Diagnostyka

Diagnostyka i naprawa aparatury wtryskowej silników wysokoprężnych przez wiele lat postrzegana była jako specjalistyczna dziedzina usług motoryzacyjnych.

Wysokie wymagania finansowe niezbędne do wyposażenia warsztatu w sprzęt diagnostyczny i naprawczy, odpowiednie kwalifikacje personelu, specyfika pracy – wszystko składało się na to, że była ona uznawana przez większość osób za pewnego rodzaju elitarną dziedzinę.
Świadczenie usług w tej dziedzinie było rzeczą dość skomplikowaną, lecz opłacalną. Współpraca zakładów mechaniki, elektryki i elektroniki samochodowej z warsztatami diagnostyki i naprawy aparatury wtryskowej silników wysokoprężnych (potocznie nazywanych warsztatami Diesla) układała się bardzo dobrze. Na rynku znalazły swoje miejsce zarówno warsztaty autoryzowane przez poszczególnych producentów aparatury wtryskowej (tak zwane ASO), jak i warsztaty nie posiadające owej autoryzacji. Dzięki temu wszystkie segmenty ryku były obsługiwane efektywnie i bez niepotrzebnej konkurencji.
Pojawienie się na rynku w latach 2000-2001 pojazdów z układem Common Rail (CR) oraz wprowadzenie GVO całkowicie zmieniło ten dotychczas prawie idealny obraz. Wymiana podzespołów w układach CR miała praktycznie wyeliminować konieczność zastosowania specjalistycznego sprzętu do diagnostyki podzespołów układów zasilania silników wysokoprężnych, a udostępniona dla wszystkich informacja techniczna powinna była nadać wszystkim warsztatom jednakowo dogodne warunki działania. Powstało pytanie o miejsce specjalistycznych warsztatów Diesla na rynku motoryzacyjnym oraz perspektyw ich rozwoju.
Odpowiedź wydawała się prosta i oczywista. Klasyczny warsztat Diesla powinien umrzeć śmiercią naturalną lub przekształcić się w “zwykły” warsztat naprawczy.
Sytuacja przez parę lat pozostawała patowa - aż do momentu wytworzenia przez rynek tak zwanego “doświadczenia zbiorowego” w diagnostyce i naprawie układów CR. Powoli mijała euforia wymiany zespołów i ogólnej dostępności informatycznej. Jednocześnie zaczęły się określać metody, formy i procedury diagnostyczne oraz naprawcze. Minęło ogólne zachwycenie zdecydowanie niższymi cenami pomp CR w porównaniu z klasycznymi pompami wtryskowymi. Minął “szok pourazowy”, spowodowany cenami wtryskiwaczy CR. Pozostały dopasowane do realiów życia wymogi producentów odnośnie wymiany wszystkich podzespołów CR w przypadku pojawienia się zanieczyszczeń w układzie paliwowym. Wiele innych kwestii zostało również rozwiązanych, między innymi została przywrócona rola i miejsce warsztatu napraw aparatury wtryskowej.
Poniżej znajduje się próba podsumowania wymienionego wyżej “doświadczenia zbiorowego”, określenia możliwego w najbliższym czasie kierunku rozwoju diagnostyki i napraw układów CR oraz określenia powiązań rynkowych pomiędzy wszystkimi jego uczestnikami.
Jak wiadomo, układy zasilania paliwem silników wysokoprężnych poprzednich generacji można było rozgraniczyć na układy mechaniczne, układy mieszane (układy mechaniczne z dodatkowymi elementami wysterowanymi elektronicznie), oraz układy z pełnym sterowaniem elektronicznym. Przed wprowadzeniem na rynek układów mieszanych pojęcie diagnostyki aparatury wtryskowej bezpośrednio na pojeździe w słownictwie “dieslowym” miało raczej umowny charakter i dotyczyło przeważnie ustawień (dopasowania) aparatury do pozostałych układów oraz diagnostyki elementów elektrycznych (świece żarowe, przekaźnik świec żarowych, elektrozawory). Zastosowanie komputerów pokładowych (samochodowych modułów sterujących) w samochodach z silnikiem Diesla całkowicie zmieniło sytuację. Do diagnostyki układu zasilania zaczęto wykorzystywać komputerowe urządzenia diagnostyczne, bez których diagnostyka układów w pełni sterowanych elektronicznie stała się po prostu niemożliwa. Zauważmy, iż używając słowo “niemożliwa”, należy mieć na myśli opłacalność diagnostyki. Wiadomo, że kody błędów w samochodzie da się odczytać przy pomocy diody świetlnej, używając sygnałów migowych. Informacje odczytywane z komputerów pokładowych przy pomocy urządzeń diagnostycznych zawierały nie tylko kody błędów, ale również informacje z poszczególnych czujników oraz informacje powstałe wskutek kalkulacji odpowiednich sygnałów. Te informacje przełożone przez diagnostów na objawy usterki pozwalały na wstępną diagnozę oraz określenie dalszych czynności serwisowych.
Wydawałoby się, że rozwój możliwości urządzeń diagnostycznych powinien całkowicie wykluczyć konieczność diagnostyki podzespołów układu zasilania poza pojazdem, szczególnie po wprowadzeniu układów CR, gdzie pompa przestała być pompą wtryskową, przekształcając się w urządzenie do wytwarzania ciśnienia, a rola elektroniki w układzie stała się dominująca. Jednak tak się nie stało. System czujników zamontowanych w samochodzie, niezbędnych do bezpośrednich odczytów i przekazania informacji zwrotnych dla komputera pokładowego, nadal był niewystarczający do otrzymania pełnego obrazu pracy silnika. Owszem, kalkulacje sygnałów pochodzących z czujników, chociaż pozwoliły komputerowi na pomiary pośrednie niezbędnych wartości, nadal nie dawały możliwości do samo-diagnostyki układu, lub diagnostyki układu bezpośrednio na samochodzie przez diagnostę.
Rynek naprawczy układów CR został zmuszony do sprawdzania elementów układu poza samochodem, ponieważ wymagana wysoka precyzja czujników, problemy technologiczne i konstrukcyjne, wysokie koszty, wzrost poziomu awaryjności układu i wiele innych czynników wskazywało na to, że “samouleczalne” systemy w produkcji masowej pojawią się raczej nieprędko.
Czyżby sytuacja odwróciła się i teraz każdy “zwykły” warsztat samochodowy miałby stać się warsztatem Diesla? Dla odpowiedzi na to pytanie warto przyjrzeć się sytuacji na rynku usług motoryzacyjnych oraz szczegółom budowy i zasadom działania układu CR.
Jak wiadomo, układ Common Rail jest elektronicznie sterowanym układem zasilania paliwem silników wysokoprężnych, zawierającym w odróżnieniu od klasycznych układów elektronicznych pompę wysokiego ciśnienia (pompę CR) zamiast pompy wtryskowej oraz zasobnika (kompensatora) ciśnienia pomiędzy pompą a wtryskiwaczami. Sterowany jest podobnie – komputerem pokładowym (jedno- lub wielomodułowym). Działanie systemu CR jest łatwe do zrozumienia: paliwo ze zbiornika podawane jest do pompy CR przez system precyzyjnego filtrowania. Pompa CR tłoczy pod wysokim ciśnieniem paliwo (na poziomie 1200-1800 bar) do zasobnika, który kompensuje drgania ciśnienia przy tłoczeniu paliwa oraz jego wtryskiwaniu. Wtryskiwacze są sterowane elektronicznie przez komputer. Wtryskują one paliwo do poszczególnych cylindrów.
Z powyższego wynika, iż chcąc naprawić samochód z usterką w układzie CR, warsztat samochodowy powinien dokonać diagnostyki układu i wymiany (naprawy) wadliwych podzespołów. Sprawdzenie filtra paliwa nie wymaga żadnych specjalistycznych urządzeń i czynności. Zasobnik z zamontowanym na nim czujnikiem ciśnienia i zaworkiem ciśnieniowym (lub bez niego) również nie wymaga specjalnego podejścia. Czujnik ciśnienia sprawdza się łatwo: elektrycznie oraz metodą porównania odczytów. Diagnostyka komputera pokładowego odbywa się na zasadzie wyeliminowania wszystkich możliwych usterek w pozostałych podzespołach lub na podstawie odczytów dokonywanych przez komputerowe urządzenia diagnostyczne. Pozostałe dwa elementy układu CR wymagają szczególnej uwagi.
Mówiąc dalej o diagnostyce i naprawie CR pominiemy sprawdzenie innych układów samochodowych oraz wymienionych wyżej elementów skupiając się wyłącznie na pompie i wtryskiwaczach.
Warsztaty nie specjalizujące się w naprawie aparatury wtryskowej potrzebowały dość dużo czasu, żeby zmienić swą mentalność dotyczącą pomp CR. Zgodnie z ich podejściem do pomp wtryskowych, im większe ciśnienie pompa wytwarza, tym jest ona lepsza (bardziej wydajna). W przypadku CR jest inaczej. Wytwarzane przez pompę CR ciśnienie powinno być adekwatne do ciśnienia wymaganego przez system w danym czasie. Niewłaściwe ciśnienie, jak i niewłaściwy czas jego przyrostu, powodują nieprawidłową pracę silnika, a w niektórych przypadkach całkowity brak możliwości jego uruchomienia. Dlatego dokonując pierwszych napraw CR warsztaty naprawcze napotykały na ogromne problemy z diagnostyką tych układów. Sytuacja pogarszała się podwójnie, ponieważ na niewłaściwe ciśnienie w układzie ma wpływ jednoczesne prawidłowe działanie (“zgranie”) dwóch “zaworów” tego samego zasobnika: zasilającego, jakim jest pompa CR, oraz upustowego, którego rolę odgrywają wtryskiwacze. Określenie samego faktu nieodpowiedniego ciśnienia w systemie pozostaje rzeczą dość prostą: wystarczy wykonać próbę drogową przy wykorzystaniu odpowiedniego komputerowego urządzenia diagnostycznego. Natomiast znalezienie usterki jest sprawą znacznie trudniejszą, do której wrócimy poniżej.
