Część 2: nowoczesne systemy oczyszczania spalin a utrata wymaganych właściwości oleju silnikowego. recyrkulacja spalin (EGR) oraz problem degradacji termicznej oleju.
W silniku cieplnym, w idealnym spalaniu, paliwo (złożone z węglowodorów, czyli związków węgla i wodoru) ulega spaleniu (reaguje z tlenem znajdującym się w powietrzu), w wyniku czego powstaje dwutlenek węgla i woda oraz oczywiście energia.
Silniki samochodowe są więc "karmione" powietrzem atmosferycznym i paliwem.
W otaczającym nas powietrzu mamy ponad 20% dwuatomowego tlenu (O2) i ponad 78% dwuatomowego azotu cząsteczkowego (N2), pozostałe składniki występują w znacznie mniejszych proporcjach. W normalnych warunkach, w atmosferze, ok. 99% objętości gazów to azot i tlen które to "nie lubią się" łączyć ze sobą tworząc tlenki azotu (NOX ). Tlenki te tworzą się szybciej przy wysokich ciśnieniach i temperaturach - czyli niestety właśnie w komorze spalania silnika samochodowego.
Ponowne wprowadzenie kontrolowanej ilości spalin do kolektora dolotowego skutkuje obniżeniem temperatury w komorze spalania silnika. Dzieje się tak, ponieważ tlenki azotu (NOX) powstają w warunkach wysokiej temperatury i ciśnienia, a recyrkulacja starannie kontrolowanej ilości spalin (poprzez kontrolowane otwarcie zaworu EGR) ma główny wpływ na zmniejszenie ilości emitowanego NOX poprzez obniżenie temperatury w komorze spalania silnika.
Nieprawidłowa praca systemu EGR skutkuje więc bezpośrednio wyższą temperaturą w komorze spalania, co może prowadzić do dodatkowych uszkodzeń termicznych zarówno silnika jak i oleju.
Każdego dnia wymieniane są setki zaworów EGR, zazwyczaj z powodu zdiagnozowanych kodów usterek; co więcej, wymiana często eliminuje problem na krótki czas. W związku z tym działy techniczne producentów i dystrybutorów części zamiennych otrzymują codziennie dużą liczbę zgłoszeń gwarancyjnych dotyczących produkowanych i sprzedawanych zaworów EGR.
Stwierdzone usterki dzielą się zazwyczaj na dwie szerokie kategorie - problemy ogólne (np. zatkanie osadami olejopochodnymi/osady węglowe) oraz problemy specyficzne dla danego zastosowania. Zacznijmy omawianie tych przypadków do problemów specyficznych.
A) Zawór EGR ze sterowaniem pneumatycznym / Zawór EGR ze sterowaniem pneumatycznym z czujnikiem położenia.
Rysunek 7a. Pneumatyczny zawór EGR
Rysunek 7b. Zawory elektropneumatycznego przetwornika ciśnienia (EPW)
Zawory te są uruchamiane za pomocą źródła podciśnienia modulowanego przez elektropneumatyczny przetwornik ciśnienia (EPW). Podciśnienie jest regulowane na tym siłowniku (EPW) za pomocą sygnału modulowanego szerokością impulsu (PWM / RCO) generowanego przez komputer wtrysku w zależności od stanu systemu (głównie temperatura, prędkość, obciążenie).
Taki zawór EGR należy wymienić dopiero po wykonaniu szeregu związanych z nim czynności - sprawdzenie i oczyszczenie przewodów pneumatycznych i kanałów kolektora dolotowego, sprawdzenie działania układu wtryskowego, stanu mechanicznego silnika (zwłaszcza w przypadku odkładania się na zaworze EGR sadzy) oraz układu wentylacji skrzyni korbowej (zwłaszcza w przypadku obecności oleju na zaworze), sprawdzenie źródła podciśnienia, sprawdzenie siłownika elektropneumatycznego (pomiar ciśnienia wlotowego i wylotowego, pomiar i ocena sygnału sterującego PWM), sprawdzenie działania układów sterowania doładowaniem (siłownik o zmiennej geometrii / bramka waste), sprawdzenie stopnia wypełnienia filtra cząstek stałych, sprawdzenie działania przepływomierza / zaworów wlotowych / zaworów turbo.
Zawór EGR z regulacją elektryczną
Rysunek 8a. Zawór EGR z regulatorem elektrycznym
Rys. 8b. Zawór EGR z elektrycznym sterowaniem i chłodnicą gazów spalinowych
Zawory te są uruchamiane bezpośrednio przez komputer wtryskowy poprzez sygnał modulowany szerokością impulsu (PWM / RCO), który jest generowany w zależności od stanu systemu (głównie temperatura, prędkość, obciążenie).
