Діагностика в INPA. Як знайти проблемну форсунку?

   Ні для кого, хто цікавиться двигунами N53, не є секретом, що на них встановлюються відомі своєю ненадійністю і високою ціною п’єзофорсунки, в яких для підрива голки розпилювача використовується п’єзоелемент, що під дією електричного струму здатен змінювати свої фізичні розміри. Голка розпилювача відкривається, коли отримує струм, і що більше його буде, то більше вона відкриється, що довше цей струм подаватиметься, то довше вона буде залишатись відкритою. Таким чином за рахунок цього і відбувається регулювання подачі палива в камеру згоряння.

  Заради досягнення високої паливної економічності і екологічності, двигун N53 спроектовано, щоб при нормальній операції працювати в так званому stratified charge режимі. Не вдаючись в подробиці, суть цього режиму заключається в роботі на дуже сильно збідненій паливній суміші з лямба = 2-3. Дросель завжди тримається відкритим і контроль обертів відбувається виключно регулюванням впорскування. Навколо свічки утворюється зона багатої суміші, тоді як загальна суміш в камері згоряння буде збідненою. Для досягнення цієї мети двигун обладнаний особливо потужними свічками, такими ж котушками, паливним насосом високого тиску, здатним утворювати 200 Бар, і врешті-решт, п’єзофорсунками, здатними впорскувати паливо з надзвичайною точністю і частотою (до 3 разів за такт), недоступною для звичайних електромагнітних форсунок того часу. По цій же причині цей двигун обладнаний неадекватно дорогим NOx каталізатором - робота на такій суміші означає високу температуру згоряння і, відповідно, високі викиди NOx, що мають бути нейтралізовані в цьому каталізаторі; та NOx сенсором, які не можна просто вирізати і викинути, бо комп’ютер, збіднюючи суміш, спирається в тому числі на показники цього сенсора. Але зараз не про NOx. Повертаючись до форсунок, вимоги до якості пального у них надзвичайно високі, що є причиною, чому цей двигун не встановлювався на автомобілі для ринку США - через низьку якість їх палива. BMW AG не одразу вдалось сконструювати форсунки надійно. В спробах довести їх до ладу покращували термокомпенсатор, збільшували площу контакту голки розпилювача та використовували ще Бог знає які способи, тож було випущено аж 11 чи 12 ревізій і лише форсунки 10ї і вище ревізії прийнято вважати надійними. Попередні ж покоління страждали на “підтікання”, яке є неприпустимим, бо найменше відхилення від розрахунку суміші при роботі stratified charge режиму призводить до пропусків запалення. Проте, навіть якщо stratified charge режим повністю заблокований двигуном через якісь проблеми, як-то помилки по NOx системі чи щось інше, і двигун працює в класичному гомогенному режимі з лямбда = 1 (стехіометрія) - все одно підтікаюча форсунка буде створювати проблемний пуск на холодну, троїння, пропуски, які будуть погіршуватись в холодну пору року. Вся ця довга передмова має на меті пояснити, чому стан паливної системи загалом і форсунок в часності має бути предметом особливої уваги кожного власника N53 (а взагалі, те саме стосується і N43, і частково N54).

    Не дивлячись на малий пробіг свого автомобіля, я теж зіштовхнувся з цією проблемою. Одного дня 6 форсунка (6 ревізії, як і всі інші встановлені на двигун, як я пізніше дізнався) просто заклинила у відкритому стані. На відміну від звичайних електромагнітних форсунок, п’єзорозпилювачі ніякому ремонту не підлягають і більше того, можуть бути лише оригінальними BMW. Ціна на них можете самі погуглити яка - неприємна. Тим не менш, форсунка була замінена. Цей випадок не був складним, бо проблема проявила себе очевидно - бензин ллється рікою, звісно відсутність запалення в циліндрі, чорний дим з труби. Через деякий час після цього знов стало помітно троїння на холодну, помилки по запаленню в рандомних циліндрах, запах бензину з труби, що не вдалось вилікувати заміною свічок чи котушок. Один із способів діагностики форсунок - після нічної стоянки викручувати свічки і перевіряти на предмет вологості чи запаху бензину. Це можливо, бо конструкція така, що розпил відбувається в напрямку свічки і якщо форсунка тече - ссикать вона буде прямо на свічку.

Недолік способу в тому, що після зупинки двигуна тиск палива досить швидко почне падати, а голка може тримати, наприклад, при 150 Барах, а при 200 Барах, які є нормою в звичайній роботі, вже не тримати. Цей недолік відсутній у іншого способа “фізичної” діагностики - дістати всі або обрані форсунки, під’єднати назад до паливної рейки, не вставляючи в двигун і, відключивши від них кабель живлення, крутити стартер.

   Це створить необхідний тиск палива в рейці і дасть можливість перевірити, чи голка тримає тиск в закритому положенні. Розпилювач має бути абсолютно сухий. Спосіб також неідеальний, бо очевидно не дає змоги перевірити якість розпилу в роботі. Те, що голка тримає в закритому положенні, геть не гарантує правильного дозованого впорскування на ходу в різних режимах. Проте, в моєму випадку, його виявилось достатньо, бо 4 форсунка в закритому положенні під тиском била струйкою. Вона теж була замінена, разом з усіма свічками. Після заміни і реадаптацій паливних карт ситуація покращилась, проте все одно холодним ранком непрогрітий двигун відчутно дрижав деякий час. Двигун не давав помилок по паливу, тобто пропуски запалювання були не настільки значущими, щоб комп’ютер кинув помилку, але все таки були відчутні. Як і запах бензину з труби під час цього. Також стало відчутно, як машина невпевнено тримає оберти в умовах повільного повзання, наприклад, на парковці. Коли відпускаєш зчеплення, вона наче просить трошки газу, щоб утримати холостий, трясеться. Здригається, коли включаєш кондиціонер. Проблема присутня і, якщо водій не сліпий і глухий - її відчутно. Але ще не дійшла якоїсь критичної точки, коли стає очевидною, а враховуючи ціну форсунок, міняти їх наосліп не є можливим та і загалом не є адекватним. Діагностувати її можна за допомогою INPA. Я не професійний діагност, тож викладаю лише своє розуміння і спосіб, в який мені вдалось ідентифікувати проблемну форсунку. Можливо, комусь мій досвід допоможе зрозуміти, що відбувається з його двигуном і збереже кошти на непотрібний хаотичний ремонт.

   В пошуку несправної форсунки в INPA нам допоможе сторінка “Adaption Gemisch” (F5->F6). Там можна побачити багато корисної інформації, але для діагностики форсунок нас цікавлять саме паливні адаптації, конкретно:

• Multiplikative Gemischadaption hohe Last Bank 1/2 (мультиплікативна адаптація суміші при  високому навантаженні), 
• Multiplikative Gemishadaption niedrige Last Bank 1/2 (мультиплікативна адаптація суміші при низькому навантаженні), 
• Additive Gemishadaption Leerlauf Bank 1/2 (адитивна адаптація суміші на холостому)

Коротко кажучи, це довгострокові адаптації сумішоутворення на різних режимах роботи. Відповідно, якщо комп’ютер бачить, що якийсь банк (Bank 1 = циліндри 1, 2, 3 / Bank 2 = циліндри 4, 5, 6) отримує занадто бідну чи багату суміш, він відповідно буде додавати чи урізати кількість палива на весь банк. В моєму випадку цифри показували наступне:

Multiplikative Gemischadaption hohe Last Bank 1 має -15.7%

Multiplikative Gemishadaption niedrige Last Bank 1 має -9.25%

Additive Gemishadaption Leerlauf Bank 1 має -0.06%

Для мультиплікативних адаптацій “допустимий” коридор = приблизно від -20% до +20%

Для адитивних адаптацій “допустимий” коридор = приблизно від -1.5 mg/stk до +1.5 mg/stk.

   Це говорить, що на високому навантаженні комп’ютер урізає подачу палива на перші три циліндри на 15.7%, на низькому навантаженні урізає на 9.25%, а на холостих урізає лише на 0.06%. Тим часом другий банк, в якому стоять нові форсунки на 4 і 6 циліндрах, показує мінімальні відхилення від нуля, що говорить про справний стан паливної апаратури на 4-5-6 циліндрах. 

   Звузивши коло пошуків до циліндрів першого банку, звертаємось до сторінки Adaptionswerte Injektoren Aus Lambdaregelung (F5->ShiftF6->F3), що довільно можна перекласти адаптація форсунок за лямбда регулюванням. Там є показники CILC - Cylinder Individual Lambda Control. Двигун співставляє показники лямбда-зонда з кожного банку з показниками датчика колінчастого валу, таким чином розуміючи, вихлоп з якого саме циліндра зараз аналізується і на основі цього коригувати тривалість подачі відповідної форсунки. В моєму випадку цифри були такими:

Injektor 1 має +11.4%

Injektor 2 має -18.8% 

Injektor 3 має +7.4%

   Тобто до того, що комп’ютер зарізає весь перший банк на 10-15%, він ще ДОДАТКОВО ріже другу форсунку на 18.8%. Я так розумію, що одночасно з цим CILC компенсує індивідуально першу і третю форсунки в плюс, інакше вони, будучи справно працюючими, вже недоливали б паливо через загальну від’ємну корекцію банка (але, можливо, це все ж не пов’язано з другою форсункою, проте це не принципово на даному етапі). При всьому цьому ніяких check engine не приходить, що говорить про широкі можливості DME до компенсацій недоліків апаратури. Хоч система і фіксує очевидні проблеми в сумішоутворенні, до того моменту, поки їй вдається утримати показники лямбди, вона нічого не скаже, хоча в дійсності двигун може бути досить розбалансованим. Очевидно, помилка і чек будуть, коли ситуація буде вже геть погана.

