Celem zastosowania układu zmiennych faz rozrządu (ang. VVT – Variable Valve Timing) jest zoptymalizowanie procesu spalania pozwalające na zwiększenie momentu obrotowego przy jednoczesnym ograniczeniu zużycia paliwa i emisji spalin. Ze względu na spore zróżnicowanie układów VVT stosowanych w silnikach spalinowych przy diagnozowaniu usterek  warto uwzględnić specyfikę  ich budowy oraz sposób działania.

kłady zmiennych faz rozrządu mogą być realizowane przez:

• Zmianę fazy otwarcia zaworów dolotowych – co prowadzi do poprawy napełniania cylindra i zwiększenia momentu obrotowego oraz zmniejsza zużycie paliwa.
• Zmianę fazy otwarcia zaworów wydechowych – co zmniejsza zużycie paliwa i redukuje emisję spalin, wpływając korzystnie na proces recyrkulacji spalin,
• Niezależne sterowanie fazami rozrządu zaworów dolotowych i wydechowych – umożliwia pełną optymalizację pracy silnika w różnych warunkach. Zwiększa moc i moment obrotowy, obniża zużycie paliw i emisje spalin.

Nowsze silniki poza układami zmiennych faz rozrządu posiadają dodatkowo systemy sterujące wzniosem zaworów taki jak np. Audi Valvelift System (skrót AVS). Regulacja wzniosu zaworów w połączeniu z układem zmiennych faz rozrządu pozwala na podniesienie osiągów silnika i wydajniejszą wymianę ładunku w cylindrach.

Działanie układu VVT opiera się na procesie zmiany faz rozrządu który może odbywać się w sposób stopniowy lub bezstopniowy (ciągły). W sterowniku silnika zapisane są charakterystyki zmiany faz rozrządu uwzględniające prędkość obrotową jednostki napędowej, jej obciążenie i temperaturę. Ustawienie wałka rozrządu i zmiany jego kątowego położenia które ma zapewnić osiągnięcie zadanej regulacji faz rozrządu jest monitorowane przez sygnały z czujników: wałka rozrządu i położenia wału korbowego. Regulacja odbywa się za pośrednictwem elektromagnetycznego nastawnika (sterownego przez ECU) który nadzoruje przepływem oleju przez kanały w hydraulicznym siłowniku modułu koła układu VVT. Czynnikiem roboczym jest olej silnikowy, który w momencie wysterowania elektrozaworu nastawnika przepływa i wypełnia odpowiednią komorę/kanał w module koła zmiennych faz rozrządu, co prowadzi do zmiany położenia (obrotu) tego koła względem wałka rozrządu. Koło jest zamocowane do danego  wałka rozrządu i może być napędzane paskiem lub łańcuchem rozrządu.

Jak widać w teorii działanie układu VVT nie jest zbyt skomplikowane, jednak praktyka warsztatowa wskazuje jednoznacznie iż układy zmiennych faz rozrządu ulegają uszkodzeniom. Awarie tych układów w wielu przypadkach są spowodowane zaniedbaniami w serwisowaniu silnika jak i zignorowaniem zaleceń producenta co do użycia odpowiedniego oleju silnikowego lub części o wysokiej jakości.
W zestawieniu przykładów poniżej zawarte zostały wskazówki diagnostyczne dotyczące rozpoznania usterek związanych z układami zmiennych faz rozrządu wraz z zaleceniami odnośnie naprawy.

Obecność kodów P0011, P0012, P0014 w pamięci diagnostycznej sterownika silnika wskazuje na usterki które mogą być bezpośrednio lub pośrednio powiązane z układem zmiennych faz rozrządu. Właściwa interpretacja kodu usterki oraz związana z tym diagnostyka stanowi ważną kwestię w prawidłowej lokalizacji źródła awarii, co wiąże się z ograniczeniem kosztów i czasu naprawy.

