Nevienmērīga darbība. Reģenerācija

Šajā postā - par visai specifisku problēmu, kas raksturīga tikai N43/N53 sērijas dzinējiem.

Problēmas simptomi: dzinēja nevienmērība, atsevišķi misfires, kas mēdz būt periodiski (intervāls - desmiti sekunžu .. dažas minūtes). Simptomi manāmi:
  • daļēji siltam (izteiktāk) un siltam dzinējam;
  • vienmērīgi braucot daļējas slodzes diapazonā.
Šī problēma raksturīga, dzinējam strādājot Stratified charge (lielākas slodzes gadījumā - Homogeneous lean režīmā), bet pazūd pie slodzes virs 60% no pieprasītās griezes (kad dzinējs pārslēdzas Homogēnā režīmā). Problēma ir izteiktāka auto ar mehānisko ātrumkārbu. Auto ar automātisko kārbu zemākajos ātrumos automātiskās ātrumkārbas torque converter nav saslēdzies, kas ''mīkstina'' šo dzinēja nevienmērību un tā nav tik uzkrītoša.

Šie misfires nepazūd, pat nomainot sprauslas, aizdedzes spoles un sveces. Nelīdz arī citu sistēmu profilakse. Lieki piebilst, ka visas degvielas LTFT, cilindru individuālās adaptācijas - korektas, visas citas sistēmas (VANOS, u.c.), saskaņā ar diagnostikas datiem - darbojas nevainojami.
Vēl viena īpatnība šīs problēmas gadījumā - misfire skaitītāji būs tuvu 0, neskatoties uz skaidri jūtamiem misfirēm.

Problēmas cēlonis - īslaicīgi nekorekts degmaisījums, dzinējam veicot NOx katalizatora reģenerāciju, kā arī - strauji pārslēdzoties starp darba režīmiem. Kā zināms, NOx katalizatora reģenerācija tiek veikta ik pēc 10 .. 60 sekundēm (atkarībā no NOx katalizatora tehniskā stāvokļa un tā noslodzes), ja dzinējs darbojas Homogēni liesā vai Stratified charge režīmā. Reģenerācijas sesiju laikā misfire noteikšanas funkcionalitāte tiek atslēgta, tādēļ misfire skaitītāji šī defekta gadījumā nekādas problēmas neuzrādīs.

Šī problēma raksturīga MSD80/81 agrīnajām software relīzēm. Vēlākajām software relīzēm NOx katalizatora reģenerācija (arī pārējie dzinēja režīmu  Homogēns - Homogēni liess - Stratified charge pārslēgšanas algoritmi) ir pārstrādāti. Neapšaubāmi - BMW AG inženieri šo problēmu savulaik ir pamanījuši un novērsuši.
Piezīme: pēdējās (jaunākās) MSD80/81 software relīzes ir datētas ar 2010./2011.gadu.

Zemāk attēlos salīdzināšu, kāda ''izskatās'' NOx katalizatora reģenerācija agrīnajām relīzēm un pēc problēmas novēršanas.

Agrīnās relīzes: pa kreisi; pēc problēmas novēršanas: pa labi.
Kā redzam, uzlabotajā versijā režīmu pārslēgšana tiek veikta daudz lēnāk un ''plūdenāk''. Vispirms plūdeni (1 .. 2 sekunžu laikā) tiek samazināta Lambda līdz 1.00, tad seko pietiekoši gara (0.5 .. 1.0 sekunde) pauze Homogēnā režīmā, tikai tad - reģenerācijas sesijas katrai bankai. Pēc tām - atkal pauze Homogēnā režīmā, ļoti plūdena Lambda atjaunošana, atgriežoties Homogēni liesā vai Stratified charge režīmā. Katras bankas reģenerācijas laiks nav mainījies (tas ir ap 1 sekundi ilgs katrai bankai), bet kopējais visas reģenerācijas fāzes laiks palielināts no aptuveni 3 līdz 5 .. 6 sekundēm.
Loģisks varētu būt jautājums - kāpēc BMW AG jau sākotnēji nepasūtīja šādus ''korektus'' algoritmus? Viens no izskaidrojumiem varētu būt - šāda pārslēgšanās palielina degvielas patēriņu.
Papildus šīm izmaiņām, vēlākajās relīzēs ir veikta vēl viena korekcija - minimālais laiks starp NOx katalizatora reģenerācijām tika samazināta no 15 uz 10 sekundēm. Acīmredzot, BMW AG inženieri pamanīja, ka reālais NOx katalizatora darbamūžs un efektivitāte ir sliktāki kā sākotnēji plānots, bieži parādās 30EA un 30E9 kļūdas. Iespējams, pie vainas - palielināts sēra saturs degvielā, iespējams - braukšanas profils. Taču šī minimālā intervāla (starp reģenerācijas fāzēm) samazināšana kopā ar režīmu pārslēgšanās paildzināšanu nozīmē, ka vidusmēra auto, kurš nobraucis aptuveni 50.000 km vai vairāk, reģenerācijas aizņem gandrīz pusi no visa laika!
Saprotams, ka reģenerāciju laikā degvielas patēriņš ir lielāks - dzinējs pārslēdzas Homogēnā režīmā, turklāt, uz īsu brīdi dzinējs ap 20% degvielas pārpalikumu ''izspļauj'' izplūdes sistēmā, lai strauji uzkarsētu NOx katalizatoru.
Piezīme: NOx katalizatora nolietojums norādīts ļoti aptuveni un tā veiktspēja konkrētos apstākļos var atšķirties. Diemžēl, pat optimistiskākajā scenārijā - ar ideālu braukšanas profilu (ilgas braukšanas sesijas vienmērīgos apstākļos ar lielu vidējo ātrumu), kā rāda prakse - pie ap 80 .. 100.000 km NOx katalizatora veiktspēja sasniedz līmeni, pie kura reģenerācijas notiek maksimāli bieži, arī desulfatēšanas sesijas - ne retāk kā pēc 700 .. 1200 km.

