (pl: Pichler) álltak rá speciális célszerszámok gyártására, de még ezek megléte esetén is előfordul, hogy jól megszokott helyét a befecskendező szelep csak a hengerfej egy darabjával együtt hajlandó elhagyni, nem kis kárt okozva ezzel.
Egy másik izgalmas mutatvány az izzógyertyák kiszerelése. Ha akár egy is beleszakad (ami sajnos előfordulhat, legyen az bármilyen gyártmányú motor) akkor következhet a hengerfej leszerelése. A már leszerelt hengerfej esetén botorság nem ellenőrizni, ha kell, javítani, cserélni szelepet, vezetőt, szimmeringet, stb..., a számla meg szépen dagad.
Kiszerelés előtt mindenképp ajánlott az izzógyertya (I.) menetéhez csavarlazítót, vagy WD 40-et juttatni. Néhány óra múlva egy speciálisan erre a feladatra méretezett légkulccsal (II.) kitartóan rezegtetni az izzógyertyát. Előfordul, hogy már ez is elég.
Ha mégsem, akkor kis nyomatékkulccsal, (III.) M9 menet estén legfeljebb 20 Nm nyomatékkal próbáljuk megindítani. (Vigyázat, 22 Nm-nél már beleszakadhat a menet, mi 18 Nm-nél megállunk, és tovább rezegtetünk!) Van rá eset, hogy egy órát is eltöltünk egy izzógyertyával, ami hosszú idő ugyan, de töredéke a hengerfej leszerelésnek!
Az új visszaszerelésnél mindenképp kenjük be vékonyan az izzógyertya teljes, hengerfejjel majd érintkező felületét egy speciális zsírral (IV.) (Glühkerzen Montagefett, Glow plug mounting grease). Ha ezt nem tesszük - márpedig csak kevesek teszik - akkor a következő alkalommal rezgetés ide, vagy oda, kínkeserves lehet a kiszerelés.
Képünkön egy első generációs CR dízel Renault motorvezérlője látható: a nagy terhelésen 1000 bar feletti nyomás kezelése nem kis feladat: az injektorok nyitásához 80V körüli feszültség, és kb. 20A áramerősség szükséges. Ezt egy igen trükkös megoldással a kép jobb oldalán látható MOSFET-csoport, ill. A kb. 80V feszültség előállítása (legtöbb esetben) az injektorok önindukciós feszültségének "kihasználásával" történik.
A képen a piros színű jel egy adott henger pilot, ill. fő befecskendezése. Szürke színben látható az ezeket követő kondenzátortöltő folyamat: ilyenkor az ECU egy másik henger injektorának áramát kapcsolja, az indukciós feszültséget pedig a kondenzátorba engedi.
Ha korszerű dízel befecskendező rendszert bontunk meg, elsődleges szempont a tisztaság. Abban az esetben, ha a gázolajszűrő utáni térbe szennyeződés kerül, károsodhat a nagynyomású szivattyú, az injektorok úgyszintén. Kerüljük a csatlakozók motor járása alatti lehúzását, mert az injektorok egy részénél ez nem várt következményekkel járhat.
Nem várt fejleményeket okoz az is, ha nem vesszük figyelembe az injektorok kódolásának szükségességét. Új injektor beépítésénél - legtöbb esetben - az injektorokon található ún. IMA-kódot be kell táplálni a motorirányító egységbe.
Az IMA-kódot a porlasztó gyártója generálja, ugyanis a jelenlegi gyártástechnológia nem alkalmas arra, hogy teljesen egyforma paraméterekkel rendelkező injektorokat hozzanak létre. Ez a kód viszont tartalmazza a porlasztó olyan sajátosságait, amit az ECU a működés során figyelembe vesz.
Képünk egy common rail injektor-sor résolaj-tesztjéről készült. A visszafolyó mennyiség mérése elterjedt gyakorlat az injektorok ellenőrzésére: ha ezen a teszten az injektor elbukik, mindenképpen hibás, viszont önmagában ez a vizsgálat még nem elégséges az injektor állapotának megítélésére (pl.
A CR rendszer meglehetősen sérülékeny, alkotóelemeinek élettartama korántsem végtelen. A leggyakrabban cserére szoruló alkatrészeket mutatja a fotó. Ennél a rendszernél a négy befecskendező porlasztó, az előszállító tápszivattyú és a nagynyomású szivattyú együttes ára vastagon 1 Millió Ft felett van.
