N43/N53 un atgāzes

Šajā postā - nedaudz plašāk par to, kā tiek kontrolētas atgāzes šiem sarežģītajiem dzinējiem, kādas nianses jāņem vērā, lai sekmīgi veiktu tehnisko apskati - atgāzu testu.
Tehniskajā apskatē benzīna dzinējiem pārbauda CO un HC daudzumu izplūdē, šie savienojumi ir kaitīgi ekoloģijai.

Centīšos rakstīt ļoti konspektīvi, posta beigās ievietošu saistīto rakstu sarakstu - tajos atradīsiet detalizētu informāciju.

Degmaisījuma proporcijas kontrolei MSD80 izmanto 3 vai 4 Lambda zondes (divas platjoslas un 1 vai 2 gab. šaurjoslas zondes) - šajā ziņā nav būtiskas atšķirības no 'parastiem' dzinējiem.
Šīs zondes novietotas izplūdes sistēmā - pirms un pēc CO katalizatoriem. Arī šeit nav nekā neparasta.

Kā zināms, N43/N53 sērijas dzinējs var darboties 3 dažādos režīmos:
a) Homogēns (jeb 'parasta' dzinēja) režīms;
b) Homogēni liesa maisījuma režīms (unikāls N43/N53);
c) Stratified charge režīms (unikāls N43/N53).

Kamēr dzinējs darbojas Homogēnā režīmā, tā darbība neatšķiras no 'parasta' dzinēja:
a) izmantojot platjoslas Lambda zondes, MSD80 uztur pareizu degmaisījumu;
b) CO katalizatori samazina CO/HC saturu izplūdē;
c) kontroles zondes kontrolē CO katalizatoru veiktspēju (un - kalibrē platjoslas zondes).
NOx sistēma izmantota netiek - pēc tās nav nepieciešamības, jo Homogēna maisījuma apstākļos NOx saturs izplūdē pēc CO katalizatoriem ir zems (kā zinām, citiem 'parastajiem' dzinējiem NOx sistēmas nemaz nav).

Tieši šajā (Homogēnā) režīmā dzinējs ražo lielu daudzumu HC un CO satura izplūdē, tādēļ par šo režīmu parunāsim plašāk. Ja dzinējs darbojas Homogēni liesa maisījuma vai Stratified charge režīmā, CO un HC saturs izplūdē ir niecīgs, tehniskās apskates atgāzu testa veikšana nesagādā nekādas problēmas.
Piezīme: Stratified charge režīmā dzinējs ražo lielāku daudzumu NOx gāzu (šo gāzu samazināšanai izmanto NOx sistēmu), taču NOx saturu tehniskās apskates laikā nekontrolē, turklāt, auto stāvot uz vietas (tukšgaitā vai palielinātu RPM apstākļos) NOx daudzums ir relatīvi neliels - tas (NOx daudzums) pieaug tieši slodzes apstākļos. Taču - neviena tehniskā apskate neparedz dinamometriskā stenda izmantošanu, kas nozīmē - ja dzinējs (testa veikšanas brīdī) strādā Stratified charge, ar atgāzu testu problēmu nebūs!

N43/N53 sērijas dzinēju darbības algoritmu specifikas dēļ, Stratified charge nav garantēts pat apstākļos, ja dzinēja visas sistēmas ir teicamā tehniskā kārtībā. Iemesli, kādēļ N43/N53 var pārslēgties uz Homogēnu maisījumu, ir vairāki:
a) pazemināta dzinēja vai izplūdes temperatūra;
b) specifisku servisa procedūru veikšana (platjoslas zondu kalibrēšana, cilindru mehāniskās efektivitātes testu veikšana Homogēna maisījuma apstākļiem, utml.);
c) darba režīms - palielināta slodze (ģenerators - tiek lādēts akumulators, ieslēgti patērētāji, strādā gaisa kondicionieris), piesātināts NOx katalizators: relatīvi ilgs (vairāk kā 2 .. 3 minūtes) darbs Stratified charge tukšgaitā, u.t.t.

Galvenais secinājums no iepriekšminētā - viecot atgāzu testu, uz Stratified charge nevar paļauties, auto jāspēj sekmīgi veikt atgāzu testu, darbojoties arī Homogēnā režīmā. Tādēļ posta turpinājumā - par niansēm tieši Homogēna režīma apstākļos.

Arī Homogēnā režīmā ir zināmas specifiskas nianses, kas raksturīgas tiešās iesmidzināšanas (pie kādiem pieder arī N43/N53) dzinējiem.
Pirmā nianse:
tiešās iesmidzināšanas dzinēju rail spiediens ir 30 .. 70 reizes augstāks kā 'parastiem' dzinējiem (150 .. 200 bar pretstatā 3 .. 5 bar), sprauslu atvēruma laiki: ar kārtu īsāki kā 'parastiem' dzinējiem. Šie īsie sprauslu atvēruma laiki (kas nodrošina multipoint iesmidzināšanu, kā arī - iespēju iesmidzināt degvielu mirkli pirms tās aizdedzināšanas - kompresijas ciklā) ir iespējami pateicoties pjezo sprauslu izmantošanai - tām raksturīgs ļoti īss reakcijas laiks.
Vienlaikus, šīm sprauslām ir arī sava vājā vieta - tām ir lielāka reakcijas laika parametru izkliede kā 'vecā' tipa sprauslām. Daļēji šo problēmu ražotājs risina ar sprauslu kodējumu - katra sprausla rūpnīcā tiek nomērīta, tās dati - iekodēti DME. Taču situācija ir vēl sliktāka - šis reakcijas laiks butiski mainās atkarībā no temperatūras, sprauslai pievadītā sprieguma, sprauslas nolietojuma, u.t.t.
Ja, piemēram, tukšgaitā vidējais paredzētais sprauslas izsmidzinātais degvielas porcijas daudzums ir 6 mg/stk, tad MSD80 paredz 3 .. 9 mg/stk reālo ražību (tās korekciju)! T.i.: tiek pieļauta trīskārša sprauslas reālās ražības izkliede īsiem atvēruma laikiem!

Kādas ir sekas šai sprauslu parametru izkliedei? Tukšgaitā un mazas/vidējas slodzes apstākļos dzinējs (ja vien netiktu pieņemti atbilstoši mēri - par tiem informācija seko) darbojas nevienmērīgi - ar paliekošu vibrāciju, jo katrā cilindrā iesmidzinātais degvielas daudzums ir atšķirīgs.
Taču, vēl lielāka problēma kā vibrācija, ir palielināts CO/HC saturs izplūdē. Kāpēc tā notiek?
Pat, ja Lambda zonde ļauj panākt ideālas proporcijas degmaisījumu izplūdē, tā nekādi nevar mainīt katra cilindra piepildījumu, t.i.: ja viena cilindra sprausla iesmidzina mazāk degvielu, bet otra cilindra sprausla - par daudz degvielas, šo cilindru degmaisījums nekādi nebūs optimāls, pat, ja visas bankas (abu cilindru) vidējais degmaisījums būs perfekts. Šajā piemērā, pieņemsim - pirmā cilinda Lambda 1.2, otrā: 0.8, vidējais (bankas) Lambda ir ideāls: 1.0. Lai kā mainītu vidējo Lambda, nekādi nav iespējama pareiza degmaisījuma sasniegšana katrā no cilindriem.

Attēlā: benzīna iekšdedzes dzinēja atgāzu saturs (pirms CO katalizatoriem).

Esošajā piemērā - pirmajā cilindrā degmaisījums būs liess, pēc tā izplūdē nonāks pāri palikušais gaiss un palielināts HC saturs (arī palielināts CO saturs, ja dēļ liesa maisījuma sāksies misifre); otrajā cilindrā degmaisījums būs trekns, pēc tā izplūdē nonāks nesadegusi un daļēji sadegusi degviela: palielināts CO un HC daudzums.
Protams, ne velti auto ir uzstādīti CO katalizatori - šo katalizatoru uzdevums ir samazināt CO un HC saturu. Taču, šo katalizatoru veikspējai ir zināmas robežas - ja CO un HC saturs, kas nokļūst tajos, ir pārmērīgs, arī pēc šiem katalizatoriem CO un HC saturs būs paaugstināts.