Lūk, kā izskatās vidusmēra auto (ar vidēju NOx katalizatora nolietojumu un OEM NOx sensoru) darba profils - attēla augšējā daļā:
Attēla apakšējā daļā - šādi izskatās dzinēja profils, ja uzstādīts NOXEM (neatkarīgi no NOx katalizatora stāvokļa).
Ar OEM sensoru reģenerācijas notiek ik pēc 10 .. 15 sekundēm, gandrīz pusi no visa laika Stratified patiesībā nav ieslēgts, attiecīgi - šī režīma efektivitāte netiek izmantota pilnā mērā. Savukārt, ar NOXEM reģenerācijas notiek ap 5 reizēm retāk (ik pēc 55 .. 60 sekundēm), kas arī nodrošina zemāku degvielas patēriņu, jo vismaz 90% visa laika dzinējs strādā Stratified charge.

Bet, atgriežoties pie problēmas.
Šī problēma nebūs novērojama:
  • tukšgaitā (izņemot vienreizēju dzinēja noraustīšanos brīdī, kad tukšgaitā dzinējs vienu reizi pārslēdzas no Stratified charge uz Homogēnu režīmu);
  • lielas slodzes režīmā (jo tad dzinējs strādā Homogēnā režīmā);
  • aukstam dzinējam (jo arī tad Stratified charge netiek aktivizēts).
Kā atpazīt tieši šo problēmas cēloni? Ieslēdziet INPA, atveriet fuel mixture menu ../F5/F6 vai režīma menu ../F9/F1 un piefiksējiet brīdi, kad novērojama noraustīšanās. Ja šis brīdis sakrīt (vēlams pārbaudīt sakritību vairākas reizes) ar brīdi, kad dzinējs īslaicīgi (uz pāris sekundēm) pārslēdzas uz Homogēnu maisījumu un Lambda nokrīt zem 1.00, jūs esiet guvis apstiprinājumu - misfires ir tieši režīmu pārslēgšanas brīdī. Papildus apstiprinājums - pārslēgšanās starp režīmiem (Lambda izmaiņas: samazināšanās no 1.4 .. 3.0 līdz 1.0 un atpakaļ) notiek ļoti strauji (sekundes daļās).
Turklāt: izmantojot ../F9/F1 un tukšgaitā manuāli pārslēdzot režīmus, pārslēgšanās process ir nevienmērīgs, ar izteiktu dzinēja raustīšanos.
Piezīme: pēc manuālas vadības neaizmirstiet pārslēgt režīmu vadību atpakaļ uz DME!

Ko vēl pārbaudīt, pirms ķerties klāt software upgrade?
Noteikti jāpārbauda DISA vārsts (vārsti) un tā (to) darbība. Jāpārbauda gan vārsta reālā darbība - mehāniskās daļas kustība, kā arī - vārsta hermētiskums (ne tikai O rings, kas hermetizē intake manifold, bet arī O rings, kas nodrošina paša vārsta hermētiskumu aizvērtā stāvoklī). Pat neliela DISA vārsta nehermētiskuma problēma var radīt pilnīgi neatbilstošu cilindru piepildījumu strauji mainīgos apstākļos (kādi ir reģenrācijas sesiju pieprasījumi un dzinēja režīmu maiņa)! Ja ar DISA vārstu (vārstiem) viss ir tehniskā kārtībā, diemžēl, jāpāriet pie sarežģītākā posma - software upgrade.

Ar ko upgreidot programnodrošinājumu? Šim nolūkam derēs ISTA P un WinKFP. No hardware rīkiem: OBD/USB vads vai ICOM. ICOM, savukārt - China klons vai OEM rīks.

ISTA P priekšrocības:
  • lietošanā vienkāršs rīks;
  • nodrošinās visu auto moduļu upgrade (Integration level paaugstināšanu).
 ISTA P trūkumi:
  • viena bloka upgrade vietā parasti nākas upgreidot visu auto - process var aizņemt ievērojamu laiku (turklāt - jārūpējas par auto akumulatora lādēšanu programmēšanas laikā);
  • nevar izvēlēties software versijas no cita FR auto (šis gan iespējams tikai MSD80) vai vecākas relīzes.
WinKFP priekšrocības:
  • ātra DME programmēšana (nepārspīlējot - dažas minūtes);
  • var ieprogrammēt versijas no cita FR auto (MSD80), izvēlēties arī vecākas software versijas.
WinKFP trūkumi:
  • nedaudz sarežģītāks lietošanā kā ISTA P;
  • jāsameklē un jāieimportē atbilstošie SP Daten faili.
Savam auto daudzas reizes esmu veicis programmēšanu ar OBD/USB vadu - nekādu problēmu, taču, svešam auto gan ieteiktu izmantot ICOM (tas ir drošāks risinājums).
Dīleru centros WinKFP nav pieejams, tur vienīgais programmnodrošinājums - ISTA P. Dīleris lūgumu atjaunot programmatūru uztver kā zobu sāpes. Programmēšana aizņem daudz laika, tās laikā - ICOM diagnostikas komplekss ir aizņemts (to nevar izmantot citu auto diagnostikai), reizēm gadās nobrickot kādu bloku. Jārūpējas, lai auto būtu nepārtraukta akumulatora uzlāde - darbs ir ļoti nepatīkams. Jā, šobrīd situācija ir nedaudz labāka - ICOM maksā tikai ap 1000 .. 2000 EUR, taču agrāk, kad vajadzēja strādāt ar GT1, vēlāk SS/SSS darba stacijām, situācija bija sliktāka - tā laika aprīkojums maksāja vismaz 10 .. 15.000 EUR! Skaidrs, ka vidusmēra dīlera centram, iespējams, bija tikai viens vai divi šādi iekārtu komplekti. Šī iemesla dēļ ļoti daudzu auto programmatūra nekad nav atjaunota un DME satur ļoti vecas software relīzes. 

Dažas nianses, ko esmu novērojis, programmējot DME:
  • MSD81 satur papildus hardware/software kontroles algoritmus, kas nozīmē - ''nepareiza'' FR software ieprogrammēšana nav iespējama (pretstatā MSD80). Tiesa gan, parasti MSD81 jaunākās software relīzes strādā relatīvi korekti un šāda ''svešas'' relīzes progammēšana nav aktuāla;
  • MSD80 mēdz gadīties, ka labākā ir nevis ''jaunākā/pēdējā'' relīze, bet kāda iepriekšējā. Attiecīgi - vēlams izmantot WinKFP, lai varētu izvēlēties labāko versiju;
  • MSD80 mēdz gadīties, ka labāka ir kādam citam FR paredzētā versija (šādu situāciju konstatēju gan N53B30U0, gan N53B30O0 dzinējiem) - piem., versijas, kas paredzētas iX auto, izrādījās ar ''maigāku'' darbību (arī - zemāku 3104 kļūdas jūtību pret nelīdzenu ceļu);
  • ja MSD80 tiek ierakstīts software, kas paredzēts citam FR, bet ar korektu/atbilstošu funkcionalitāti, error atmiņā tiks ierakstīta (tikai) kļūda 2FA3. Šī kļūda nekādi neietekmē DME darbību;
  • ja ir ierakstīta 2FA4 kļūda - signāls par to, ka ierakstītās software funkcionalitāte neatbilst nepieciešamajai, dzinēja darbība limp mode - garantēta; 
  • ja ierakstīta korekta (funkcionalitātes ziņā) versija, dzinēja re-adaptēšana nav nepieciešama. Rezultātu var novērtēt nekavējoši;
  • programmējot ar WinKFP, pieejamās software versijas pārskatiet gan MSD80, gan MSD81 datu folderos. Ir SP Daten komplekti, kuros šo folderu saturs ir sajaukts vietām.

Komentāri

Šī emuāra populārākās ziņas

G31 Alpina problēmas. Part 1

G31 Alpina problēmas. Part 3

Dažas piezīmes par lodēšanas stacijām