Przykład 1:

Samochód Audi S3 z silnikiem 2.0 TFSI o mocy 310 KM z 2019 roku z symptomem braku mocy i aktywnym kodem P0014. Kod P0014 świadczy o niezdolności osiągnięcia przez układ zmiennych faz rozrządu zaworów wydechowych wymaganego położenia odpowiadającego opóźnienia wałka. Pierwszym krokiem jaki należy wykonać przy diagnozowaniu tego typu nieprawidłowości jest jazda testowa i obserwacja parametrów mówiących o żądanym i rzeczywistym ustawieniu wałka rozrządu (ilustracja 1). Jeżeli różnica pomiędzy wartościami kąta regulacji wałka (zadany/rzeczywisty) jest większa niż 10^o – 15^o (ilustracja 1) to usterka może być związana z uszkodzeniem elektromagnetycznego zaworu sterującego przepływem oleju w module koła VVT. Przy mniejszych różnicach wartościami kąta regulacji wałka (zadany/rzeczywisty) wynoszących około 4^o – 8^o należy zweryfikować ciśnienie oleju oraz czy silnik jest eksploatowany na oleju o wymaganej specyfikacji.

Przykład 2:

Jedną z przyczyn która może powodować aktywacje kodu usterki P0012 jest zanieczyszczenie centralnego zaworu hydraulicznego sterującego przepływem oleju w module koła zmiennych faz rozrządu zaworów dolotowych. Drobne opiłki lub pozostałości silikonowej masy uszczelniającej potrafią skutecznie zapchać kanały zaworu (ilustracja 2) i uniemożliwić płynną regulacje zmiennych faz rozrządu.

Przykład 3:

Samochód Audi 1.8 TFSI o mocy 180 KM z 2016 roku, głośna praca silnika – hałasy wydobywające się z osłony łańcucha rozrządu słyszalne wyraźnie tuż po uruchomieniu silnika (silnik zimny). W pamięci sterownika jednostki napędowej zarejestrowane są kody usterek P0011 i P0014, silnik nie osiąga pełnej mocy i pracuje nierównomiernie na biegu jałowym.

Kod P0011 świadczy o niezdolności osiągnięcia przez układ zmiennych faz rozrządu zaworów dolotowych wymaganego położenia odpowiadającego opóźnieniu wałka. Charakterystyka kodu usterki P0014 był omówiona powyżej. Silnik 1.8 TFSI posiada regulację zmienny faz rozrządu zaworów wydechowych i dolotowych. W przypadku nadmiernych hałasów docierających spod osłony napędu rozrządu mechanik powinien wziąć pod uwagę iż jednostki 1.8 TFSI i 2.0 TFSI charakteryzowały się nadmienianym zużyciem łańcucha rozrządu. Rozciągnięty łańcuch uniemożliwia prawidłową regulację faz rozrządu, a tego typu usterka spowoduje wygenerowanie kodów P0011 i P0014. Sprawdzoną metodą pozwalającą na szybkie zweryfikowanie czy łańcuch rozrządu jest rozciągnięty będzie ocena liczby wysunięcia ząbków hydraulicznego napinacza łańcucha (ilustracja 3).

Przykład 4:

Samochód Volkswagen Golf 1.4 TSI, brak mocy silnika, głośna praca silnika – hałasy dobiegając z okolic modułu koła zmiennych faz rozrządu. W pamięci diagnostycznej aktywny kody P0011. Klient zgłosił usterkę w niedługim czasie po wymianie modułu koła zmiennych faz rozrządu. Według relacji posiadacza Golfa zastosowana część zamienna nie była oryginalna, co wzbudziło słuszne przypuszczenia mechaników że przyczyna hałasów może być uszkodzone koła VVT. Po demontażu koła okazało się że pęknięciu uległ stojan koła, w wyniku czego regulacja faz nie mogła zostać prawidłowo zrealizowana (ilustracja 4).

 

Zaprezentowane przypadki to niewielka część usterek związanych z awariami układów zmiennych faz rozrządu. Jednak te cztery zgoła odmienne przykłady obrazują, że przy poszukiwaniu przyczyny uszkodzenia należy brać pod uwagę wiele czynników w tym uwzględnić specyfikę konstrukcji napędu rozrządu. Czynnikiem łączący wszystkie awarie było pojawienie się w pamięci diagnostycznej silnika przynajmniej jednego z kodów usterki : P0011, P0012, P0014.

 

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