Общоизвестно е, че автомобилната индустрия е един от най-големите бенефициенти на технологиите, което доведе до намаляване на теглото, управление на информационния трафик, лесна диагностика и поддръжка. Основата на иновациите в автомобилите днес е в бордовата електроника и как тя управлява или улеснява необходимите операции в автомобила.
За да разберете как работят днешните превозни средства, познанията по механика не са достатъчни. Необходимо е да се разберат основите на електричеството и от това основите на електронните системи.
В този сценарий, за да започне диагностицирането на повреда на системата за управление на турбината, техникът трябва да започне с познаване на работата на системата, главно защото това е система, която се управлява електронно от електронен централен център и зависи от работата от няколко сензора за перфектна работа.
Въпреки това, за да разберете напълно предимствата на системата за управление на турбината с променлива геометрия, е необходимо да разберете работата на конвенционалната система с турбокомпресор.
⦁ Работа на системата с турбокомпресор
Турбокомпресорът, известен като турбо, е основно въздушна помпа. Турбокомпресорът има функцията да компресира, като кара повече въздушна маса да се побира в същия обем на горивните камери и това, следователно, благоприятства изгарянето на повече гориво, генерирайки повече мощност и въртящ момент в двигателя.
Горещите отработени газове, които напускат двигателя след изгаряне, карат ротора на турбината да се върти.
• Този ротор е свързан с друг ротор чрез вал.
• Въртенето на турбинното колело кара колелото на компресора да се върти със същата скорост.
• Въртенето на ротора на компресора изтегля въздух от атмосферата, компресира го и го изпомпва в двигателя.
Фигурата показва динамиката на системата.
⦁ Характеристики на турбокомпресора
• Позволява на малък двигател да има същата мощност като много по-голям двигател.
• Прави по-големите двигатели още по-мощни, помагайки за намаляване на емисиите на замърсяващи газове, тъй като турбото впръсква повече въздух в двигателя, което прави горенето по-пълно и по-чисто.
• Намалява разхода на гориво.
• Загубата на топлина от триене се увеличава драстично с увеличаване на размера на двигателя. По-малките двигатели с турбокомпресор използват по-добре енергията, като губят по-малко енергия чрез топлина и триене.
• Предотвратява загуба на мощност и непълно изгаряне на голяма надморска височина. (черен дим).
⦁ Turbo с променлива геометрия (TGV)
TGV турбо (променлива геометрия) се различава от конвенционалното турбо с използването на плоча или корона, върху която са монтирани подвижни перки, които могат да бъдат ориентирани (всички заедно) под определен ъгъл с помощта на прът и лост механизъм, избутван от пневматична капсула за постигане на максимална компресия на въздуха. При ниски обороти, ребрата трябва да бъдат затворени, тъй като намаляването на сечението между тях увеличава скоростта на изгорелите газове, които се блъскат по-силно върху лопатките на турбината (по-малко сечение=по-голяма скорост).
Когато двигателят се увеличи от R.следобед и увеличава налягането във всмукателния колектор, пневматичната капсула го открива чрез тръба, директно свързана с всмукателния колектор, и го трансформира в движение, което избутва контролната система на перките, така че да се преместят в отворено положение, което намалява скоростта от изгорелите газове, които се намесват в турбината (по-голяма част=по-малка скорост).
Перките са монтирани на корона, както е показано по-долу, и валът с резба, свързващ пневматичната капсула, може да се регулира така, че перките да се отварят преди или след. Ако перките са максимално отворени, това показва, че има неизправност, тъй като максималният наклон се приема само за аварийната функция.
Предимствата на турбокомпресора TGV идват от постигането на по-прогресивна работа на двигателя с компресор.
За разлика от първите двигатели, оборудвани с конвенционален турбокомпресор, при които имаше голям скок в мощността от ниски към високи обороти, поведението вече не беше рязко, за да се постигне много прогресивна крива на мощността с голямо налягане от ниски обороти в минута и поддържани в широк диапазон от обороти на двигателя.