   Це демонструє, чому фізичні методи діагностики форсунок не завжди можуть допомогти. Вони показали, що 2 форсунка тримає тиск в закритому стані (візуально не тече) і більше того, адитивні адаптації в INPA кажуть, що навіть на холостому ходу форсунка має адекватний розпил, проте в реальному навантаженні вона страждає на значний перелив.

   Це лише моя інтерпретація наявних даних, а я можу бути неправий. Недостаток досвіду діагностики підштовхував до необхідності цю теорію якось перевірити. Найпростішим для себе способом обрав свап форсунок між першим і другим циліндрами. Помінявши їх місцями, я очікував побачити, що CILC заріже вже перший циліндр, а другий навпаки - нормалізує. 

   Заміна чи свап форсунок не представляє з себе чогось складного - відосів в інтернеті повно. З запчастин рекомендовано мати проставочну втулку (13537564751), що одягається на форсунку і ущільнювальне кільце на кінчик форсунки (13537584315). Ущільнювач на форсунку сам по собі не налазить, тож для встановлення ущільнювача по-хорошому треба мати спеціальний набір, щоб його спочатку розтягнути, а потім, після встановлення, назад стиснути. З цієї ситуації можна вийти за допомогою звичайної пластикової ручки, типу BIC. Її конусоподібний ковпачок ідеально роздягує кільце до потрібного стану, а потім, одягаючи його на форсунку - також чудово це кільце і стискає. В інтернеті також можна знайти відео, як це виглядає, я підтверджую, що спосіб робочий. Також треба не забути перекодувати форсунки після свапу чи заміни, тож запишіть ці цифри до того, як встановити форсунку:

Це також можна зробити через INPA, необхідне меню Injektor-Codierung (F9->ShiftF4).

   Тут обирається інжектор і вводяться нові цифри з крапкою. Кожна форсунка має свою погрішність, яка вимірюється на заводі і набивається на корпусі. Наприклад, у першої форсунки верхні цифри 576, треба вводити в INPA як 57.6 - це енергія в міліджоулях, необхідна для повного відкриття голки (якщо я не помиляюсь). Друга цифра 238, вводиться 2.38 - це пропускна здатність за одиницю часу в mg/stk (знов таки, якщо я не помиляюсь). Якщо цього не зробити, комп’ютер навіть при всьому бажанні не може ідеально коригувати подачу. Майте на увазі, що друге значення після збереження одразу трохи зміниться, тобто збережено буде не 2.38, а 2.37 (в моєму випадку), це нормально.

   Після свапу і кодування форсунок спроба запустити двигун завершилась стабільним троїнням та checkом по причині відсутності запалення в другому циліндрі. Що логічно, бо двигун продовжує зарізати другу форсунку, яка тепер вже не тече, тож її подача в результаті стає занадто малою. Навіть якби пропусків і не було, правильна процедура обов’язково скинути паливні адаптації і пройти процес реадаптації. На цьому я зупинятись подробно не буду, суть процесу в тому, щоб видалити всі довгострокові паливні адаптації (і інші адаптації на кшталт маховика і дроселя) і створити правильні умови для створення нових. Детальний процес можете знайти тут і тут. Хоча повний процес адаптації займає дні і сотні кілометрів, первинні адаптації створюються достатньо швидко і радикально не змінюються з часом, даючи змогу швидко зробити висновки з проробленої роботи. Так як форсунки були свапнуті в межах одного банку, показники адаптацій по банкам не зміняться, тож звертаємось відразу до сторінки індивідуальних корекцій CILC.

Бачимо, що тепер DME ріже вже перший циліндр, в якому тепер стоїть головна підозрювана - друга форсунка. Тим часом як 2 та 3 циліндри більш-менш нормальні, принаймні без мінусів. Що доводить попередні здогадки, що саме друга форсунка є найбільш дефектною і потребує заміни. Так і було зроблено, перша форсунка повернулась на свій перший циліндр, а другий циліндр отримав нову форсунку.

Так само, після кодування, скидання адаптацій і встановлення первинних адаптацій, скидання помилок, дивимось знов на сторінку Adaption Gemisch:

Multiplikative Gemischadaption hohe Last Bank 1 має 0.05%

Multiplikative Gemishadaption niedrige Last Bank 1 має 0.05%

Additive Gemishadaption Leerlauf Bank 1 має -0.11%

Що підтверджує, що DME більше не фіксує переливу в першому банці. Додатково звертаємо увагу на CILC:

Injektor 1 має +5.5%

Injektor 2 має -1.9% 

Injektor 3 має -3.6%

Що остаточно доводить - другий циліндр більше не страждає на перелив. Суб’єктивно також одразу стало відчутно, що двигун більше не здригається при маневрах на парковці, коли повільно повзеш, коли включаєш кондиціонер. Проблема вирішена. 

   Сподіваюсь, хтось знайде в цьому дописі щось корисне для себе. Окремо завдячую сайту bimmerprofs.com за колосальний обсяг різноманітної інформації про N53, яка там викладена. Без нього розібратись було б набагато складніше, чи взагалі неможливо.

Реклама

Індивідуальний Stage 1 із гарантією результату за фіксованою ціною до 15.09.26