Diagnostyka

Czas na finał, czyli opis sposobu regulacji układu zasilania gazem, który w mojej opinii zmniejsza ryzyko rejestracji kodów usterek. Bazuje on na przedstawionych w poprzednich artykułach zasadach pracy układu regulacji składu mieszanki oraz adaptacji czasu wtrysku. Prezentowana metoda jest mojego autorstwa. Proszę serdecznie o uwagi praktyków, jak sprawdza się ona w praktyce (stefan.myszkowski@neostrada.pl).

Regulacja układu zasilania gazem LPG silnika z systemem diagnostyki pokładowej standardu OBDII/EOBD
Jej celem jest dobór wartości jednego lub więcej współczynników przeliczeniowych wG/B czasu wtrysku benzyny na czas wtrysku gazu w programie sterownika układu zasilania gazem. Według mojej opinii, wartości współczynników przeliczeniowych wG/B powinny być tak określone dla każdego bloku cylindrów silnika, aby w tych samych warunkach pracy silnika, czyli przy tych samych wartościach prędkości obrotowej i obciążenia:
- zakres zmian wartości parametru LONG FT X, o nazwie “długookresowa korekcja dawki paliwa dla bloku cylindrów nr X silnika”, przy zasilaniu silnika gazem był taki sam, jak przy zasilaniu silnika benzyną;
- zakres zmian wartości parametru SHRT FT X, o nazwie “chwilowa korekcja dawki paliwa dla bloku cylindrów nr X silnika”, mieścił się w zakresie ±3% zarówno przy zasilaniu silnika gazem, jak i benzyną.

Parametry LONG FT X i SHRT FT X są odczytywane ze sterownika układu zasilania benzyną.
Opisana procedura regulacyjna układu zasilania gazem LPG spowoduje, że:
- zmiana paliwa z benzyny na gaz i odwrotnie, nie powinna powodować zauważalnych zmian w pracy silnika;
- przy silniku zasilanym gazem zmniejszy się niebezpieczeństwo rejestracji kodów usterek: P0170, P0171, P0172, P0173, P0174 i P0175, informujących o trudnościach w doborze przez sterownik benzynowego układu zasilania czasu wtrysku benzyny wówczas, gdy wtryskiwanym paliwem jest gaz;
- nie będzie trudności z rozruchem silnika i jego nierówną pracą w okresie nagrzewania przy zasilaniu benzyną, po dłuższym okresie zasilania gazem.



Rys. 28. Czytniki informacji diagnostycznych z systemu OBDII/EOBD firmy Automex: a) AMX-530 interfejs do komputera klasy PC; b) AMX-550 samodzielny czytnik, posiadający możliwość współpracy z komputerem klasy PC. Czytnik AMX-530 (rys.28a) umożliwia jednoczesną obserwację wartości parametrów w formie cyfrowej i graficznej na ekranie komputera oraz ich zapamiętanie. Zachowane dane można oglądać w formie wykresów. Czytnik OBDII/EOBD, o symbolu AMX-550 (rys. 28b), umożliwia obserwację wartości parametrów w formie cyfrowej na wyświetlaczu i ich zapamiętanie. Zachowane dane można oglądać w formie wykresów, wykorzystując program AMX-550PC. W tej kategorii urządzeń są bardzo dobre. Oba posiadam i używam do testów. Do testów drogowych bardziej poręczny jest samodzielny AMX-550, ale również droższy. (Źródło: Automex)

Jeśli silnik jest podzielony na dwa lub więcej bloków cylindrów, to każdy blok cylindrów silnika wraz z przynależną mu częścią układu wylotowego (czujniki tlenu i konwerter katalityczny) jest dla układu zasilania i przeważnie też dla układu zapłonowego oddzielnym silnikiem. Układ zasilania gazem LPG silnika musi ten podział zachować. Powinna być więc możliwość oddzielnej regulacji poszczególnych części układu zasilania gazem, z których każda zasila inny blok cylindrów silnika. Jeśli ten warunek nie jest spełniony, to dokładność regulacji wielkości dawek gazu, wykonywana przez sterownik z wykorzystaniem sygnałów czujników tlenu, jest mniejsza.

