Opowiem wam historię. Pewien autor, który na co dzień naprawia elektronikę samochodową, opisał w artykule walkę o uzdrowienie niesprawnego pojazdu. Korzystał z testera diagnostycznego znanej firmy, ale ten nic nie pomógł. Nie odczytał z pamięci sterownika żadnych kodów usterek. Po ukazaniu się artykułu zadzwoniła do niego kobieta z działu marketingu firmy i zarzuciła, że w złym świetle przedstawił ich urządzenie, bo to niemożliwe, że ich tester nie umie odczytywać kodów usterek z każdego pojazdu, który jest na liście diagnozowanych, a ta – dodam od siebie – jest długa. Czy miała rację, a może nie?

Są procesy, układy, elementy układów lub usterki, których systemy diagnostyki pokładowej, mimo znacznego rozbudowania, nie są w stanie wcale lub prawidłowo zdiagnozować. Mogą również prawidłowo wykryć usterkę, zarejestrować jej kod, ale nie poinformują o niej kierowcy.

System diagnostyczny pojazdu nie umie wykryć usterki
Mogą wystąpić sytuacje, w których:
- usterka nie jest wykrywana, więc jej kod nie jest zapisywany,
- usterka jest wykrywana, ale błędnie, więc zarejestrowany kod błędnie informuje o wykrytej usterce i jej lokalizacji,
- są wykrywane tylko skutki rzeczywiście występującej usterki, a zarejestrowany kod informuje o nich, ale system diagnostyczny samej usterki znaleźć nie umie.

Poznajmy takie nie- lub trudno diagnozowalne usterki.
1. Nieprawidłowe fazy rozrządu. System diagnostyczny nie umie wykryć nieprawidłowego ustawienia rozrządu (rys. 1), uszkodzenia kół napędu rozrządu zamontowanych na wale korbowym, wałku lub wałkach rozrządu.
 Już od wielu lat sterownik silnika otrzymuje informacje o wzajemnym ustawieniu wałka rozrządu względem wału korbowego z czujników: ustawienia wałka rozrządu 1 (rys. 2) oraz ustawienia i prędkości obrotowej wału korbowego. Niektórzy producenci samochodów zaczęli stosować czujniki ustawienia wałka rozrządu od chwili przejścia na bezrozdzielaczowe układy zapłonowe, a stało się to koniecznością z chwilą wprowadzenia układów kontroli spalania stukowego.
 Aby poinformować sterownik silnika, że tłok w cylindrze nr 1 zbliża się do górnego martwego punktu, na kole sygnałowym wału korbowego brakuje jednego zęba. Jego brak jest widoczny na przebiegu oscyloskopowym sygnału wyjściowego czujnika ustawienia i prędkości obrotowej wału korbowego D (rys. 3) w postaci pojedynczego przebiegu o wydłużonym okresie i zwiększonej amplitudzie w stosunku do przebiegów generowanych przez wszystkie inne zęby koła sygnałowego i przerwy pomiędzy nimi.
 Jeśli objawy niesprawności wskazują, że jego przyczyną może być uszkodzenie w obrębie napędu rozrządu, pozostaje sprawdzić mechanizm napędu rozrządu i jego ustawienie (zazwyczaj pracochłonne) lub skorzystać z analizy przebiegów sygnałów oscyloskopowych (rys. 3) czujnika ustawienia wałka rozrządu 1 (rys. 2) oraz czujnika ustawienia i prędkości obrotowej wału korbowego 2. Sprawdzamy wzajemne poziome przesunięcie obu sygnałów (w osi czasu), tzn. moment zmiany sygnału czujnika ustawienia wałka rozrządu, np. A lub B (rys. 3 – może być jeden lub więcej czujników), względem sygnału czujnika ustawienia i prędkości obrotowej wału korbowego D.
 Ta nowoczesna i szybka technika diagnostyczna ma jednak wadę – dla sprawnego, prawidłowo ustawionego rozrządu trzeba znać przebiegi sygnałów z obu czujników. Serwis może je rejestrować we własnym zakresie, dla danej marki, modelu samochodu z silnikiem o określonym oznaczeniu kodowym. Takich informacji można poszukiwać w dokumentacjach serwisowych samochodów (trudno dostępne), na forach internetowych lub w bibliotekach przebiegów oscyloskopowych producentów oscyloskopów, np. firmy Pico Technology (www.picoauto.com/library/waveform-library – niestety dostęp tylko dla klientów firmy) lub jego krajowego przedstawiciela (www.picoauto.pl/biblioteka.html – jest trochę przebiegów; ciekawe przykłady dla rozpoczynających przygodę z oscyloskopem, niezależnie której z firm).

2. Za mała wydajność pompy paliwa lub nieprawidłowe ciśnienie paliwa w listwie paliwowej. Z wyjątkiem układów bezpośredniego wtrysku benzyny, zdecydowana większość układów zasilania silników ZI nie ma czujnika ciśnienia paliwa, a chyba żaden czujnika natężenia przepływu paliwa. Z tego powodu nie jest możliwe bezpośrednie wykrycie: za małego wydatku pompy paliwa, zużytego lub zatkanego filtra paliwa, zaciśnięcia przewodów paliwa czy uszkodzenia regulatora ciśnienia paliwa itp.

 Sterownik silnika może zarejestrować jedynie kod usterki z grupy: P0170, P0171, P0172, P0173, P0174, P0175. Ogólnie każdy z kodów tej grupy informuje, że układ sterowania silnika nie może uzyskać wymaganego składu mieszanki spalanej, ale nie podaje żadnej tego przyczyny. Tę trzeba znaleźć samemu. Pomocna będzie analiza parametrów Long Time Fuel Trim (LTFT), czyli tzw. korekcji długookresowej dawki paliwa, oraz Short Time Fuel Trim (STFT), czyli tzw. korekcji chwilowej dawki paliwa.

3. Za duże różnice pomiędzy dawkami paliwa wtryskiwanymi przez wtryskiwacze. Zdecydowana większość systemów diagnostycznych nie jest w stanie jej wykryć. Jest to możliwe tylko w nielicznych, nowoczesnych układach sterowania silnikami, które:
- są wyposażone w szerokopasmowe czujniki tlenu,
- dla każdego z cylindrów, dawka paliwa jest regulowana indywidualnie.

 Standardem w układach wtrysku benzyny jest określanie jednej, średniej, dawki paliwa dla wszystkich cylindrów silnika.
 Podstawową przyczyną nierównomiernego dawkowania paliwa jest zanieczyszczenie wtryskiwaczy. To normalny proces, ale nie postępuje równomiernie we wszystkich wtryskiwaczach – patrz wtryskiwacze od 4 do 7 (rys. 4). Proces ten przebiega szybciej w samochodach zasilanych gazem LPG. Innymi przyczynami mogą być: zwiększone opory ruchu iglicy wtryskiwacza, zablokowanie iglicy wtryskiwacza, uszkodzenie cewki elektrycznej lub układu sterowania wtryskiwacza w sterowniku.

4. Niewłaściwa jakość paliwa. Jej bezpośrednie wykrycie nie jest możliwe. Na złą jakość paliwa mogą wskazywać takie objawy, jak: trudny rozruch zimnego lub nagrzanego silnika, tzw. twarda praca silnika ZS, spalanie stukowe, przerywanie lub gaśnięcie silnika, pogorszenie osiągów samochodu i wiele innych.
 W przypadku silnika przystosowanego do zasilania mieszanką bezwodnego etanolu i benzyny (w tych paliwach stosunek etanolu do benzyny jest różny) niewłaściwa praca silnika może być spowodowana nieprawidłowym wykrywaniem udziału etanolu w benzynie przez tzw. Flex Fuel Sensor.
 Dla informacji dodam, że w każdej benzynie może być do 5% etanolu. Jeśli jest go więcej, oznaczenie paliwa rozpoczyna się literką E, po której jest liczba określająca procentowy udział bezwodnego etanolu w paliwie.

5. Brak lub „niepewne” połączenie sterownika silnika z biegunem „plus” lub „minus”. Nie są one wykrywane przez system diagnostyczny silnika. Mogą być wykrywane usterki, które są następstwem braku lub „niepewnego” połączenia z biegunem „plus” lub „minus”. To one zostaną zapisane w sterowniku..
6. Nieszczelność lub niedrożność układów dolotowego i wylotowego. Nie jest bezpośrednio wykrywana przez system diagnostyczny silnika. Mogą być wykrywane usterki, które są następstwem nieszczelności lub niedrożności obu układów.

