Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V.2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V.2.12 Měření parametrů Kapitola 3 Test palivové soustavy Libor Blahuta 30.9.2012
Obsah ÚVOD... 1 1 TEST PALIVOVÉ SOUSTAVY... 2 2 DOPORUČENÁ LITERATURA... 4 3 POUŽITÁ LITERATURA A ZDROJE... 5
Úvod Výukový materiál Měření parametrů je určen pro 3. a 4. ročník oboru 39-41- L/01 Autotronik. Měřením parametrů a jejich přečtením určíme přesně závadu daného prvku. Po správném měření můžeme provést úkony k odstranění závad a následným měřením zjistit správnou funkci. Tento materiál má podpořit zvládnutí daných výukových celků v předmětu Diagnostika. V kapitole je vysvětlení důležitosti diagnostiky palivového systému automobilů. 1
1 Test palivové soustavy Palivová soustava zážehových motorů bývá z hlediska diagnostiky motorů často podceňovaná. Mnoho mechaniků se tlakem paliva vůbec nezabývá s odůvodněním, že palivový systém není zapotřebí kontrolovat. Vždyť přece řídící jednotka vozidla v bloku naměřených hodnot udává v miligramech množství paliva, které je vstřikováno do jednotlivých válců. Je tedy vůbec důležité kontrolovat palivový systém vozidla? Je, a na několika příkladech s praxe si vysvětlíme proč. Předně je zapotřebí si uvědomit, že řídicí systém zážehového motoru po celou dobu, co reguluje dávkování paliva a ovládá zapalovací systém, nemá žádný snímač, kterým by ověřil, zda je v palivovém systému palivo. Řídicí systém také nemá tušení pod jakým tlakem je palivo ve vstřikovací liště palivového systému. Jak je tedy možné, že to vše funguje? Programátor při testování motoru ve vývojovém oddělení výrobního závodu motoru naladil motor na nějaký předpokládaný režim chodu. Při tomto režimu pracoval s nějakým provozním tlakem paliva. Aby jeho naprogramování řádně fungovalo, k motoru se přiřadil vhodný palivový systém, který požadovaný tlak paliva v bezporuchovém provozu zajistí. Při předepsaném tlaku a známé doby otevření vstřikovacího ventilu si řídící jednotka motoru snadno přepočte dávkované množství paliva do jednotlivého válce v miligramech. Co se však změní, pokud bude vlivem poruchy systémový tlak paliva menší, než předepisuje výrobce? Než se pustíme do vysvětlení na úrovni spalovacího motoru, uvedu příklad ze života. Představte si, že jdete napustit kbelík vody z vodovodního řádu. Pokud bude dostatečný tlak vody, bude kbelík naplněn řekněme tak za 30 sekund. Pokud však bude tlak vody ve vodovodním řádu malý, může napuštění kbelíku trvat i 5 minut. Porovnáme li množství vody napuštěné za stejnou dobu (např. 30 sekund) při dostatečném a slabém tlaku, tak zjistíme, že při slabém tlaku získáme za stejnou dobu mnohem méně vody. Stejná situace nastane při dávkování paliva při nízkém systémovém tlaku. Do pracovního prostoru válce se dostane mnohem méně paliva, než předpokládal konstruktér. Tím dojde k horšímu plnění válce a ve válci bude chudá směs. Chudou směsí je myšlena směs benzínu a vzduchu, která obsahuje menší množství paliva, než tzv. stechiometrická směs, která předpokládá na 14,7 kg vzduchu 1 kg paliva. Protože motor množství dodávaného paliva neměří, zdálo by se, že si se špatným dávkováním paliva neporadí. Motor však určitý zpožděný signál o tom, že směs ve válci je chudá, dostane. Řídicí jednotka totiž zpracovává zpětnovazební signál z lambda (kyslíkové) sondy. Ta dává řídící jednotce informace o zbytkovém kyslíku, který je obsažen ve výfukových plynech. Čím je tohoto zbytkového kyslíku více, tím chudší byla směs ve válci. Pravdou je, že než lambda sonda tyto informace zpracuje, 2
je ve válci již úplně jiná směs. I přesto však tato informace stačí k tomu, aby řídicí jednotka otevřela více vstřikovací ventil a tím prodloužila dobu vstřiku a tedy i množství paliva dopravovaného do válce. Je ale tato regulace dostatečná? Není. Doba, po kterou je otevřen vstřikovací ventil časově omezená. Pokud tedy tlak paliva klesne pod určitou mez, řídící jednotka již dávkování paliva nedoreguluje a řídicí systém zahlásí chybu, která se projeví rozsvícením kontrolky servisu na palubní desce vozidla. Po přečtení paměti závad je sériovou diagnostikou určena jako pravděpodobná příčina vadná lambda sonda, protože nesignalizuje pravidelné střídání chudé a bohaté směsi, jak to u korektně fungujících morů bývá. Zde ale problém není! Lambda sonda celkem logicky posílá do řídicí jednotky motoru signál o velikosti 100mV a tím řídicí jednotku informuje o tom, že směs ve válci byla chudá. Většina mechaniků tak vymění i opakovaně drahou součástku úplně zbytečně a to jen proto, že si neuvědomuje tyto základní zákonitosti funkce řízení spalovacího motoru. Zatím jsme si ukázali některé zákonitosti související s absolutním tlakem paliva. Jak je to však s rychlostí nárůstu tlaku paliva? Praktická měření ukázala, že rychlost nárůstu tlaku paliva na provozní hodnoty má velký vliv na výkon zatíženého motoru. Pokud je např. ucpaný palivový filtr, nebo přidřené palivové čerpadlo, tak tlak paliva roste pomaleji a nestihne se dorovnávat pokles tlaku způsobený větší spotřebou paliva, kterou spalovací motor potřebuje při zátěži. To má za následek opět špatné plnění válce a ztrátu výkonu motoru. Pokud bude směs ve válci příliš chudá, nelze ji už zapálit a motor vynechá. Co ukázala praxe? Setkal jsem se s palivovým systémem, u kterého vypadaly všechny komponenty v pořádku. Tlak však narůstal příliš pomalu, což se projevovalo ztrátou výkonu motoru při zatížení. Při proměření kabeláže bylo zjištěno, že se na opáleném kontaktu relé palivového čerpadla ztrácí cca. 6V. To znamenalo, že na palivové čerpadlo samotné zůstávalo u 12V rozvodné soustavy pouze 6V. Palivové čerpadlo tak pracovalo na poloviční výkon a růst tlaku byl příliš pomalý. Snad jste si nyní udělali základní představu o nutnosti kontroly tlaku paliva. Nyní však zůstává otázka, jak a čím co nejefektivněji palivový systém otestovat? Existují různé měřiče tlaku s budíkem, které absolutní tlak paliva změří. Na kolísání tlaku paliva jsou však krátké. Jako nejlepší se jeví varianta měřit tlak paliva tzv. tlakovou sondou připojitelnou k osciloskopu a vhodným softwarem pro rychlá měření a jejich vyhodnocení. 3
2 Doporučená literatura 1. Ing. Jan, Zdeněk, Ing. Ždárský, Bronislav a PaedDr. Kubát, Jindřich. AUTOMOBILY, Elektrotechnika motorových vozidel II. Brno : Avid, spol. s r.o., Brno, 2008. ISBN 978-80-87143-07-0. 2. Gscheidle, Rolf a kol. Příručka pro automechanika. Praha : SOBOTÁLES, 2002. ISBN 80-85920-83-2. 3. Josef Pošta a kolektiv. Opravárenství a diagnostika III Brno: Informatorium, 2008 4. Jan Kubát. AUTOMOBILY 5, Elektrotechnika motorových vozidel I. Brno: Avid 5. Jan Kubát. AUTOMOBILY 6, Elektrotechnika motorových vozidel II. Brno: Avid 6. Čupera J., Štěrba P. AUTOMOBILY 7, Diagnostika motorových vozidel I. Brno: Avid 4
3 Použitá literatura a zdroje 1. Jan Kubát. AUTOMOBILY 5, Elektrotechnika motorových vozidel I. Brno: Avid 2. Jan Kubát. AUTOMOBILY 6, Elektrotechnika motorových vozidel II. Brno: Avid 3. Čupera J., Štěrba P. AUTOMOBILY 7, Diagnostika motorových vozidel I. Brno: Avid 4. Ing. Jan, Zdeněk, Ing. Ždárský, Bronislav a PaedDr. Kubát, Jindřich. AUTOMOBILY, Elektrotechnika motorových vozidel I. Brno : Avid, spol. s r.o., Brno, 2008. ISBN 978-80-87143-07-0. 5. Ing. Jan, Zdeněk, Ing. Ždárský, Bronislav a PaedDr. Kubát, Jindřich. AUTOMOBILY, Elektrotechnika motorových vozidel II. Brno : Avid, spol. s r.o., Brno, 2008. ISBN 978-80-87143-07-0. 5