Uszkodzenia wtryskiwaczy paliwa są chyba najbardziej powszechnym rodzajem awarii które występują w układzie paliwowym silnika ZS. Najczęstszym powodem usterek wtryskiwaczy jest stosowanie paliwa o obniżonej jakości, zaniedbania w obsłudze serwisowej silnika lub błędy popełniane przy ich demontażu, lub montażu. Biorąc pod uwagę mniej typowe awarie związane z zakłóceniem funkcjonowania wtryskiwaczy, należy pamiętać również o nieprawidłowościach których źródłem może być sterownik jednostki napędowej.

Na wstępie należy przypomnieć rolę jaką odgrywa sterownik silnika w procesie generowania napięcia sterującego wtryskiwaczami paliwa. Otóż w systemie wtryskowym typu Common Rail dostosowanie początku i dawek wtrysku (dawka wstępna, główna i tzw. „dotryskowa”) jest realizowane na podstawie sygnałów z odpowiednich sensorów jednostki napędowej. Najważniejszymi parametrami dostarczanymi przez poszczególne czujniki są: prędkość obrotowa silnika, obciążenie jednostki napędowej, ciśnienie doładowania, temperatura i ciśnienie paliwa. Algorytm jednostki sterującej układem paliwowym uwzględnia dodatkowo optymalizację wtrysku która jest niezbędna do osiągnięcia niskiej emisji spalin oraz zredukowania hałasu pracy silnika.

Działanie wtryskiwacza można podzielić na cztery odrębne fazy, które występują w każdym cyklu wtrysku paliwa:

• w pierwszej fazie wtryskiwacz pozostaje zamknięty,
• w drugiej następuje początek wtrysku i wtryskiwacz zaczyna się otwierać,
• faza trzecia przypada na całkowite otwarcie wtryskiwacza,
• natomiast w czwartej wtryskiwacz zostaje zamknięty.

Sterowanie wtryskiwaczami jest realizowane przez sterownik silnika który dzięki właściwemu doborowi momentu włączania elektromagnetycznych zaworów wtryskiwaczy jest w stanie zapewnić wymaganą dawkę paliwa i osiągnąć prawidłową synchronizacje czasów wtrysku.

W dużym uproszczeniu można napisać że uruchomienie danego wtryskiwacza następuje w wyniku doprowadzenie do niego napięcia rzędu 40 V – 90 V. Napięcie to jest generowane przez sterownik silnika za pośrednictwem układu wzmacniającego, a jego wartość zależy od producenta zastosowanego układu wtryskowego. Wytworzenie tak dużej wartości napięcia wymaga użycia cewki wzmacniacza i tranzystora który jest przełączany (po stronie ujemnej) właśnie przez sterownik silnika. Układ wzmacniający napięcie posiada jeszcze kondensator w którym gromadzona jest energia niezbędna do otwarcia zaworów elektromagnetycznych wtryskiwaczy. Jakiekolwiek usterki związane z układem wzmacniającym napięcie w sterowniku będą miały bezpośrednie przełożenie na nieprawidłowe funkcjonowanie wtryskiwaczy. Zbyt niskie napięcie spowodowane np. uszkodzeniem tranzystora lub kondensatora może spowodować iż wtryskiwacze nie będą mogły się w pełni otworzyć, co doprowadzi do braku możliwości uruchomienia silnika.

Do zdiagnozowania wszelkich zakłóceń dotyczących wysterowania danego wtryskiwacza należy posłużyć się oscyloskopem dwukanałowym który będzie miał możliwość równoczesnego zarejestrowania przebiegów napięcia i prądu. Tester Mega Macs X firmy Hella Gutmann wraz z modułem pomiarowym MT-HV wyposażonym w oscyloskop MT-77 pozwala na wygodne przechwycenie przebiegów i późniejszą analizę parametrów. Aby w pełni zobrazować procedurę weryfikacji sygnału sterującego wtryskiwaczami przedstawiony zostanie przykład w którym uszkodzeniu uległ tranzystor wzmacniacza napięcia w sterowniku silnika samochodu VW Tiguan 2.0 TDI z 2012 roku. Z uwagi na specyficzny charakter awarii dotyczący braku możliwości uruchomienia silnika Volkswagena, samochód trafił do warsztatu na lawecie. Skonfigurowanie i podłączenie (ilustracja 1) testera zajęło diagnoście kilka minut, do zarejestrowania prądu sterującego wtryskiwaczem należało użyć cęg prądowych. Warunki wykonania pomiaru przewidują by akumulator pojazdu był w stanie dobrym i posiadał napięcie spoczynkowe równe co najmniej 12,6 V. Na zarejestrowanych przebiegach napięcia i natężenia wtryskiwacza elektromagnetycznego (ilustracja 2) widać wyraźnie że napięcie impulsowe osiągnęło bardzo niską wartość która nie przekracza 2,5 V (dolny przebieg).

Tak zaniżona wartość napięcia wobec wymaganych 40 V – 90 V została spowodowana uszkodzeniem tranzystora w układzie wzmacniacza napięcia sterownika silnika. Tego rodzaju usterka była przyczyną braku możliwości uruchomienia silnika i wymagała wymiany samego sterownika.

Brak błędów zapisanych w pamięci sterownika wynika z faktu, że w obwodzie sterowania wtryskiwaczy nie było przerwy, a samo połączenie elektryczne było prawidłowe.
W sterowniku uszkodzeniu uległo wyjście mocy, które jest już poza diagnostyką samego sterownika. W związku z tym, że jednak podawało ono napięcie sterujące do wtryskiwacza, sam sterownik nie widział powodów do zakomunikowania błędu.
Błąd zostałby zakomunikowany w chwili braku napięcia sterującego, lub przerwy w obwodzie zasilania.

Jak widać weryfikacja tej nietypowej awarii nie musi zająć mechanikowi dużej ilości czasu, jeśli podejmie prawidłowe kroki diagnostyczne i użyje odpowiedniego sprzętu pomiarowego.
Dobrej klasy oscyloskop to narzędzie za pomocą którego można analizować działanie wtryskiwaczy na wiele wariantów np. pod kątem czasu wtrysku paliwa, a zdobytą wiedzę i doświadczenie wykorzystywać do kolejnych napraw.

Chcesz być na bieżąco z informacjami? Obserwuj nas w wiadomościach Google: