N53B30 un adaptāciju kļūmītes

Šis ieraksts vislabāk raksturo N43/N53 sērijas dzinējus. To sarežģīto vadību, specifiskās nianses vadības darbībā un diagnostikā.
Pacients: N53B30. Pēdējos pārsimts km dzinējs kļuva jūtami kaprīzāks – parādījās vibrācija tukšgaitā, rupja režīmu pārslēgšana (piem., no mazas slodzes režīma uz atvērtas droseles režīmu), subjektīvi likās – arī griezes moments kļuvis pieticīgāks, šie simptomi progresē. Dažādos režīmos bija sākuši parādīties misfire. Situāciju vispārīgi varētu raksturot kā - degradēšanās.

Cik varētu maksāt šāda defekta novēršana? 100 EUR? 500 EUR? 1500 EUR? Atkarīgs no diagnostikas speciālista kvalifikācijas..

Pirmais posms: apskatam kļūdu atmiņu. Parādījusies kļūda par otrās bankas kontroles zondi. Kļūdas statuss pasīvs – dzinējs izmanto arī Stratified charge: it kā viss kārtībā. Arī nevienmērīgas darbības kļūdas statuss: pasīvs, Stratified charge strādā ar Lambda līdz 3, 0 .. 3,2.

Kļūdas detalizēts apraksts saka, ka bagātināta maisījuma gadījumā (ko pieprasījis MSD80 un apstiprinājusi regulējošā zonde) kontroles zondes EDS ir bijis tikai 0,10V, kas, protams, ir neadekvāti (EDS vajadzēja būt virs 0,80V).

Apskatot adaptāciju menu, izdodas noķert brīdi, kad platjoslas un kontroles zondu rādījumi tiešām ir pretrunīgi.

Platjoslas zonde reportē Lambda zem 1 (t.i., maisījums ir bagāts), bet kontroles zondes EDS tikai 0,17V.
Vai kas atgadījies otrās bankas kontroles zondei?
Veicam zondu testu. Testa rezultāti:

Kā redzam no testa rezultātiem, kontroles zonde spēj ģenerēt normālu EDS, arī platjoslas zondes darba diapazons ir normas robežās. Acīmredzot, problēma būs kur citur!

Paskatot kļūdu history memory, parādās vēl viena interesanta kļūda: otrās bankas CO katalizatora nepietiekamas veiktspējas kļūda. Arī katalizators bojāts? Lai saglabātu nelielu intrigu, uz brīdi pārējās kļūdas ir aizsegtas – pie tām atgriezīsimies vēlāk.

Ņemot vērā pieredzi ar N sērijas dzinēju diagnostiku, vēl nesteidzos vainot CO katalizatoru.
Protams, tiek pārbaudītas zondu Nernsta dinamiskās pretestības – tās ir normas robežās, zondu apsilde – korekta. Learnbits: visi segmenti noadaptēti (ieskaitot cilindru individuālās Lambda korekcijas).

Kā redzams iepriekšējos attēlos - gan offset, gan multiplikatīvās adaptācijas ir normas robežās, integratori pilda savu uzdevumu: dzinējs darbojas closed loop režīmā.
Taču dīvainības turpinās.

Kā redzam Rough run menu, homogēna režīma tukšgaitā 2. cilindra indikatora bar stipri atšķiras no 0.

Ļaujot dzinējam padarboties 5 min tukšgaitā, nākas secināt, ka situācija neuzlabojas – dzinējs nemēģina novērst paša detektēto darbības nevienmērību!
Apskatot sprauslu individuālos adaptāciju datus, uzkrītoša ir arī 6.tā cilindra sprauslas momentānā korekcijas vērtība. Tā ir ļoti tuvu maksimālai vērtībai, dažos režīmos to (83%) pat pārsniedz.

Tajā pat laikā 6.tā cilindra (neskatoties uz tā milzīgo pozitīvo individuālo korekciju) sprauslas atvēruma laiks nav lielāks, kā, piemēram, 4. cilindram (abi norādīti saskaņā ar INPA menu secību)! Kā tas iespējams (ņemot vērā, ka iekodētās flow rate vērtības ir ar nelielu izkliedi starp cilindriem)?