7. Mechaniczne przyczyny nieszczelności cylindrów silnika. Mimo rozbudowanych systemów diagnostycznych nie ma innej metody oceny szczelności cylindrów niż pomiar ciśnienia sprężania lub wykorzystanie do tego celu sprężonego powietrza.
 System diagnostyki pokładowej każdego samochodu od rocznika 2001 i niektórych z 2000 r. wykrywa tylko nieprawidłowe przebiegi procesów spalania w poszczególnych cylindrach silnika, zwane popularnie „wypadaniami zapłonów”. Do tego celu wykorzystywane są metody oparte na analizie chwilowej prędkości kątowej wału korbowego – patrz rys. 5 i 6. Jeśli zostaną wykryte nieprawidłowe przebiegi procesów spalania (patrz przykład na rys. 6), kod usterki poinformuje o tym, ale do diagnosty należy wykrycie przyczyny. Możliwe są uszkodzenia z trzech grup: układu zapłonowego, układu paliwowego lub mechaniczne przyczyny nieszczelności cylindra.

Nie zostały spełnione warunki do rejestracji kodu usterki
Jest to sytuacja, w której usterka istnieje, system diagnostyczny ją wykrywa, ale jeszcze nie zapisuje kodu usterki, który o niej informuje. Myśli, jakaś usterka była, ale drobna i jeszcze nie wpłynęła istotnie na pracę silnika. Mówimy wówczas o sytuacji, gdy dla systemu diagnostycznego nie zostały spełnione warunki do rejestracji kodu usterki.
Spójrzmy do tabeli. Zazwyczaj diagnosta odczytuje testerem diagnostycznym ze sterownika tylko kod usterki i jego opis. Ale z każdym kodem usterki wiążą się także inne informacje:
- warunki wykonania monitora, czyli informacja o warunkach, jakie muszą zostać spełnione, aby procedura kontrolna, nazywana w systemach diagnostycznych monitorem, sprawdziła przebieg określonego procesu (np. spalania), sprawność układu lub elementu układu; w przykładzie z tabeli wystarczy, aby silnik pracował, ale są monitory, które wymagają jednoczesnego spełnienia kilku warunków;
- definicja kodu usterki, czyli informacja o warunkach, jakie muszą zostać spełnione, aby monitor systemu diagnostyki pokładowej uznał, że usterka występuje lub przeciwnie – uznał, że usterka nie występuje.

Tabela. Przykład dwóch różnych definicji kodu usterki o tym samym kodzie i opisie na przykładzie informacji technicznej firmy Ford    

Norma, w której jest wykaz kodów usterek i ich opisów, nie określa, w jaki sposób monitor ma wykonywać test, aby wykryć ewentualną usterkę. Nie podaje również definicji kodów usterek – ustalają je producent samochodu i firma, która dostarcza system sterowania silnikiem. To, czy system diagnostyczny prawidłowo kontroluje sprawność silnika i jego układów, jest sprawdzane podczas badań homologacyjnych samochodu – pomińmy jak.
Jest więc pewna dowolność w definiowaniu kodów usterek. Jeden producent samochodu może wykorzystywać kody usterek o różnych definicjach, dlatego w tabeli rozróżniłem kod usterki typu „A” lub „B”. Różnice w definicji tego samego kodu usterki mogą być również pomiędzy producentami samochodów. Jak się to przekłada na praktykę w serwisie?

Jeśli w systemie diagnostyki pokładowej silnika przyjęto definicję kodu usterki P0335 typu „A”, to po np. 3 s braku sygnału system uzna, że występuje usterka czujnika ustawienia wałka rozrządu. Dlaczego? Bo definicja kodu usterki typu „A” określa, że dla stwierdzenia usterki konieczny jest brak sygnału przez 2 lub więcej sekund (patrz też tabela). Brak sygnału przez 3 s spełnia więc warunek rejestracji kodu usterki.

