KURZUS: Járművek

MODUL: Járműdiagnosztika

4.2. lecke: A diagnosztika alkalmazása

Cél: A fedélzeti diagnosztika működésének és a diagnosztikai munka területén történő alkalmazásának megismerése

Követelmények: Ön akkor sajátította el megfelelően a tananyagot, ha képes;

  • meghatározni a fedélzeti diagnosztika fő jellemzőit,
  • jellemzői alapján bemutatni a fedélzeti diagnosztika működését
  • megadni az OBD rendszer definícióját, előnyeit, és fő alkalmazási területeit
  • felsorolni, hogy az OBD II rendszer milyen egységek állapotfelügyeletét látja el
  • megfogalmazni, hogy milyen szerepet tölt be a kipufogógáz-visszavezető rendszer a fedélzeti állapotfelügyeletben

Időszükséglet: A tananyag elsajátításához körülbelül 180 percre lesz szüksége.

Kulcsfogalmak

  • OBD, EOBD, OBD II
  • Diagnosztikai csatlakozó,
  • Rendszerteszter
  • Hibakódok
  • Lambda-szonda
  • Katalizátor
  • AGR
  • ECU
  • VAG

Gyűjtse ki a leckéből azokat a fogalmakat, amelyek a fedélzeti diagnosztika tárgyköréhez tartozó rendszerekkel kapcsolatosak.

OBD alapfogalmak és definíciók

Jegyezze meg az OBD definícióját, a füzetbe jegyzetelje ki a fejlődéstörténetét!

A periodikus emisszió-ellenőrzésből fakadó problémák, azaz a késői hibafelismerés elkerülése érdekében kézenfekvő az ellenőrzés folyamatossá tétele. A műszaki megoldást a gépjármű kipufogógáz és párolgási emisszióját korlátozó technikai rendszerek folyamatos fedélzeti állapotfelügyelete jelenti. A bekövetkező hiba felismerése után a gépjármű vezetőjének szóló figyelmeztető jelzés már kötelezi az üzemeltetőt a túlzott emissziójú jármű hibájának elhárítására.

A CARB (California Air Ressources Board) az USA Kalifornia államának levegőtisztaság-védelmi hatósága, felismerve a folyamatos állapotfelügyelet jelentőségét, a gyártók részére előírásban rögzítette a gépjárműemisszió-korlátozó műszaki rendszerek fedélzeti ellenőrzési kötelezettségét.

Az OBD I (On Board Diagnosis) néven ismertté vált fedélzeti diagnosztikai rendszert az 1988-as modellévtől kezdve tették kötelezővé. A szabályozás műszaki előírásait SAE (Society of Automobile Engineers) szabványok és ajánlások rögzítik.

Az OBD I előírásokat az 1994-es modellévtől kezdődően felváltották az OBD II előírások. Az OBD II a személygépjárművekre és a könnyű haszongépjárművekre, az 1996-os modellévtől kezdődően a dízelmotorral meghajtott gépjárművekre is hatályos az USA-ban.

Az OBD II európai megfelelője az EOBD, amelynek bevezetését az Európai Unió tagországaiban a 98/69/EC irányelv írja elő.

Az európai szabványosítás az ISO-n (International Organization for Standardization) keresztül történt. Ennek alapnormája az ISO 9141. Az OBD II szerinti irányítóegységek kommunikációja a SAE J 1850, az ISO 9141-2 és az ISO 15 031-3 (CAN-rendszeren keresztül történő kommunikáció) szabványok szerint történik.

Az OBD I szerint minden olyan rendszert ellenőrizni kell, mely emisszió-korlátozó feladatot lát el és elektromosan az irányítórendszerrel kapcsolatban áll. Az OBD I csak hiba felismerési kötelezettséget ír elő, a felismert hibát azonosító kódot az irányítóegység memóriájában tárolni kell. A bekövetkezett és tárolt hiba tényére a gépjármű műszerfalán elhelyezett lámpa (MIL - Malfunction Indicator Light) kigyulladása figyelmezteti az üzemeltetőt, illetve az ellenőrzést végző személyt, így például a közúti ellenőrzés során a hatóság, illetve a rendőrség felhatalmazottját.