Te jāņem vērā divas būtiskas, taču nekur nedokumentētas nianses:

1.    Rough run menu pozitīva bar nobīde no 0 patiesībā nozīmē nepietiekamu cilindra mehānisko efektivitāti (nevis palielinātu, kā šķistu loģiskāk);
2.    Sprauslu adaptāciju menu cilindru kārtība norādīta firing order, nevis izvietojuma secībā. Acīmredzot, INPA cilindrus norāda secībā, kādā MSD80 MCU tiek veikta cilindru reģistru uzskaite.

Tātad: sprauslu adaptāciju menu cilindru secība patiesībā ir sekojoša:
1=1
2=5
3=3
4=6
5=2
6=4

(Piezīme: N43 sērijas dzinējam, attiecīgi, datus rādīs 1/3/5/6 cilindriem, kas atbilst: 1/3/2/4).

No šī secinām: 2. cilindram ir kādas problēmas: tā efektivitāte ir nepietiekama, kā arī 4. cilindram tiek piemērota milzīga momentānā korekcija. Sprauslas? Vārsti? Diezin vai, jo, piemēram, Stratified charge tukšgaitā (ar Lambda 2,0) situācija ir normāla (gan 2. cilindra mehāniskā efektivitāte, gan 4. cilindra sprauslas korekcijas koeficienti un dzinējs darbojas vienmērīgi).

Atverot sprauslu individuālos momentānās korekcijas datus, situācija kļūst vēl interesantāka. Kā redzam, visu cilindru dati būtiski atšķiras no 0; 5. cilindram (kas pēc izvietojuma ir 2.) – ir konstatēta momentānā efektivitāte -16,1%! Savukārt, 6.tajam cilindram (pēc firing order) +11%.. Šāda atšķirība no iepriekšējā testa veikšanas brīža (skat. algoritma aprakstu zemāk)? Un tajā pat laikā - adaptācijas esot pabeigtas? Pilnīgi nenormāla situācija!

Vēl viena dīvainība: 5.tā (pēc firing order; 2.rā pēc izvietojuma) cilindra sprauslas atvēruma laiks it kā ir būtiski lielāks kā pārējiem cilindriem, bet reālu tā efektivitāti tā arī neizdodas sasniegt! Piedevām, šis ilgais atvērums ir pilnīgā pretrunā ar %tuālo korekcijas piemērojumu.

Sanāk, ka šī lielā papildkorekcija (tāpat kā gadījumā ar 6.to cilindru) patiesībā nemaz netiek piemērota! T.i.: INPA (precīzāk: MSD80) vēlamo uzrāda par esošo! Par šo var pārliecināties, sākot jaunu sesiju: ilgais 5.tā cilindra sprauslas atvēršanās laiks ir ''pazudis'' - šī lielā papildkorekcija patiesībā tā arī netika piemērota..

Īsi par to, kā darbojas integrējošās (kumulatīvās) papildkorekciju adaptācijas.
Dažādos režīmos dzinējs regulāri veic sprauslu individuālā ‘’pienesuma’’ mērījumus – t.i,: īslaicīgi bagātina maisījumu kādā no cilindriem un mēra šī cilindra pienesumu (tā/pienesuma izmaiņas) kopējā Lambda un aprēķināta atšķirība starp reālo un ideālo situāciju. Testa rezultāti tiek apkopoti pirmajās 3 rindās (menu: Adaptation / injectors for Lambda regulation, ../F5/Shift + F6/F3). Pēc testa beigām, ‘’brīvā’’ brīdī šīs papildvērtības tiek pieskaitītas katras sprauslas atbilstošo datu grupai (piem., īsa atvēruma apstākļos mērītie dati – sprauslu īsa atvēruma datu grupai, utml.). Pēc adaptāciju dzēšanas (un jaunu veidošanas laikā), kamēr ideālā situācija no samērītās atšķiras būtiski – atbilstošais learnbit ir pasīvs (neiekrāsots - sākotnējo adaptāciju veidošana ir procesā), ja situācija ir tuvu ideālai (t.i.: pirmo 3 rindu bar tuvu 0,0)  - tiek iekrāsots (adaptācija sekmīgi pabeigta).
Šajā situācijā learnbit ir iekrāsoti - sprauslu individuālās papildkorekcijas esot sekmīgi pabeigtas..