Nemritkán egyszerre válnak csereéretté, és nincs védőoltás arra sem, hogy a kocsi várható életciklusa alatt csak egyszer kell majd cserélni ezeket. Egy közepes bonyolultságú mai CR rendszer vezérlőegység bekötésének sematikus, logikai ábrázolása. A bemenő információkat kékkel jelöltük, a beavatkozók, illetve a kommunikációs vonalak színe piros.
Egy common rail dízel diagnosztizálása legtöbbször nem kis feladat, előfordul, hogy egy adott típusra specializálódott nagy szerviznek is feladja a leckét. Átlagosan kb. 10-12 alkatrész helyes működése szükséges a megfelelő rail-nyomás kialakulásához, és ekkor még nem beszéltünk olyan funkciókról, mint a turbófeltöltés, terhelés-érzékelés, kipufogógáz-visszavezetés, izzítás, stb...
Nincs korszerű dízelmotor feltöltés nélkül: a nagyobb levegőmennyiséghez több gázolajat adagolhatunk, ez természetesen nyomatéknövekedést eredményez. A turbófeltöltő vezérlése és a többi "légzési" funkció összehangolása néha nem kis feladat: a légtömegmérés, a füstölési határ kalkuláció, a kipufogógáz visszavezetés, a szívótéri áramlás módosítók a vezérlőegységgel együtt (a járulékos elemekről és a károsanyag-utókezelésről nem is beszélve) olyan szabályzástechnikai rendszert alkotnak, ami gyakorlatilag összetettségben rendszerint felülmúlja a teljes gázolaj-kör bonyolultságát.
A feltöltés előnyei nem vitathatók, de néhány szót érdemes ejteni ennek anyagi vonzatáról is. A feltöltött motor összetettebb, előállítási költségei magasabbak, a turbó cseréje már eddig sem volt elhanyagolható költség. A fejlődés persze nem áll meg, ma már meglehetősen gyakori a két turbó alkalmazása.
Sőt, a szaksajtóban olvashatóan pl. a BMW N57S típusú, vadonatúj soros hathengeres motorja nem kevesebb, mint három feltöltőt fog munkára, melyek 3,5 bar maximális töltőnyomásra képesek. A motor maximális teljesítménye 280 kW, ami hozzávetőlegesen 380 LE. A fajlagos teljesítmény így 127 LE/liter, fantasztikus érték. Mindezt egy még fantasztikusabb (katalógus) fogyasztás értékkel fejelik meg: a motor egy M550d típusban 6,3 liter/100 km-t ért el a szabványos menetciklusban.
Az első piezo befecskendező szelepek 2000-ben kerültek gyártásba. Mivel ezek jóval gyorsabbak, mint a mágnestekercses porlasztók, lehetővé vált a többszakaszos befecskendezés megvalósítása, ami a gyakorlatban azt jelenti, hogy egy befecskendezési ciklus akár öt szakaszból is állhat (egy, vagy két előbefecskendezés, egy főbefecskendezés, egy, vagy két utóbefecskendezés).
A piezo porlasztók elvi szinten vitathatatlanul előnyös tulajdonságokkal rendelkeznek, más kérdés, hogy megbízhatóságukat tekintve, ill.
Mint említettük, a CR dízel mutatói igen látványosak, akár a katalógusok teljesítmény, nyomaték, akár a fogyasztás rublikáit fürkésszük. Hogy hosszú távon feltétlenül jobban járunk-e egy korszerű dízel modellel, mint ugyanannak a típusnak egy benzines verziójával, az korántsem egyértelmű.
Gyakori hibák és azok okai
A dízelmotorok tartósságukról és hatékonyságukról híresek, de akárcsak minden motor, idővel ezek is igénylik a karbantartást és a javítást. A dízelmotor javítása összetett folyamat lehet, ezért fontos, hogy ismerjük a leggyakoribb hibákat és azok figyelmeztető jeleit.
A dízelmotor idővel számos kisebb-nagyobb hibát produkálhat, amelyek közül néhányra az autótulajdonos maga is felfigyelhet.
- Nehezen induló motor: Ha a dízelmotor nehezen indul, különösen hideg időben, az lehet az üzemanyag-befecskendező rendszer hibája vagy gyenge kompresszió jele.
- Túlzott füstölés: A kipufogógáz színe sokat elárul a dízelmotor állapotáról.
A dízelmotor javításának lépései
A dízelmotor javítása szakértelmet és speciális szerszámokat igényel.
- Hibafeltárás és diagnosztika: A javítás első lépése a probléma pontos diagnosztizálása. A legtöbb szervizben speciális diagnosztikai eszközöket használnak, amelyekkel a motor működését és a hibakódokat leolvassák.
- Az üzemanyag-befecskendező rendszer ellenőrzése: A dízelmotorban az üzemanyag-befecskendező rendszer kulcsfontosságú.
- EGR szelep és turbófeltöltő tisztítása vagy cseréje: Az EGR szelep (kipufogógáz-visszavezető szelep) és a turbófeltöltő szintén hajlamos a szennyeződésre. Az EGR szelep eltömődése az égési folyamatot befolyásolja, míg a turbó meghibásodása teljesítménycsökkenést okoz.
- Kompressziómérés: A motor kompressziójának ellenőrzése fontos lépés a dugattyúk és hengerfej állapotának felméréséhez.
- Motor alkatrészeinek cseréje vagy javítása: A szükséges alkatrészek cseréje (például injektorok, tömítések, szíjak) a motor javításának utolsó lépése.
Megelőzés és karbantartás
A rendszeres karbantartás és az autó megfelelő használata segít elkerülni a költséges javításokat.
- Minőségi üzemanyag használata: A rossz minőségű üzemanyag gyorsan lerakódásokat okozhat az injektorokban és az égéstérben.
- Rendszeres olaj- és szűrőcsere: A dízelmotor olajának rendszeres cseréje elengedhetetlen, mivel az olaj kenő- és hűtőfunkciója a motor élettartamát jelentősen befolyásolja.
- Tartózkodjunk a rövid utak gyakori megtételétől: A dízelmotorok hosszabb utakra és állandó üzemi hőmérsékletre vannak optimalizálva.
- EGR szelep és turbó tisztítása: Az EGR szelep és a turbófeltöltő rendszeres tisztítása megelőzheti az eltömődést és a teljesítménycsökkenést.
Bár néhány alapvető karbantartási feladatot magunk is elvégezhetünk, a dízelmotor javítása összetett folyamat, amely speciális eszközöket és szaktudást igényel.
ECU hibák
Viszonylag sok napi bejövő hívást bonyolítunk, ezek között szinte biztosan előfordul egy-egy érdeklődés motorvezérlő ECU javításról. Az ECU hibák amúgy igen sokfélék: vannak egyértelmű, kívülről is könnyen mérhető hardveres hibalehetőségek, mint pl. végfokozatok problémái, zárlatok / szakadások a ki vagy bemenő pontokon, de vannak nehezebben bizonyítható problémák, ilyenek például a belső újraindulást kiváltó okok, processzor hibák, egyéb "agyi" rendellenességek.
Saját statisztikáink egyébként elég beszédesek: például a 2021-es évben mindössze négy (!) alkalommal találkoztunk egyértelmű ECU meghibásodással, miközben több száz egyéb esetünk volt: rengeteg kábelköteg hiba, számos periféria hiba, koszolódások, dugulások, kopások, miegymás.
A motorvezérlők jellemzően egyre gyarapodó számú szenzor számára állítanak elő stabilizált, tűpontos 5V feszültséget a precíz működést elősegítendő. Ez általában csoportokra van osztva, tehát két-három egymástól többnyire független 5V-os kör működik a motorvezérlésben. Ha az egyik 5V-os kör kiesik, az néhány komponenst fog érinteni, de nem mindet. Ez a jelenség akár motorvezérlő hiba is lehetne, de vegyük figyelembe a külső zárlat lehetőségét!
A légtömegmérő például 12V-ot is kap és 5V-ot is, egy légtömegmérő belső zárlat mindenre magyarázatot adhat. A bizonyítás egyszerű: le kell választani próbára. Következhet a kábelköteg alapos vizsgálata: ez már kevésbé egyszerű, egy-két órát alapból felemészt csak egy alapos szemrevételezés is.
Ilyenkor ugrunk egy szintet, kivesszük a motorvezérlőt, és "asztalon" próbáljuk kideríteni, hogy mit csinálna ő egyedül, a perifériák nélkül. Nem kell más, csak bekötni a számára szükséges negatív és pozitív ellátási pontokat, és megnézni, hogy így mi a helyzet, mi mérhető az ominózus szálakon. Ez azt jelenti tehát, hogy valami mégis az autóban okoz problémát.
No és a végső ötlet - ugyan kissé primitív, de hasznos - végigmenni az összes lábon, megnézni, hogy hol jöhet be 12V, ahol nem kéne. Ez a brutális (és brutálisan időigényes) módszer elvezet végül egy gyanús pontra: a tempomat kapcsoló feszültségellátásához. Ez a szegény kis kapcsoló elvileg 5V-os tápot kap, de gyakorlatilag 12V ül a tápszálán az ECU-nál, amit egy jól irányzott elcsípéssel meg is szüntetünk.