⦁ Архитектура на електронната система
За перфектното функциониране на системата, центърът за управление на двигателя се нуждае от работните параметри на двигателя чрез анализ на сигналите, изпратени от няколко сензора на различни системи, фигурата по-долу представя схематичната диаграма и основните включени компоненти.
За да може центърът за управление на двигателя да контролира правилно работата на турбокомпресора според различните работни условия, той трябва постоянно да получава информация от няколко сензора, като например:
⦁ Сензор за положение на педала на газта (APP);
⦁ Сензор за температурата на охлаждащата течност на двигателя (ECT);
⦁ Сензор за масов въздушен поток (MAF);
⦁ Сензор за температура на входящия въздух (IAT);
⦁ Сензор за скоростта на превозното средство (VSS);
⦁ Позиция на скоростната кутия или сензори за информация за лентата;
⦁ Сензорът за абсолютно налягане в колектора (MAP);
⦁ Позицията на EGR - ако е оборудвана.
⦁ Казус
След необходимите предварителни разяснения да преминем към самия казус. Собственикът на автомобила пристига в сервиза L. Rabelo Diagnóstico Automotivo, в който аз съм партньор-собственик, съобщавайки, че автомобилът има инжекционна светлина на таблото и двигателят на автомобила показва ниска производителност.
Първото действие, което предприех, беше да потвърдя аномалията, запалих автомобила и бързо установих, че турбокомпресорът наистина не работи правилно, поради разликата в тона на двигателя между първото задействане на педала на газта и останалите. При първото задействане след стартиране на двигателя има редовно подаване на въздух към вътрешността на двигателя, потвърдено от бързото увеличаване на въртенето и характерния шум, различна ситуация при повторно натискане на газта, когато има внезапна промяна в шума на двигателя..
За да потвърдя, проведох тест драйв и потвърдих оплакванията на клиента.
Следващата стъпка беше да инсталирам диагностичния инструмент (скенер), за да проверя за наличието на някакъв код за грешка, който може да ми помогне в диагностиката, като си спомням, че клиентът заяви, че лампичката за инжектиране свети на панела, което доказа наличието на някои DTC, свързани със случая.
Фигурата показва екрана на скенера с кода за грешка, присъстващ в неговата памет.
Кодът за грешка P0045, отнасящ се до предпазния клапан на турбокомпресора - отворена верига, би бил моето ръководство за откриване на причината за аномалиите, налична в двигателя.
За да продължа диагностиката, беше необходимо да знам електрическите връзки, включени в тази верига, така че следващата ми стъпка беше да имам достъп до електрическата схема на въпросната система.
Фигурата показва в детайли всички съединители, щифтове и цветове на проводниците, които правят връзката между модула за управление на двигателя и турбото с променлива геометрия, както и задвижващия двигател TGV и сензора за позиция на лопатките.
Разглеждайки електрическата схема, можем ясно да видим от страната на TGV включените компоненти, като сензора за позиция на ножа и неговия задвижващ мотор. И от централната страна, pinout, където излиза сигналът за управление на двигателя, захранващото напрежение на сензора, масата на сензора и щифтът, отговорен за получаване на сигнала на сензора, отнасящ се до позиционирането на лопатките.
Без да губя време, започнах електрическите тестове на системата, за да идентифицирам електрическа повреда, тъй като кодът за грешка ме информира, че има електрическа аномалия, в случай на отворена верига.
Първото измерване беше по отношение на захранването на сензора, което според диаграмата щеше да има стойност от 5.00V и измерването трябваше да се направи на щифтове 3 и 5 на конектора на TGV модула. Фигурата показва позиционирането на TGV модула.
Фигурата показва конектора с 5 щифта (2 щифта за управление на мотора, 1 положителен щифт на сензора, 1 щифт за заземяване на сензора, 1 щифт за сигнал на сензора).
Идентифицирахме подходящите щифтове (3 и 5) проверихме захранващото напрежение на сензора за позиция на ножовете.
С резултата от измерването (4.98V) открихме, че има положително и отрицателно захранване на сензора, следователно беше необходимо да се потвърди реакцията на сензора и целостта на снопа в проводниците за управление на турбо двигателя.
Продължавайки тестовете, дойде време да проверим реакцията на датчика за положение на TGV, но извършвайки по-подробно проучване, стигнахме до информацията, че има асинхронна мрежова комуникация между корпуса на TGV и модула на двигателят, информацията за позицията на лопатките преминава през тази мрежа, която има само една посока на движение, от корпуса на TGV към модула.
В обобщение: сензорът за положение на TGV осигурява сигнално напрежение, което се променя по отношение на ъгъла на лопатката на TGV. Персонализираната интегрална схема преобразува базирана на напрежение информация за предаване в серийни данни, използвайки протокола J2716 SENT (Single Edge Nibble Transmission) от SAE (Обществото на автомобилните инженери) между корпуса на TGV и модула на двигателя във веригата за сигнал/серийни данни. Модулът на двигателя декодира сигнала за серийни данни и се използва като напрежение за сензора за положение на TGV.
Фигурата по-долу показва типичния сигнал за този тип комуникация, който е възможно да се визуализира само с помощта на осцилоскоп.
По този начин решихме, че дори да извършим заснемането с осцилоскоп, няма да можем да разберем дали информацията за позицията на перките е правилна, затова решихме да тестваме непрекъснатостта на проводниците, които свързват TGV мотор към центъра за управление на мотора.
Използвайки електрическата диаграма, показана на фигурата по-долу, можем да видим, че щифт 72 на конектор B на ECU комуникира с щифт 1 на TGV и че щифт 73 на конектор B на ECU комуникира с щифт 2 на TGV.
Фигурата по-долу демонстрира измерването, което направихме между щифтове 72 на модула на двигателя и щифт 1 на TGV.
При извършване на измерването ние проверихме стойността на съпротивлението, равна на 0,3 ома, което ни показа, че проводникът, който свързва щифтове 72 (централната страна) и щифт (1 страна на TGV) е в перфектно състояние.
При наличие на непрекъснатост, ние продължаваме да измерваме непрекъснатостта на другите щифтове (73 от централната страна на двигателя) и 2 (от страната на TGV). Фигурата по-долу показва резултата от теста.
Наблюдавайки екрана на мултиметъра, заключихме, че няма непрекъснатост, тъй като резултатът от измерването дава безкрайно съпротивление. O. L в мултиметъра означава Open Loop на английски, което на добър португалски означава отворена верига или в нашия контекст отворена верига.
Потвърдихме аномалията, решихме да извършим визуална проверка и бързо установихме причината за проблема. Фигурата показва централния конектор на двигателя и позицията на щифта 73.
Идентифицирахме, че клемата на белия/черния проводник (щифт 73) е практически разхлабена вътре в конектора и че при изваждането му от корпуса вече е практически счупена, т.е. контактът с централния щифт вече е компрометиран, което доведе до липса на управление на геометричния турбо двигател, който задвижва лопатките, обяснявайки липсата на производителност на двигателя.
Поради състоянието на конектора, попитахме собственика дали превозното средство е било подложено на сервизно обслужване, при което конекторът или самият контролен блок са били премахнати, собственикът заяви, че поради тази повреда, която преди е била периодична, той закарал превозното средство в друг сервиз, където ремонтниците са извършили тестове на този конектор.
От състоянието на конектора, снимката по-долу, заключих, че някой е извършил теста, използвайки директно кабелите на мултиметъра, принуждавайки и повреждайки напълно терминала.
След смяна на терминала и потвърждаване на ефективността на контакта между двигателя TGV и модула на двигателя, превозното средство се върна към нормална работа, както се вижда от шума на двигателя и теста на клиента при работа.
Ще се видим следващия път!