Šajā situācijā CO katalizatoriem rodas vairākas problēmas:
a) palielināta CO katalizatoru slodze saīsina to darbmūžu un efektivitāti;
b) MSD80 fiksē kļūdas par CO katalizatoru nepietiekamu veiktspēju, sāk pastiprināti tos sildīt, vēl vairāk samazinot to darbmūžu, samazina dzinēja maksimālo griezi; KOMBI iedegas EML signāllampa;
c) palielināts CO un HC saturs pēc katalizatora liegs iziet tehniskās apskates atgāzu testu.

Kā ražotājs risina šo sprauslu atšķirīgo reakcijas laiku problēmu? Ar daudzos postos pieminētajām cilindru individuālajām adaptācijām!
Kā tas notiek?
MSD80 mēra katra cilindra mehānisko efektivitāti (mehāniskās efektivitātes testi) vai degmaisījuma proporciju (ķīmiskie testi) un korģē sprauslu atvēruma laikus tā, lai panāktu ideālu degmaisījumu katrā cilindrā visos iespējamajos apstākļos. Realitātē tas nozīmē - tiek veidotas desmitiem dažādas daudzdimensiju adaptāciju kartes, braucot - ik pēc laika tiek veikti ķīmiskās efektivitātes testi, tukšgaitā - nepārtraukti tiek veikti mehāniskās efektivitātes testi.

Šie cilindru efektivitātes testi ir iespējami (sasniedz vēlamo rezultātu) tikai tad, ja VISAS dzinēja sistēmas darbojas nevainojami. Tiklīdz MSD80 pašdiagnostikas sistēma pamana vismazāko kļūmi - piemēram, problēmas ar temperatūras regulēšanu (termostatu, ūdenssūkni), eļļas spiedienu, par degvielas spiedienu pat nerunājot - šie cilindru darbības testi tiek pārtraukti un dzinējs turpina darbu ar vienkāršotiem algoritmiem.

Kādas ir sekas šādam darba režīmam?
a) tukšgaitā - ir novērojama paliekoša vibrācija;
b) mazas, vidējas slodzes apstākļos un lielas slodzes apstākļos pie maziem RPM - vibrācija, samazināta grieze;
c) iespējamas kļūdas par CO katalizatoriem; fuel trim;
d) palielināts misfire daudzums atsevišķos cilindros;
kā arī - jau iepriekš minētās problēmas ar palielinātu CO/HC saturu izplūdē un problēmas ar atgāzu testa veikšanu tehniskajā apskatē.

Pirmais būtiskais secinājums - pat it kā pilnīgi nesaistītas problēmas: kļūdas par ūdenssūkni, termostata defekti, kļūdas par eļļas spiedienu, u.c. var būt iemesls, kādēļ ir virkne it kā nenovēršamu problēmu ar degmaisījumu un atgāzēm!
Tieši iepriekšaprakstītās problēmas dēļ ļoti bieži pilnīgi nepamatoti tiek mainītas sprauslas, CO katalizatori, HPFP, u.c. komponenti.

Kāpēc reizēm šie remonti it kā palīdz?
a) veicot šādus dārgus remontus, parasti 'pie vienām sāpēm' tiek novērsti arī tie defekti, kurus uzrāda MSD80 pašdiagnostika;
b) tiek veikta dzinēja re-adaptēšana (to pieprasa ISTA D remonta plāns pēc sprauslu nomaiņas u.c. būtisku remontu veikšanas), kas vismaz uz īsu laiku (ja visas problēmas nav novērstas) atjauno cilindru individuālo adaptāciju veidošanu un normalizē dzinēja darbību.

Kādu sistēmu defekti ir iemesls cilindru efektivitātes testu pārtraukšanai?
Kā jau minēts iepriekš - pat it kā nesaistīti un it kā mazsvarīgi defekti. Savukārt, piemēram, kļūdas par degvielas spiedienu, VANOS, DISA, NOx sistēmu izraisīs vēl izteiktākas problēmas.

Atkarībā no daudziem apstākļiem (defektu skaita, to reģistrēšanas apstākļiem, utml) MSD80 var modificēt sekojošu funkcionalitāti (kas saistīta ar degmaisījuma optimizēšanu):
a) atslēgt cilindru individuālu degmaisījuma optimizēšana tukšgaitā;
b) atslēgt cilindru individuālu degmaisījuma optimizēšanu mazas/vidējas/lielas slodzes apstākļos;
c) sākt vienkāršotu (kopīgu abām bankām) banku degmaisījuma adaptāciju veidošanu tukšgaitā;
d) sākt vienkāršotu (kopīgu abām bankām) banku degmaisījuma adaptāciju veidošanu mazas/vidējas/lielas slodzes apstākļos;
e) banktu adaptāciju karšu veidošanas pārtraukšana tukšgaitā;
f) banku adaptāciju karšu veidošanas pārtraukšana mazas/vidējas/lielas slodzes apstākļiem;
g) banku adaptāciju atslēgšana/neapstiprināšana tukšgaitā;
h) banku adaptāciju atslēgšana/neapstiprināšana mazas/vidējas/lielas slodzes apstākļiem.
Šis saraksts sakārtots 'no mazākā bojājuma uz lielāku' secībā. Cilindru darbības izlīdzsvarošana tukšgaitā tiek atslēgta kā pirmais risinājums kādas sistēmas problēmu gadījumā, ja bojājums ir lielāks - tiek atslēgta arī cilindru darbības izlīdzināšana braucot, u.t.t.

Piemēram,
problēmas ar ūdenssūkni izraisa (a) un (b) minēto; kļūdas par eļļas spiedienu: (a); (b); (c), iespējams - arī (d).
Problēmas ar NOx sistēmu izraisa: (a); (b); (e); (f), un pēc zināma laika arī (g); (h).

Vēl būtiska nianse (arī vairākkārt minēta citos ierakstos) - ja dzinējs kādu iemeslu dēļ ir ierobežojis funkcionalitāti (ir ierakstījis kļūdu atmiņā kļūdu par kādas sistēmas defektu), pilna funkcionalitāte parasti (izņēmumu ir maz) automātiski NETIEK atjaunota!

Lai tiktu atjaunota pilna funkcionalitāte,
a) jānovērš visas problēmas;
b) jānodzēš kļūdas;
c) jānodzēs adaptācijas un jāpāradaptē dzinējs.

Vienkāršoti - ir jāveic virkne servisa procedūru, izmantojot ISTA D vai INPA, un TIKAI TAD tiks sasniegts vēlamais efekts.
Efekts netiks sasniegts, tikai nomainot bojāto ūdenssūkni un nodzēšot kļūdas par to! Efekts netiks sasniegts, nomainot bojāto sprauslu un to piekodējot!

Atgriežoties pie atgāzu tēmas - viss iepriekšminētais par visu sistēmu problēmu novēršanu, adaptāciju dzēšanu, dzinēja pāradaptēšanu ir KRITISKI svarīgi! Ja dzinējam ir kaut vienas (pat it kā ar degvielas regulēšanu nesaistītas) sistēmas bojājums, ar ļoti augstu iepējamību - būs paaugstināts CO/HC līmenis izplūdē. Ja, veicot remontu, kaut viens no nepieciešamajiem servisa procedūru posmiem tiek izlaists - pozitīvs rezultāts (dzinēja vienmērīga darbība un normām atbilstošs CO/HC) NETIKS sasniegts pat situācijā, ja visi dzinēja komponenti ir ideālā stāvoklī!
Neievērojot pareizu servisa procedūru secību, jūs nepamatori mainīsiet sprauslas, CO katalizatorus, Lambda zondes - nepamatoti iztērēsiet tūkstošiem EUR!


Komentāri

Šī emuāra populārākās ziņas

G31 Alpina problēmas. Part 1

G31 Alpina problēmas. Part 3

Dažas piezīmes par lodēšanas stacijām