Esošajā situācijā – MSD80 ir noteicis lielas atšķirības starp vēlamo un esošo, taču – nenoskaidrotu iemeslu dēļ šīs vērtības nav pieskaitījis atbilstošajai datu grupai. Vēl vairāk – defektainajam 5.tajam (2.ajam pēc izvietojuma) cilindram, neskatoties uz jau tā ilgo atvēršanās laiku tiktu pieprasīta vēl +16,1% papildkorekcija! Acīmredzami, kaut kas fundamentāli nestrādā!

Skaidrs, ka šīs milzīgās cilindru savstarpējās Lambda atšķirības var būt iemesls, kādēļ tiek diagnosticētas viltus kļūdas gan par CO katalizatoriem, gan Lambda zondēm!
Šajā gadījumā degmaisījuma atšķirības starp cilindriem sasniedz pat 30%, šādā situācijā neviena Lambda zonde nespēs uzturēt optimālu degmaišijumu, neviens CO katalizators - nodrošināt zemu CO/CH.

Laiks atklāt kļūdu history memory pārējās kļūdas. Izrādās, pirms pārsimts km, veicot auto izplūdes sistēmas apkopi, uz brīdi pāris reizes tika atvienots NOx sensors. Pārtraukuma ilgums nepārsniedza 5 min, taču, kā redzams, tika ierakstītas vairākas kļūdas (loģiski – par timeout: datu apmaiņa ar sensoru tika pārtraukta). Pēc apkopes veikšanas kļūdas tika nodzēstas un vairs neparādījās (tām arī nebija iemesls parādīties - sensors strādā korekti).

Taču, kā liecina piedze ar N43/N53: jebkuras NOx sistēmas kļūdas (pat, ja tās tiek nodzēstas) atstāj graujošu iespaidu uz adaptāciju turpināšanu un veidošanu.

Šis ir labs piemērs, kā pēc it kā pilnīgi nesaistītas NOx sistēmas kļūdas (piedevām - pēc problēmas novēršanas un kļūdas sekmīgas nodzēšanas):
•    Tiek pārtraukta sprauslu individuālo korekciju piemērošana;
•    Pieaugot cilindru disbalansam, tiek ierakstītas maldinošas kļūdas par CO katalizatora un kontroles zondes veiktspēju;
•    Sprauslu korekciju reģistri nekontrolējami ‘’aizpeld’’ ārpus pieļaujamajām robežām (un korekcijas patiesībā piemērotas netiek, tieši tāpat kā, piem., nekorekti piekodētu sprauslu gadījumā);
•    Nav nekādu simptomu (ne kļūdu, ne learnbits), ka kaut kas būtu ārpus ‘’štata’’ režīma;
•    Dzinējs sāk vibrēt, raustīties, zūd tā jauda, zūd darbības vienmērība.

Šī situācija ir soļa attālumā no banku trim kļūdām, kļūdām par platjoslas zondēm, kļūdām par cilindru trim kļūdām un kļūdām par misfire.
Tieši šādi sākas visas N43/N53 dzinēju problēmas, ja ir kļūdas (pat ar pasīvu statusu, pat nodzēstas, pat nodzēstas un dzinējs ir teicamā tehniskā stāvoklī) par NOx katalizatoru un/vai NOx sensoru. 
Tieši šī ir plaši izplatītā situācija, kad remontu stratēģija ietver sprauslu un aizdedzes spoļu maiņu, kaut tās ir teicamā tehniskā stāvoklī.
Turklāt, kā minēts ieraksta sākumā - NOx sistēma ir teniski nevainojamā kārtībā, dzinējs darbojas Stratified charge.

