Z życia mechanika: P0321 czujnik wału korbowego | MOTOFAKTOR

Z życia mechanika: P0321 czujnik wału korbowego

Czujnik wału korbowego sygnalizował błąd P0321. Wymieniano szereg komponentów, lecz prawidłowa diagnoza zwróciła uwagę na uszkodzenie dość nieoczywiste.

To że dla naprawy pojazdu istotne znaczenie ma właściwy dobór narzędzi diagnostycznych wie każdy doświadczony mechanik. Mechanicy którzy zdobywają doświadczenie w zawodzie spędzają czasami wiele godzin na poszukiwaniach przyczyny usterki by w ostateczności podjąć ryzyko wymiany podzespołów których działanie budzi ich wątpliwości. Ale same wątpliwości nie wystarczają do oceny czy dana część jest uszkodzona czy nie, ponieważ potrzebne są wiarygodne dane poparte pomiarami wskazującymi jednoznacznie na usterkę. Przedstawiony poniżej przykład obrazuje jak prawidłowy dobór sprzętu diagnostycznego oraz wiedza mechanika wpływa na szybkość i skuteczność naprawy samochodu.

Do warsztatu specjalizującego się w naprawach aut koncernu Volkswagena trafiło Audi A4 2.0 TDI z 2006 roku wyposażone w silnik wysokoprężny (kod BPW) o mocy 103 kW.  Według relacji właściciela pojazdu silnik zgasł nagle w czasie jazdy i od tego momentu nie można było go już uruchomić. Bezpośrednio po awarii Audi zostało odholowane do najbliższego warsztatu w których przez prawie 3 tygodnie mechanicy szukali przyczyny usterki. W trakcie próby naprawy pojazdu wymieniono następujące podzespoły:

  • czujnik prędkości obrotowej wału korbowego,
  • czujnik położenia wałka rozrządu,
  • część wiązki przewodów instalacji elektrycznej sterownik silnika.

 

Ostatecznym etapem naprawy miała być wymiana sterownika silnika, jednak ze względu na koszty tej operacji właściciel Audi zrezygnował z usługi i postanowił zlecić diagnostykę bardziej wyspecjalizowanemu warsztatowi. Mechanicy w nowym warsztacie rozpoczęli diagnostykę samochodu od podstaw czyli od etapu odczytania kodów usterek. W sterowniku jednostki napędowej zarejestrowane były dwa kody błędów które jednoznacznie świadczyły o problemach dotyczących sygnału przesyłanego z czujnika prędkości obrotowej (ilustracja 1).

Odczyt kodów usterek urządzeniem diagnostycznym Mega Macs X firmy Hella Gutmann
Ilustracja 1. Odczyt kodów usterek urządzeniem diagnostycznym Mega Macs X firmy Hella Gutmann wskazał na nieprawidłowości związane z sygnałem czujnika wału korbowego. (fot: M. Leśniewski)

 

Kod usterki P0726 jest generowany w momencie gdy sygnał z czujnika wału korbowego jest niezrozumiały dla sterownika przekładni kierowniczej pojazdu.  Natomiast kod błędu P0321 wskazuje na usterkę której przyczyna leży w nieprawidłowym sygnale jaki sterownik silnika otrzymuje z czujnika wału korbowego. Sygnał ten może być niezrozumiały dla sterownika jednostki napędowej z następujących powodów:

  • uszkodzenia czujnika prędkości obrotowej wału korbowego,
  • uszkodzenia tarczy impulsowej wału korbowego,
  • zakłócenia sygnału czujnika prędkości obrotowej wału korbowego,
  • awarii sterownika silnika,
  • montażu czujnika lub tarczy impulsowej niezgodnym ze specyfikacją producenta pojazdu,
  • uszkodzenia wiązki przewodów na odcinku pomiędzy czujnikiem wału korbowego a sterownikiem silnika.

Przeglądając powyższą listę można odnieść wrażenie że na zweryfikowanie poszczególnych usterek trzeba poświęcić dużo czasu i zaangażować wiele przyrządów diagnostycznych. Jednak doświadczony mechanik analizując powody zarejestrowania kodu  P0321 jest w stanie wyeliminować potencjalne przyczyny  posługując się tylko jednym narzędziem – oscyloskopem.

Użycie oscyloskopu pozwoli ocenić sygnał wysyłany z czujnika prędkości obrotowej wału i podjąć dalsze kroki w kierunku znalezienia źródła awarii pojazdu. Do weryfikacji sygnału z czujnika został wykorzystany moduł dwukanałowego oscyloskopu MT-77 testera Mega Macs X. Podłączenie i skonfigurowanie oscyloskopu zajęło niespełna 10 minut, przechwycony sygnał z czujnika wału korbowego dostarczył bardzo ciekawych informacji (ilustracja 2).

Oscylogram czujnika wału korbowego
Ilustracja 2. Oscylogram czujnika wału korbowego wskazywał na zakłócenie sygnału sensora związane z miejscowym zanikiem amplitudy napięcia generowanego przez czujnik. (fot: M. Leśniewski)

 

W silnik Audi 2.0 TDI zamontowany jest indukcyjny czujnik prędkości obrotowej wału korbowego. Sensor tego rodzaju generuje napięcie przemienne poprzez zmianę pola magnetycznego które wynika z ruchu obrotowego koła impulsowego zespolonego z wałem korbowym.  Koło impulsowe czujnika cechuje się specyficzną budową (ilustracja 3) gdyż posiada 56 zębów i dwie przerwy (szczeliny), każda o szerokości dwóch zębów przesunięte względem siebie o 180o.

Poglądowa ilustracja przedstawiająca rozłożenie zębów na wieńcu  koła impulsowego.
Ilustracja 3. Poglądowa ilustracja przedstawiająca rozłożenie zębów na wieńcu koła impulsowego. (autor: M. Leśniewski)

 

Taka konstrukcja koła impulsowego pozwala na dokładny pomiar położenia i prędkości obrotowej wału korbowego. Jakie wnioski można wyciągnąć z przechwyconego przebiegu?

 

Oscylogram czujnika prędkości wału korbowego
Ilustracja 4. Dla lepszego zobrazowania przebiegu, odcinek czasu dotyczący pełnego obrotu wału korbowego przedstawiono naprzemiennie w żółtym i niebieskim polu. Obszar zakłócenia oznaczono czerwoną elipsą. (fot: M. Leśniewski)

 

Jeśli przeanalizujemy zrzuty ekranu oscyloskopu na ilustracjach 4 i 5 to dostrzeżemy że zakłócenia sygnału (oznaczone czerwoną elipsą) występowały cyklicznie i dotyczyły obszaru na jednej połowie koła impulsowego (n=180o), zauważmy że druga połowa nie generowała nieprawidłowości.

 

Oscylogram czujnika wału korbowego
Ilustracja 5. Zmniejszając podstawę czasu zarejestrowanego przebiegu (z 500 ms do 200 ms) można dokładniej przeanalizować oscylogram. (fot: M. Leśniewski)

Tego typu zakłócenie powodowało że napięcie sygnałowe czujnika wału korbowego osiągało zbyt małą wartość i sterownik silnika nie potrafił właściwie rozpoznać tego sygnału, więc dlatego wygenerował kod błędu P0321. Na podstawie pomiarów oscyloskopowych mechanicy doszli do wniosku że przyczyna usterki będzie związana z uszkodzeniem samego koła impulsowego. Aby potwierdzić diagnozę zdemontowano miskę olejowa Audi, i stwierdzono że koło impulsowe posiada kilka zniekształconych zębów (ilustracja 6).

Uszkodzone zęby koła impulsowego
Ilustracja 6. Uszkodzone zęby koła impulsowego Audi A4 2.0 TDI. (fot: M. Leśniewski)

Zęby impulsatora musiały zostać uszkodzone mechanicznie w wyniku kontaktu z ciałem obcym (prawdopodobnie śruba) którego fragmenty znaleziono w misce olejowej silnika.

Zaprezentowany przypadek pozwala dostrzec iż oscyloskop jest niezastąpionym narzędziem w rozwiązywaniu trudniejszych problemów diagnostycznych, a szczególnie tych które wymagają analizy sygnałów z czujników pojazdu. Wykorzystany prawidłowo pozwala za zredukowanie czasu pracy warsztatu poświęconego na poszukiwanie źródła usterek.

Chcesz być na bieżąco z informacjami? Obserwuj nas w wiadomościach Google:

belka Wiadomości Google