Jeśli natomiast w systemie diagnostyki pokładowej silnika przyjęto definicję kodu usterki P0335 typu „B”, to po np. 3 s braku sygnału system uzna, że usterka czujnika ustawienia wałka rozrządu nie występuje. Dlaczego? Bo definicja kodu usterki typu „B” określa, że dla stwierdzenia usterki konieczny jest brak sygnału przez 4 lub więcej sekund (patrz tabela). Jego brak przez 3 s nie jest więc wystarczający dla stwierdzenia występowania usterki. W przypadku występowania braku sygnału przez 4 s lub dłużej oba systemy diagnostyczne uznają, że kod usterki występuje.
Jakie praktyczne znaczenie na ten opis różnic pomiędzy definicjami kodów usterek? Nawet w samochodach tego samego producenta wspomniany 3-sekundowy brak sygnału z czujnika ustawienia wałka rozrządu może oznaczać rejestrację kodu usterki lub nie – zależnie od przyjętej w systemie diagnostyki pokładowej definicji kodu usterki.
A co zobaczymy na ekranie oscyloskopu w przypadku okresowych przerw sygnału czujnika ustawienia wałka rozrządu? Niezależnie, czy przerwa sygnału będzie trwała 0,5, 2 czy więcej sekund, zobaczymy ją.
Proszę zauważyć, że przy np. 2000 obr./min w czterosuwowym silniku spalinowym w czasie 2 sekund zachodzą (powinny zachodzić) 133 procesy spalania w cylindrach. Brak synchronizacji pomiędzy wałem korbowym silnika a wałkiem rozrządu może powodować problemy w pracy silnika.

Wprawdzie nie wiąże się to z tematem artykułu, ale zinterpretuję informację podaną w ostatnim wierszu tabeli. Rejestracja praktycznie każdego kodu usterki powoduje, że system diagnostyczny sterownika wstrzymuje pracę określonych monitorów. Możliwe jest, że będą one wykrywać usterki, które będą tylko następstwem pierwszej wykrytej i rzeczywistej usterki, o jakiej informuje kod usterki zapisany w pamięci sterownika. Prowadziłoby to do rejestracji dużej ilości kodów usterek, z których trudno byłoby wybrać pierwotny kod usterki.
W przypadku kodu P0335 są to cztery monitory, w tym ważne: wypadania zapłonów, czujników tlenu i konwertera katalitycznego. Dopiero usunięcie przyczyny rejestracji kodu P0335 (nie musi to być wymiana czujnika wałka rozrządu) i skasowanie kodu usterki „odblokuje” pracę wymienionych w tabeli 4 monitorów. Ale jeśli w tych układach będą występować jakieś usterki, to dopiero wówczas będą mogły zostać wykryte.
Zwykle pracownicy serwisu niezależnego mogą poznać tylko kod usterki i jego opis. Wszystkie pozostałe informacje – patrz tabela – są dla nich niedostępne. Pracownicy serwisów autoryzowanych mają je zapewne w dokumentacjach serwisowych.

Usterka została wykryta, potwierdzona, ale kierowca o niej nie wie
Jest to sytuacja, w której kod usterki został wykryty, potwierdzony (usterka jest na pewno), ale kierowca nie został o niej poinformowany przez zapalenie się kontrolki MIL. Są to kody usterek, przy których w wykazach pochodzących od producentów samochodów widnieje informacja „non MIL”. Słowo „non” oznacza po angielsku „nie” lub „bez”, a MIL to znany skrót od nazwy kontrolki zamontowanej na tablicy wskaźników, której miganie lub ciągłe świecenie informuje kierowcę o tym, że w układzie sterowania silnikiem zostało wykryte uszkodzenie, które zwiększa emisję szkodliwych składników spalin.

Informacja „non MIL” oznacza, że nawet jeśli w układzie sterowania silnikiem zostanie wykryta usterka, potwierdzona (wykryta od 1 do 3 razy, zależnie od rodzaju usterki i wersji normy OBD), nie spowoduje to włączenia kontrolki MIL, czyli kierowca nie dowie się o niej. Dowie się dopiero serwisant, gdy odczyta zawartość pamięci kodów usterek.
U niektórych producentów samochodów takie kody usterek mogą dotyczyć np. obwodów: czujnika temperatury powietrza dolotowego, czujnika temperatury silnika lub czujnika spalania stukowego. Proszę przyjąć, że jest to rzadko stosowana kategoria kodów usterek. O jej wykorzystaniu przez producenta samochodu trzeba mieć informację, by nie wyciągać błędnych wniosków.

mgr inż. Stefan Myszkowski