W przypadku tych podzespołów procedura weryfikacji wymieniona powyżej pozostaje aktualna - taki zawór EGR powinien być wymieniony dopiero po wykonaniu kilku związanych z nim operacji - przypominamy o sprawdzeniu i oczyszczeniu przewodów, przez które krążą gazy w kolektorze wydechowym, sprawdzeniu działania układu wtryskowego i wszystkich wcześniej wymienionych dla układów o sterowaniu pneumatycznym.
Ponadto istnieją przypadki, które powodują wystąpienie konkretnych błędów - Nowe zawory EGR, które po wymianie nie działają; kody błędów są dostępne natychmiast po zamontowaniu. W przypadku tych wzorców konieczne jest przejście przez podstawowy etap regulacji/ustawiania za pomocą testera diagnostycznego. Kolejną cechą jest konieczność częstego wykonywania aktualizacji oprogramowania w komputerze wtryskowym oraz ponowna adaptacja w przypadku wymiany.
Poniżej przedstawimy kilka przykładów.
W wielu silnikach VW, Seat, Škoda, Audi przy wymianie zaworu EGR pojawiają się kody błędów z serii P0400 (np. P0400 (16784) Recyrkulacja spalin - usterka przepływu; P0401 (16785) Recyrkulacja spalin (EGR) - niewystarczający przepływ; P0402 (16786) Recyrkulacja spalin - wykryto nadmierny przepływ; P0404 (16787) Recyrkulacja spalin (EGR) – nieprawidłowa wydajność w pozycji otwartej). Warsztat nie może ograniczyć się do zwykłej wymiany zaworu. Oprócz specyficznych operacji czyszczenia wymagany jest proces adaptacji - ustawienie podstawowe systemu. Ustawienie podstawowe (adaptacja) musi być przeprowadzone za pomocą testera diagnostycznego.
W przypadku aplikacji Opla (Agila 1.0i/1.2i; 12V/16V, Astra G/H/Mk IV/Mk V 1.2i/1.4i; 12V/16V, Corsa C 1.0i/1.2i/1.4i; 12V/16V, Meriva 1.4i 16V, Tigra B 1.4i 16V) podczas wymiany zaworu EGR pojawiają się kody błędów z rodziny P0400, świeci się lampka błędu zarządzania silnikiem (MIL ON), a podczas pomiaru sygnał potencjometru monitorującego położenie zaworu jest poza tolerancją.
Także i w tym przypadku warsztat nie może ograniczyć się do prostej wymiany kluczowych elementów. Poza dokładnym czyszczeniem i sprawdzaniem odpowiednich podsystemów zespołu silnika, konieczna jest aktualizacja oprogramowania w komputerze wtryskowym (z zasady będzie on akceptował większe tolerancje sygnału potencjometru wynikające z histerezy).
Konieczność sprawdzenia i aktualizacji oprogramowania obsługującego komputer wtryskowy dotyczy również innych aplikacji - na przykład silników Seat Cordoba, Seat Ibiza, Skoda Fabia, VW Polo 1.2 12V. W przypadku tych silników często zdarza się, że po stosunkowo krótkim okresie użytkowania (zawór jeszcze na "gwarancji") dochodzi do termicznego uszkodzenia zaworu EGR. Po weryfikacji widoczne są te same błędy (DTC) z rodziny P0400 (błędy standardu OBD: P0401, P0402, ewentualnie P1403; błędy specyficzne dla producenta samochodu: 01265, 16785,16786, 17811). Oprócz zwykłych procedur wymiany należy sprawdzić i ewentualnie zaktualizować wersję oprogramowania (dla kodów silnika BME wersja nowsza niż 7000/7001; dla kodów silnika AZQ wersja nowsza niż 5323 - 5329).
Drugim typem uszkodzeń są te znacznie częściej występujące, czyli blokada zaworu spowodowana masywnymi osadami sadzy i/lub spalonego oleju. Objawy są powszechne (brak mocy, nierówna praca na biegu jałowym, utrudniony rozruch, kody błędów P0400) i nie można ich powiązać z wadą materiałową lub produkcyjną.
Częstym problemem w przypadku elektrycznie sterowanych zaworów EGR jest ich zablokowanie na skutek dostania się ciał obcych w okolice zaworu. Objawy tutaj też są powszechne (brak mocy, nierówna praca na biegu jałowym, utrudniony rozruch, kody błędów P0400, ewentualnie P1444, P1678) i nie można ich powiązać z wadą materiałową lub produkcyjną. W wielu silnikach benzynowych Opla można spotkać fragmenty katalizatora, które blokują zawór EGR w pozycji otwartej.