Procedura regulacji układu zasilania gazem LPG silnika z systemem diagnostyki pokładowej standardu OBDII/EOBD, z wykorzystaniem parametrów SHRT FT X i LONG FT X
1. Do przeprowadzenia regulacji należy użyć:
1.1 czytnika informacji diagnostycznych z systemu OBDII/EOBD, w skrócie czytnika OBDII/EOBD, do odczytywania wartości parametrów SHRT FT X i LONG FT X, ze sterownika benzynowego układu zasilania (rys. 28);



Rys. 29. Proponuję, aby podczas regulacji układu zasilania gazem LPG odczytywać ze sterownika samochodu z systemem OBDII/EOBD tylko parametry potrzebne do regulacji układu zasilania danego bloku cylindrów. Na ilustracji są to parametry dla bloku cylindrów nr 1, wyświetlane przez wyświetlacz czytnika AMX-550: SHRT FT 1 - chwilowa korekcja dawki paliwa dla bloku cylindrów nr 1; LONG FT 1 - długookresowa korekcja dawki paliwa dla bloku cylindrów nr 1. (Źródło: Automex)

1.2 testera lub przenośnego komputera z oprogramowaniem do regulacji układu zasilania gazem LPG danego producenta, do przeprowadzania zmian wartości jednego lub więcej współczynników przeliczeniowych wG/B czasu wtrysku benzyny na czas wtrysku gazu.
2. Ze względów bezpieczeństwa regulację powinno wykonywać dwóch diagnostów - jeden prowadzi samochód, a drugi obsługuje czytnik OBDII/EOBD i tester do regulacji układu zasilania gazem LPG.
3. W zależności od możliwości zmian wartości współczynników przeliczeniowych wG/B czasu wtrysku benzyny na czas wtrysku gazu, w programie sterownika układu zasilania gazem LPG należy według podanych poniżej kryteriów dobrać prędkości jazdy i przełożenia skrzyni biegów (dobór prędkości obrotowej i obciążenia silnika), przy których będą wykonywane czynności obu części procedury regulacyjnej, opisane w punktach 6 i 9.
3.1 Dla układów zasilania gazem LPG silników, w których dla całego zakresu obciążenia i prędkości obrotowej silnika jest możliwość określenia w programie sterownika tylko jednej wartości współczynnika przeliczeniowego wG/B czasu wtrysku benzyny na czas wtrysku gazu, proszę wykonać obie części procedury regulacyjnej przy prędkości jazdy samochodu i przełożeniu skrzyni biegów, przy których samochód jest najczęściej eksploatowany. Informację o takiej prędkości jazy samochodu i przełożeniu skrzyni biegów należy uzyskać od użytkownika samochodu.
3.2 Dla układów zasilania gazem LPG silników, w których zakresy obciążenia i prędkości obrotowej silnika są podzielone na przedziały, a w programie sterownika jest możliwość określenia innych wartości współczynnika przeliczeniowego wG/B czasu wtrysku benzyny na czas wtrysku gazu, dla poszczególnych przedziałów, proszę wykonać obie części procedury regulacyjnej przy takich prędkościach jazdy samochodu i przełożeniach skrzyni biegów, aby w każdym przedziale obciążenia i prędkości obrotowej silnika zostały one wykonane tylko raz.
3.3 Dla układów zasilania gazem LPG silników, w których dla każdej pary wartości: obciążenie i prędkość obrotowa silnika, jest możliwość określenia w programie sterownika innych wartości współczynnika przeliczeniowego wG/B czasu wtrysku benzyny na czas wtrysku gazu, sugeruję wykonać obie części procedury regulacyjnej przy następujących prędkościach jazdy samochodu i przełożeniach skrzyni biegów:
- 50 km/h - na V biegu;
- 70 km/h - na V biegu;
- 90 km/h - na V biegu.
Proponuję te prędkości jazdy samochodu i przełożenia, bo sądzę, że z takimi samochody przeważnie poruszają się. Jeśli z rozmowy z użytkownikiem samochodu wynika, że samochód często porusza się z innymi prędkościami, np. jeździ po autostradzie, można regulację wykonać przy prędkości 130 km/h na V biegu, zamiast przy prędkości 90 km/h. Ważne jest, aby obie części procedury regulacyjnej wykonać przy prędkościach jazdy samochodu i przełożeniach skrzyni biegów, przy których jest on najczęściej eksploatowany, co zmniejsza ryzyko wystąpienia nieprawidłowości sygnalizowanych wymienionymi wcześniej kodami usterek.
4. Do wykonania regulacji proszę wybrać odcinek drogi bez wzniesień i spadków, w miarę możliwości z małą ilością dziur i kałuż, po której będzie można jechać z wybraną stałą prędkością.
5. Po dojechaniu na wybrany odcinek drogi, proszę rozpocząć wykonywanie pierwszej części procedury regulacyjnej.