Omówiony problem z ciśnieniem, łącznie z nieprawidłowym procesem wtrysku paliwa, jest najbardziej typowym w układzie CR. Nieprawidłowy proces wtrysku paliwa jest bezpośrednio związany z pracą wtryskiwaczy, które w układzie CR stanowią najważniejszy element, mający bezpośredni wpływ na obydwa problemy.
Do diagnostyki i naprawy układów CR są obecnie stosowane trzy metody:
- metoda prosta – “zamień i sprawdź”. W przypadku CR jest to metoda najprostsza, najdroższa dla klienta końcowego, ale powszechnie dostępna i akceptowana przez rynek. Wymagania sprzętowe są minimalne.
- metoda pomiarowa – metoda związana z określeniem usterki poprzez wykonanie pomiarów pośrednich przy pomocy urządzeń diagnostycznych i pomiarowych. Wymaga odpowiedniego dodatkowego wyposażenia.
- metoda testów – metoda związana z określeniem usterki poprzez sprawdzenie podzespołów poza pojazdem na odpowiednich urządzeniach testujących. Ekonomicznie najbardziej opłacalna, zarówno dla klienta końcowego, jak i dla warsztatu. Wymaga specjalistycznego osprzętu o wysokiej wartości. Obecnie na rynku mało dostępna.
Każda z tych metod wywodzi się z życia warsztatowego i opiera się na jego odpowiednim wyposażeniu, możliwościach oraz poziomie integracji rynkowej.
Bez względu na rodzaj układu i jego producenta diagnostyka układu CR wymaga:
- możliwości dokonania odczytu kodów błędów z komputera pokładowego oraz otrzymania przez niego maksymalnej ilości informacji z czujników samochodu;
- sprawdzenia wydajności pompy CR;
- określenia zgodności wydajności pompy z zapotrzebowaniem układu;
- możliwości dokonania bezpośrednich pomiarów ciśnienia w zasobniku;
- sprawdzenia poprawności odczytów poszczególnych czujników;
- sprawdzenia szczelności układu;
- określenia poprawności procesu elektronicznego sterowania procesem wtrysku;
- określenia poprawności rozpylania paliwa przez wtryskiwacz;
- sprawdzenia czasu reakcji wtryskiwacza na sygnał sterujący;
- sprawdzenia poprawności przepływu paliwa w systemie zasilania;
- możliwości wymontowania/zamontowania poszczególnych elementów układu z/do samochodu.
Aby te zadania były możliwe do wykonania, warsztat powinien być wyposażony się w następujące przyrządy oraz urządzenia diagnostyczne i pomiarowe:
- komputerowe urządzenie diagnostyczne (najlepiej producenta auta lub producenta układu CR);
- manometr wysokociśnieniowy (najlepiej elektroniczny z korekcją ciśnienia atmosferycznego);
- zestaw menzurek do sprawdzenia przepływów;
- multimetr;
- oscyloskop;
- zestaw specjalistycznych narzędzi do zamontowania/wymontowania elementów CR;
- próbnik wtryskiwaczy z zestawem sterowników;
- urządzenie do testowania pomp CR;
- urządzenie do testowania wtryskiwaczy CR.
Pierwsze sześć pozycji wykazu dotyczy każdego warsztatu samochodowego dokonującego napraw w układach CR. Siódma, do tej pory wykorzystywana na zasadzie partnerskiej współpracy ze specjalistycznymi warsztatami, zaczyna domagać się swej obecności w warsztacie. Pozostałe dwie pozycje nadal pozostają domeną warsztatów specjalistycznych.
W związku z powyższym można przypuszczać, że ogólny schemat współpracy pomiędzy “zwykłym” warsztatem a warsztatem Diesla nie ulegnie zmianie, tak jak i sytuacja z dostawcami części zamiennych. Przesunie się jedynie akcent w sprawie sprawdzenia wtryskiwaczy, co zostanie podzielone na dwa etapy: pierwszy bezpośrednio w warsztacie naprawczym, natomiast drugi w zakładzie specjalistycznym.
Koszty poszczególnych elementów CR coraz częściej zmuszają użytkowników pojazdów do żądania od warsztatu obniżenia kosztów napraw poprzez precyzyjne określenie usterek oraz możliwość przedłużenia okresu eksploatacji posiadanych pomp CR oraz wtryskiwaczy. Rozszerzenie współpracy z warsztatami Diesla posiadającymi odpowiednie wyposażenie do pełnej diagnostyki i naprawy tych podzespołów to gwarancja spełnienia oczekiwań klientów a w efekcie końcowym zwiększenie jakości i dostępności usług naprawczych na rynku motoryzacyjnym.

Siergiej Jaroszenko
JR Motor Services G.B.