Izvērtējot situāciju, tiek pieņemts lēmums - ar INPA tiek dzēstas 2. grupas atbilstošās adaptācijas (Lambda zondu, individuālās Lambda adaptācijas). Tāpat kā daudzos citos gadījumos, arī šajā - ražotājs nesniedz nekādu informāciju, kādi statusa biti tiek nodzēsti, šie statusa biti arī nav redzami.. Pieredze rāda, ka veco adaptāciju dzēšana atjauno arī specifiskus statusa bitus, kas, acīmredzot, dzēš kļūdas par šo adaptāciju veidošanu, reģistru pārpildīšanos, utml.
Pēc adaptāciju dzēšanas un 2 īsu (pa 5 min) braukšanas sesiju veikšanas normalizējas 6.tā (4.tā) cilindra korekcijas apjoms, normalizējas individuālo piemērojamo korekciju apjoms, iekrāsojas atbilstošais learnbit.

Uzreiz pēc adaptāciju dzēšanas dzinējs sāk sprauslu pienesuma mērījumus:

Pēc brīža atkārtota testa rezultāti tajos pašos braukšanas apstākļos uzrāda:

Kā redzam, sprauslu dati korekti nomērīti, atšķirība no ideālās situācijas konverģē uz 0,0; t.i.: adaptāciju dati tiek korekti piemēroti un atjaunoti.

Paskrollējot menu uz leju, redzam:

Dzinējs ir veicis sprauslu ražības mērījumus gan īsam, gan ilgam atvērumam. Abu testu rezultāti ir tuvu ideālam, t.i.: atšķirības konverģē uz 0,0 (nepārsniedz 0,3%) - adaptācijas strādā pareizi.

Rough run menu rāda korektu visu cilindru darbību Homogēna režīma tukšgaitā.

6.tā (4.tā) cilindra korekcijas apjoms pēc jaunu adaptāciju izveides:

Dzinējs atkal darbojas maigi, plūdeni, iepriekšējā jauda ir atgriezusies!

Secinājums: nebija bojāta ne Lambda zonde, ne CO katalizators (par kuriem bija atbilstoši kļūdu ieraksti). Nebija bojātas arī sprauslas, kurām it kā tika piemērotas milzīgas individuālās korekcijas. Nebija bojātas arī aizdedzes spoles, kaut misfire it kā tieši norāda uz aizdedzes sistēmas problēmām.
MSD80 ''nepietiek'' ar ''tīru'' kļūdu atmiņu - pēc specifiskām kļūdām nepieciešama arī adaptāciju dzēšana - tikai tad atjaunojas normāla dzinēja darbības algoritmu veikšana.

Vidusmēra servisa centrā būtu (nepamatoti) nomainītas sekojošas detaļas:
1. otrās bankas kontroles (vai pat: kontroles un regulējošā) zonde, jo uz to tieši norādīja pašdiagnostikas sistēma (un aptiprināja live data);
2. CO katalizatori (jo par to sliktu veikspēju bija tieša norāde no pašdiagnostikas, kā arī - mērot CO, CO un HC saturs atgāzēs būtu paaugstināts, bet - ne dēļ bojātiem CO katalizatoriem, bet dēļ nenormāla individuālā cilindru degmaisījuma);
3. veicot testu ar ISTA D, vismaz viens (tipiski - vairāki) cilindrs būtu atzīmēts kā ''vainīgs'' pie misfire, tiktu mainīta tā aizdedzes spole (un tipiski - arī sveces). Kad rezultāts nesekotu (jo aizdedzes spole ir tehniski labā stāvoklī), tiktu mainīta ''vainīgā'' cilindra sprausla.
Ja pēc sprauslas nomaiņas tiktu nodzēstas adaptācijas (kā to pieprasa ISTA D), protams, situācija uzlabotos, jo atjaunotos normāla jaunu adaptāciju veidošana. Un - būtu vēl viens gadījums, kur ''līdzēja'' tikai sarežģīts un dārgs remonts..