6. Część 1 procedury regulacyjnej
6.1 Jej celem jest:
- sprawdzenie zakresu zmian wartości parametru SHRT FT X;
- sprawdzenie i zanotowanie zakresu zmian wartości parametru LONG FT X;
- dla zebrania informacji o pracy układu regulacji składu mieszanki każdego bloku cylindrów nr X silnika, przy każdej z prędkości pojazdu, określonych według zasad podanych w pkt.3. Te dane należy zebrać zanim silnik zostanie zasilony gazem LPG, aby zapisane w sterowniku wartości parametrów LONG FT X dla silnika zasilanego benzyną nie zostały zmienione przez niewyregulowany układ zasilania gazem.

6.2 Na wybranym odcinku drogi, przy zasilaniu silnika benzyną, proszę wykonywać poniższe czynności.
- Proszę podczas jazdy zagrzać silnik do temperatury pracy min. 80OC, zasilając go benzyną.
- Proszę połączyć czytnik OBDII/EOBD z gniazdkiem diagnostycznym pojazdu i uaktywnić komunikację między nim a sterownikiem zespołu napędowego.
- Z menu czytnika OBDII/EOBD proszę wybrać funkcję “Parametry bieżące”.
- Z listy parametrów proszę wybrać do odczytu parę parametrów SHRT FT 1 i LONG FT 1, dla bloku cylindrów nr 1 silnika (rys.29). Wybór tylko dwóch parametrów pozwoli czytnikowi częściej odczytywać ich wartości, natomiast wybór większej ilości parametrów do odczytu spowoduje, że odstępy czasu pomiędzy odczytami wartości parametrów nas interesujących będą dłuższe, a więc informacja o zmianach wartości tego parametru będzie mniej dokładna. Testery AMX530 i AMX550 oferują też możliwość wyboru parametrów do rejestracji.
- Proszę ustalić prędkość pojazdu na jednej z wartości określonych według zasad podanych w pkt.3.
- Po osiągnięciu pożądanej prędkości proszę odczekać, aż zakres zmian wartości parametru SHRT FT 1 ustabilizuje się, a następnie odczytać go - powinien mieścić się w zakresie ±3%. Dopuszczalne są tylko chwilowo wartości przekraczające zakres ±3%, ale nieprzekraczające zakresu ±10%.
- Proszę odczytać i zanotować zakres zmian wartości parametru LONG FT 1. Powinien mieścić się w zakresie ±25%. Proszę przyjąć ten dopuszczalny zakres zmian wartości parametru LONG FT X, jeśli nie znamy innego podanego przez producenta samochodu.
- Jeśli odczytany zakres zmian wartości parametru LONG FT 1 bliski jest dolnej (-25%) lub górnej granicy (25%) dopuszczalnego zakresu (wynosi np. 22%), to oznacza, że silnik lub jego układ sterowania nie są prawdopodobnie sprawne. Może być to spowodowane np.: nadmiernym zanieczyszczeniem filtra paliwa, powietrza lub wtryskiwaczy paliwa, uszkodzeniem układu sterowania silnikiem, uszkodzeniem mechanicznym silnika lub jego zużyciem.



Rys. 30. Ilustracja przebiegu regulacji układu zasilania gazem LPG bloku cylindrów nr X silnika, przy stałej prędkości jazdy, na podstawie wartości parametru LONG FT X (długookresowa korekcja dawki paliwa dla bloku cylindrów nr X silnika) odczytywanej ze sterownika benzynowego układu zasilania. Symbol ZB oznacza zakres zmian wartości parametru LONG FT X dla bloku cylindrów nr X silnika przy zasilaniu silnika benzyną. Poszczególne rysunki prezentują przebiegi zmian wartości parametru LONG FT X dla następujących wartości współczynnika przeliczeniowego wG/B czasu wtrysku benzyny na czas wtrysku gazu: a) przebieg przy za małej wartości współczynnika przeliczeniowego wG/B - trzeba zwiększyć jego wartość; b) przebieg przy za dużej wartości współczynnika przeliczeniowego wG/B - trzeba zmniejszyć jego wartość; c) przebieg przy prawidłowej wartości współczynnika przeliczeniowego wG/B - sterownik nie powinien zauważyć różnicy pomiędzy zasilaniem silnika gazem a benzyną.

6.3 Jeśli silnik ma 2 bloki cylindrów, proszę przy tej samej prędkości samochodu powtórzyć czynności opisane w pkt. 6.2, wybierając do odczytu parametry SHRT FT 2 i LONG FT 2 dla bloku cylindrów nr 2 silnika. Jeśli silnik ma więcej niż 2 bloki cylindrów, proszę również przy tej samej prędkości samochodu powtórzyć czynności opisane w pkt. 6.2, wybierając do odczytu parametry SHRT FT X i LONG FT X dla kolejnych bloków cylindrów nr X silnika.
6.4 Czynności opisane w pkt.6.2 i 6.3, należy powtórzyć w taki sam sposób, przy każdej z prędkości pojazdu, spośród określonych według zasad podanych w pkt.3.
6.5 Po poznaniu zakresów wartości wszystkich parametrów SHRT FT X i LONG FT X, kończymy pracę czytnika OBDII/EOBD.
7. Proszę przełączyć na zasilanie silnika gazem LPG i wykonać regulacje, które w danym układzie zasilania gazem należy wykonać po pierwszym przełączeniu.
8. Proszę przeprowadzić jazdę kontrolną. Jeśli nie są wyczuwalne nieprawidłowości w pracy silnika, np. szarpanie czy “wypadanie” zapłonów, można przejść do drugiej części procedury regulacyjnej układu zasilania gazem LPG.

9. Część 2 procedury regulacyjnej
9.1 Jej celem jest regulacja układu zasilania gazem LPG każdego z bloków cylindrów silnika (jeśli konstrukcja układu zasilania gazem silnika to umożliwia) przez zmianę wartości współczynników przeliczeniowych wG/B czasu wtrysku benzyny na czas wtrysku gazu w programie sterownika układu zasilania gazem, przy każdej z prędkości pojazdu, określonych według zasad podanych w pkt.3.
9.2 Na wybranym odcinku drogi, przy zasilaniu silnika gazem LPG, proszę wykonywać poniższe czynności.
- Jeśli silnik nie ma wymaganej temperatury pracy min. 80OC, proszę zagrzać go do niej podczas jazdy.
- Proszę połączyć tester do regulacji układu zasilania gazem LPG ze sterownikiem układu zasilania gazem i uaktywnić komunikację.
- Z menu testera do regulacji układu zasilania gazem LPG proszę wybrać funkcję umożliwiającą zmianę wartości współczynników przeliczeniowych wG/B czasu wtrysku benzyny na czas wtrysku gazu w programie sterownika układu zasilania gazem.
- Proszę połączyć czytnik OBDII/EOBD z gniazdkiem diagnostycznym pojazdu i uaktywnić komunikację między nim a sterownikiem zespołu napędowego.
- Z menu czytnika OBDII/EOBD proszę wybrać funkcję “Parametry bieżące”.
- Z listy parametrów proszę wybrać do odczytu tylko parametry SHRT FT 1 i LONG FT 1 dla bloku cylindrów nr 1 silnika (rys.29).
- Proszę wybrać jedną z wartości prędkości pojazdu, określonych według zasad podanych w pkt.3., a następnie odczytać z notatek zakres zmian wartości parametru LONG FT 1 dla silnika zasilanego benzyną, gdy samochód jechał z tą prędkością. Na wykresach na rys.30, ilustrujących przebieg regulacji układu zasilania gazem LPG, zakres zmian wartości parametru LONG FT 1 dla silnika zasilanego benzyną jest oznaczony ZB.
- Proszę ustalić wybraną wartość prędkości pojazdu.
- Obserwujemy zakres zmian wartości parametru LONG FT 1 dla silnika zasilanego gazem LPG.
- Jeśli zakres zmian wartości parametru LONG FT 1 jest powyżej zakresu ZB dla silnika zasilanego benzyną - patrz rys.30a, należy testerem do regulacji układu zasilania gazem LPG zwiększyć wartość współczynnika przeliczeniowego wG/B czasu wtrysku benzyny na czas wtrysku gazu, aby zakres zmian wartości parametru LONG FT 1 dla silnika zasilanego gazem LPG przesunął się w kierunku niższych wartości i był możliwie najbardziej zbliżony do zakresu zmian wartości parametru LONG FT 1 dla silnika zasilanego benzyną, oznaczonego ZB, tak jak pokazuje rys. 30c.
- Każdorazowo po zmianie wartości współczynnika przeliczeniowego wG/B w programie sterownika układu zasilania gazem należy odczekać, aż zakres zmian wartości parametru LONG FT 1 ustabilizuje się, a następnie oceniać wynik regulacji.
- Jeśli zakres zmian wartości parametru LONG FT 1 jest poniżej zakresu ZB dla silnika zasilanego benzyną - patrz rys.30b, należy testerem do regulacji układu zasilania gazem LPG zmniejszyć współczynnika przeliczeniowego wG/B czasu wtrysku benzyny na czas wtrysku gazu, aby zakres zmian wartości parametru LONG FT 1 dla silnika zasilanego gazem LPG przesunął się w kierunku wyższych wartości i był możliwie najbardziej zbliżony do zakresu zmian wartości parametru LONG FT 1 dla silnika zasilanego benzyną, oznaczonego ZB, tak jak pokazuje rys.30c.
- Przy tej samej prędkości jazdy, przy której była wykonywana regulacja układu zasilania gazem LPG danego bloku cylindrów, należy sprawdzić pracę układu regulacji składu mieszanki. W tym celu ocenimy zakres zmian wartości parametru SHRT FT 1.
- Jeśli przy zasilaniu gazem LPG zakres zmian wartości parametru SHRT FT 1 mieści się w zakresie ±3% (rys.31), to oznacza, że układ regulacji składu mieszanki pracuje prawidłowo.
- Jeśli przy zasilaniu silnika gazem LPG wartości parametru SHRT FT 1 przekraczają chwilowo zakres ±3% i nie przekraczają zakresu ±10% (rys.32), ale takie przekroczenia nie występowały przy zasilaniu benzyną, to oznacza, że układ zasilania gazem pracuje prawidłowo, ale nie jest on tak dobrze dopasowany do danego silnika jak układ zasilania benzyną. Przypuszczam, że jest to przypadłość większości układów zasilania gazem LPG, które nie są dedykowane dla określonej wersji silnikowej danego modelu samochodu.
- Jeśli przy zasilaniu silnika gazem LPG wartości parametru SHRT FT 1 przekraczają zakres ±10%, ale takie przekroczenia nie występowały przy zasilaniu benzyną, to oznacza, że jeśli układ zasilania gazem jest sprawny, to jest on źle dopasowany do danego silnika. Sytuację może zmienić wymiana ważnych elementów układu, np. wtryskiwaczy lub zmiana sposobu ich przyłączenia do kolektora dolotowego. Jeśli dla montowanych układów wtrysku gazu (określony typ, określonego producenta) taka sytuacja będzie się powtarzać, to warto rozejrzeć się za innym układem zasilania gazem. Ten test można traktować jak ocenę stopnia dopasowania układu zasilania gazem do danego silnika i jego układu zasilania benzyną. Im zakres zmian wartości parametru SHRT FT X jest większy, tym mniejsza jest sprawność konwertera katalitycznego, większa toksyczność spalin i większe niebezpieczeństwo niekontrolowanego przebiegu procesu spalania, np. detonacji w kolektorze dolotowym.



Rys. 31. Prawidłowy zakres zmian wartości parametru SHRT FT X (chwilowa korekcja dawki paliwa dla bloku cylindrów nr X silnika). Podczas jazdy ze stałą prędkością i obciążeniem, przy zasilaniu silnika benzyną lub gazem, powinien mieścić się w zakresie ±3% (ZP). Oznacza to, że układ regulacji składu mieszanki pracuje prawidłowo.

9.3 Jeśli silnik ma 2 bloki cylindrów, proszę przy tej samej prędkości samochodu powtórzyć czynności opisane w pkt. 9.2, wybierając do odczytu parametry SHRT FT 2 i LONG FT 2 dla bloku cylindrów nr 2 silnika. Jeśli silnik ma więcej niż 2 bloki cylindrów, proszę również przy tej samej prędkości samochodu powtórzyć czynności opisane w pkt.9.2, wybierając do odczytu parametry SHRT FT X i LONG FT X, dla kolejnych bloków cylindrów nr X silnika.

9.4 Czynności opisane w pkt.9.2. i 9.3, należy powtórzyć w taki sam sposób, przy każdej z prędkości pojazdu, spośród określonych według zasad podanych w pkt.3.

9.5 Po wykonaniu wszystkich regulacji kończymy pracę czytnika OBDII/EOBD oraz testera do regulacji układu zasilania gazem LPG.



Rys. 32. Jeśli podczas jazdy ze stałą prędkością i obciążeniem, przy zasilaniu silnika benzyną lub gazem, zakres zmian wartości parametru SHRT FT X (chwilowa korekcja dawki paliwa dla bloku cylindrów nr X silnika) nie mieści się w zakresie ±3% (ZP), to oznacza, że układ regulacji składu mieszanki bloku cylindrów nr X silnika nie radzi sobie z utrzymaniem wymaganego składu mieszanki. Dopuszczalne są tylko rzadko występujące, krótkotrwałe przekroczenia zakresu ±3% (ZP).

Procedura regulacji układu zasilania gazem LPG silnika z systemem diagnostyki pokładowej standardu OBDII/EOBD z parametrami SHRT FT X i LONG FT X nieznanego typu.
Jeśli będziemy regulować silnik z systemem OBDII/EOBD, nagrzany do prawidłowej temperatury pracy, w którym:
- nie stwierdzono uszkodzeń silnika i jego układów;
- wartości parametrów SHRT FT X i LONG FT X zmieniają się w sposób nieznany dla diagnosty, np. inny niż opisany w tym artykule;
- sugeruję opisany poniżej sposób postępowania.
1. Przy tych prędkościach i przełożeniach skrzyni biegów, przy których będzie przeprowadzana regulacja układu zasilania gazem LPG, należy przy zasilaniu silnika benzyną określić zakresy zmian wartości parametru LONG FT X.
2. Przez zmianę wartości współczynnika przeliczeniowego wG/B czasu wtrysku benzyny na czas wtrysku gazu należy tak regulować układ zasilania silnika gazem, aby przy każdej prędkości i przełożeniu skrzyni biegów, przy której jest wykonywana regulacja, zakres zmian wartości parametru LONG FT X był taki sam jak przy zasilaniu silnika benzyną.
3. Pomijamy ocenę zakresu zmian wartości parametru SHRT FT X.

Uwaga końcowa
Na zakończenie przypomnę, że w samochodach wyposażonych w konwerter katalityczny nie wolno wykonywać żadnych regulacji na podstawie zawartości CO i HC w spalinach, mierzonych na końcu rury wydechowej. Regulacje takie, ze względu na obecność w układzie wydechowym konwertera katalitycznego spalin, są obarczone bardzo dużym błędem. Analizator spalin w samochodach z konwerterem katalitycznym spalin służy tylko do oceny składu spalin opuszczających rurę wydechową. Jeśli nie jest on prawidłowy, to na podstawie składu spalin można tylko przypuszczać, który z układów jest tego przyczyną, ale bez posłużenia się innymi urządzeniami diagnostycznymi nie można wskazać jednoznacznie czy uszkodzony lub zużyty jest konwerter katalityczny, czy przyczyną jest niesprawność któregoś z układów silnika.

mgr inż. Stefan Myszkowski - Studio Konstrukcyjno-Konsultacyjne