Zdarzają się sytuacje, w których zawory EGR nie działają po zamontowaniu, a zawór jest uszkodzony mechanicznie - aplikacje BMW (F26, F30, F31, F32, F36, F45, F46, F82, F83) silniki wysokoprężne 1,5 / 1,6 / 2,0 L. Usterka ta nie wynika z niezgodności z normami, ale z nieznajomości prawidłowej procedury montażu.
Rysunek 10 a, b. Zawory EGR do silników wysokoprężnych BMW 1,5 / 1,6 / 2,0 L.
Zazwyczaj, prace związane z jakimikolwiek elementami elektronicznymi a w szczególności na elementach elektrycznych (odłączenie/podłączenie styków elektrycznych EGR) warsztaty wykonują przy braku zasilania instalacji elektrycznej (brak "włączenia zapłonu", odłączone klemy z akumulatora). Dopiero po wykonaniu czynności montażowych/demontażowych "włącza się" zapłon i za pomocą testera diagnostycznego kasuje się błędy i dokonuje podstawowych ustawień.
W przypadku wymienionych aplikacji BMW zastosowanie powyższej procedury skutkuje zniszczeniem zespołu zaworu EGR. Prawidłowy montaż odbywa się w stanie beznapięciowym, ale z użyciem testera diagnostycznego. Przed zamocowaniem zaworu EGR do zespołu silnika podłącza się złącze elektryczne zaworu EGR; przy włączonym zapłonie tester diagnostyczny podłącza się do gniazda OBD i wybiera się określoną procedurę ("wymiana zaworu EGR"); w konsekwencji komputer wtryskowy przekaże sygnał polecenia PWM, który spowoduje przesunięcie trzpienia zaworu powyżej położenia spoczynkowego; dopiero wtedy można mechanicznie zamontować nowy zespół EGR (można bezpiecznie dokręcić śruby montażowe). Zamontowanie zaworu EGR bez pomocy testera diagnostycznego powoduje nieodwracalne uszkodzenie tego elementu wykonawczego i nie jest objęte gwarancją techniczną.
Szczególnym przypadkiem generującym dużą liczbę zgłoszeń gwarancyjnych są zawory EGR z elektrycznym sterowaniem i chłodnicą gazów spalinowych (rys. 8b). Bardzo często prosta wymiana zaworu EGR (szczególnie w przypadku aplikacji VW Diesel 1.6 - 2.0) powoduje ponowne szybkie wystąpienie usterek. Kilka cech szczególnych dla tego przypadku: Nie można po prostu zdemontować starego zaworu i ponownie zamontować nowego. Konieczny jest zakup i montaż zestawu części zamiennych, zgodnie z informacjami podawanymi przez producentów zaworu EGR.
Aktualizacja oprogramowania jest wymagana dla komputerów wtryskowych (aplikacje podlegają działaniom naprawczym, wycofaniu, kampanii EA 189);
Dla silników 1.6 wymagane jest wykonanie dodatkowej instalacji - urządzenie laminaryzujące przepływ powietrza przed przepływomierzem ("flow straghtener").
Wymagany jest demontaż i czyszczenie kolektora wlotowego (a także zakup i wymiana uszczelek kolektora - nie mogą być one ponownie użyte). Konieczne jest również przestrzeganie wszystkich akcji serwisowych mających zastosowanie do silników, których dotyczy problem, w szczególności wszystkich, które dotyczą przepływu gazów zasysanych i recyrkulowanych w silniku; jedna z tych informacji technicznych wskazuje, że obowiązkowa jest modyfikacja przepływu gazu recyrkulowanego poprzez zmianę położenia znacznika między rurą a kolektorem ssącym.
O czym warto pamiętać w tym miejscu?
Układy oczyszczania spalin, w szczególności EGR, muszą być utrzymywane w nienagannym stanie technicznym; usterki tego układu mogą prowadzić do awarii termicznej, wyeksploatowania termicznego oleju w skrajnych warunkach do poważnej awarii silnika.
Aby mieć pewność, że płyn chłodzący, a co ważniejsze, olej silnikowy, który zastosujesz, ma optymalne właściwości (w tym konkretny pakiet dodatków do silnika i układu oczyszczania spalin, któremu będzie służył), wybierz odpowiedni olej do swojego samochodu, korzystając ze strony internetowej Castrol:
