Z życia mechanika: układ Twinport – zapomniana technologia w silnikach Opla | MOTOFAKTOR

Z życia mechanika: układ Twinport - zapomniana technologia w silnikach Opla

Oplowskie benzynowe silniki ECOTEC wyposażone w układ dolotowy Twinport, produkowane głównie w latach 2004–2008, są wciąż pod maską wielu modeli Opla serwisowanych przez warsztaty niezależne.

Układ Twinport w trakcie wieloletniej eksploatacji jednostki napędowej może sprawiać poważne problemy ograniczając jej osiągi i wpływając negatywnie na zużycie paliwa oraz emisje spalin. Warto przypomnieć zasadę działania tego układu oraz przedstawić najpopularniejsze usterki uwzględniając te najpoważniejsze które na pozór mogłyby wymagać wymiany całego kolektora ssącego.

Zasada działania układu Twinport

Układ Twinport wykorzystuje specyficzną konstrukcję kolektora ssącego w którym podwójne kanały dolotowe przyporządkowane osobno dla każdego cylindra posiadają tylko jeden kanał wyposażony w klapę regulacyjną (zdjęcie 1) gdyż drugi kanał jest w pełni przelotowy. Sterownik silnika decyduje o ustawieniu klap uzależniając ich położenie od aktualnego obciążenia jednostki napędowej.

Tryby pracy układu oraz położenie klap są zależne od faz pracy silnika i tak:

  • gdy silnik nie pracuje – klapy pozostają całkowicie otwarte
  • na biegu jałowym – klapy pozostają zamknięte
  • przy średnim obciążeniu – są częściowe otwarte
  • przy pełnym obciążeniu – klapy zostają częściowo lub całkowicie otwarte

Zmiana przekroju kanałów dolotowych powoduje wzrost intensywności zawirowania mieszanki, co optymalizuje tworzenie ładunku w cylindrze. Tego typu formowanie mieszanki paliwowo-powietrznej ma bezpośredni wpływ na poprawę efektywność spalania, wzrost mocy silnika oraz ograniczenie emisji spalin względem wcześniejszych generacji silników ECOTEC.

Kolektor Opla Astry 1.6 Twinport z 2006 roku
Zdjęcie 1. Na zdjęciu widać dokładnie że każdy cylinder w kolektorze ma dwa kanały, przy czym tylko jeden kanał wyposażono w klapę regulującą przepływ. Kolektor Opla Astry 1.6 Twinport z 2006 roku. (fot: M. Leśniewski).

Cztery klapy Twinport połączone są wspólnym mechanizmem dźwigniowym i sterowane za pomocą siłownika podciśnieniowego (zdjęcie 2). Informacja o ich aktualnym kątowym wychyleniu klap przekazywana jest do sterownika silnika przez potencjometryczny czujnik położenia.

Po włączeniu zapłonu, sterownik silnika weryfikuje położenie klap które powinny być w pełni otwarte gdyż siłownik podciśnieniowy nie dostarcza podciśnienia (silnik nie pracuje) które jest niezbędne do zamknięcia klap. Po uruchomieni jednostki napędowej następuje zamknięcie klap realizowane za pośrednictwem układu dźwigni podłączonych do siłownika. W trakcie jazdy, sterownik silnika reguluje ustawienie klap w zależności od obciążenia, prędkości obrotowej i stopnia otwarcia zaworu EGR. Do prawidłowego funkcjonowania układu Twinport wymagana jest dokładna szczelność układu dolotowego z uwagi na podciśnienie doprowadzane do siłownika który „mechanicznie” otwiera klapy kolektora.

Układ dźwigni sterujących otwarciem klap
Zdjęcie 2. Układ dźwigni sterujących otwarciem klap jest połączony z siłownikiem podciśnieniowym. (fot: M. Leśniewski).

Awarie układu Twinport sygnalizowane są spadkiem mocy silnika, większym zużyciem paliwa oraz zapalaniem się kontrolki „check engine”. W pamięci sterownika jednostki napędowej zapisywany jest wtedy kod usterki P1113 który może dotyczyć:

  • zakłóceń z odczytu potencjometrycznego czujnika położenia (sensor uszkodzony)
  • uszkodzenia podciśnieniowego siłownika
  • nieprawidłowości w funkcjonowaniu układu dźwigni sterujących otwarciem klap (dźwignie zużyte)
  • nieszczelności powodujące spadek wymaganego podciśnienia w kolektorze ssącym

Poszukiwanie przyczyn problemów w działaniu układu Twinport wymaga kompleksowej diagnostyki która powinna skupiać się na procedurze przedstawionej w poniższym zestawieniu.

Weryfikacja komponentów elektrycznych

Podstawowe czynności obejmują:

  • pomiar rezystancji siłownika podciśnieniowego oraz kontrolę napięcia zasilania
  • sprawdzenie charakterystyki potencjometru w położeniach skrajnych i pośrednich
  • kontrolę sygnału napięciowego docierającego do sterownika silnika
  • sprawdzenie wiązki elektrycznej pod kątem przerw i zwarć

Nieprawidłowy zakres sygnału potencjometru uniemożliwia sterownikowi poprawną regulację klap, i prowadzi do zapisu kodu P1113. W pojazdach o większym przebiegu często obserwuje się zakłócenie sygnału wynikające ze zużycia elementów mechanicznych współpracujących z potencjometrem (układ dźwigni).

Regulacja potencjometru

W przypadku zbyt dużych odchyłek rezystancji potencjometru gdy odczyt wartości rzeczywistej w skrajnych położeniach jest różny od wartości założonych przez producenta możliwa jest nieznaczna korekta jego ustawienia. Mocowanie potencjometru należy poluzować (zdjęcie 3) i zmieniając jego ustawienie sprawdzić odczyt rezystancji po korekcie. Potencjometr jest podzespołem który nie jest zespolony z kolektorem ssącym i w przypadku jego awarii można go bez problemu wymienić.

Mocowanie potencjometru

Zdjęcie 3. Zmieniając ustawienie potencjometrycznego czujnika położenia można w pewnym zakresie zmienić rezystancje dla położeń skrajnych (otwarty/zamknięty). (fot: M. Leśniewski).

Ocena stanu zużycia mechanizmu sterującego położeniem klap

Należy zwrócić szczególną uwagę na luzy w układzie dźwigniowym oraz poziom stabilizacji mocowania klap. Nadmierne zużycie powoduje spadek dokładności w procesie sterowania klapami i wymaga regeneracji mechanizmu lub wymiany uszkodzonego komponentu. W dobie dostępu do druku 3D, elementy mechanizmu dźwigniowego można „wydrukować” unikając wymiany kompletnego kolektora.

Weryfikacja układu podciśnienia

Aby wyeliminować wpływ układu podciśnienia na nieprawidłowe funkcjonowanie systemu Twinport należy:

  • wykonać pomiar podciśnienia sterującego siłownikiem
  • przeprowadzić kontrolę szczelności przewodów
  • zweryfikować szczelności w obrębie przepustnicy
  • sprawdzenie stanu membrany siłownika podciśnieniowego

Reasumując, awaria układu Twinport nie wymaga wymiany kompletnego kolektora dolotowego i nie będzie przysłowiowym „gwoździem do trumny” dla pojazdów mających już praktycznie 20 lat. Sądzę iż warsztat bez problemu powinien poradzić sobie z tego typu naprawą uwzględniając wskazówki zawarte w tym artykule.