Az OBD bevezetése az USA-ban és Európában
1. ábra

A tényleges hiba azonosítása a MIL lámpán (hibajelző lámpa) keresztül villogókód üzenet vizuális megfigyelésével történik, vagy járulékos, bővített szolgáltatással, ECU soros vonali kiolvasással.

Az OBD I rendszeréhez integráltan csatlakozik a gyártó egyéb fedélzeti diagnosztikája, az OBD I közvetlenül csak a kipufogógáz-releváns rendszerek felügyeletét írja elő.
Az OBD II a fedélzeti állapotfelügyeletet az eddig nem ellenőrzött rendszerekre is kiterjeszti és többfunkciójúvá teszi. A lényeges új elemek az alábbiak:

  • MIL lámpa új figyelmeztetési alapfunkció: a lámpa nem világít, a lámpa világít üzemmód kiegészül a lámpa villog üzenettel,
  • a rendszerelemek és funkciók hibás állapotán túl a romlás mértékének (állapotosztály) azonosítása,
  • a hiba bekövetkezésekor a paraméterkörnyezet rögzítése (Freeze Frame),
  • hibatároló-kiolvasás villogókód helyett rendszerteszterrel (Generic Scan-Tool).

Jegyzetelje ki az OBD II. rendszerre vonatkozó újításokat, jegyezze meg a rendszer milyen alegységek állapotfelügyeletét képes elvégezni!

Az OBD II jelenleg az alábbi emisszió-releváns rendszerek állapot-felügyeletét kell, hogy ellássa:

  • égésfolyamat (bekövetkezik-e égés a hengerben),
  • katalizátor (aktivitás),
  • oxigénérzékelő (lambda-szonda-reakciósebesség),
  • szekunderlevegő-rendszer (tényleges működés),
  • kipárolgásgátló-rendszer (tömítettség),
  • kipufogógáz-visszavezető rendszer.

Az OBD-t először Otto-motorokra alkalmazták. 1996-tól azonban már a dízelmotorral hajtott járműveknek is rendelkezniük kell OBD II rendszerrel. Ennek célja és alapelvei megegyeznek a benzinmotoroknál alkalmazott rendszerekével, ugyanakkor azonban a felügyelt funkciók tekintetében különbségek is vannak a kétféle erőforrás esetében.

Különbség például (lásd az alábbi ábra), hogy a dízelüzemű járműveknél a katalizátor-felügyelet általában elmarad, ugyanakkor felügyelet alá vonják az izzító rendszert, SCR-t, részecskeszűrőt, stb.

Kipufogógáz-technika és fedélzeti állapotfelügyelet

Fogalmazza meg, hogy milyen szerepet tölt be a diagnosztika a fedélzeti állapotfelügyeletben!

A korszerű kipufogógáz utánkezelés több elemet felhasználva felügyeli a belsőégésű motorok károsanyag-kibocsátását. Ezen rendszerek mindegyike - a dolog természetéből adódóan - fedélzeti állapotfelügyelet (OBD) alatt áll. Az alábbi ábra a belsőégésű (benzin, dízel) motorokon alkalmazott kipufogógáz-releváns rendszereket tekinti át. Az állapot felügyelet lehet:

  • folyamatos
  • és alkalomszerű.

A továbbiakban mindegyikre bemutatunk egy-egy példát. Folyamatosan kell felügyelni azokat a rendszereket, amelyek a motor működésre erőteljes hatással vannak.

Kipufogógáz-releváns rendszerek
2. ábra
Lambda-szondák kialakítása és beépítése

Elvi ábrán ábrázolja a jegyzetfüzetbe a lambda-szonda jellemző beépítési megoldásait!

Lambda-szonda beépítés
3. ábra

Az EOBD rendszerekben a katalizátor elé beépített lamba-szondán kívül mindig beépítenek a katalizátor mögé is egy ún. ellenőrző (vagy más néven monitor) szondát. Fontos jellemző a járműbe épített szondák típusa, ez az alábbi lehet:

  • S keskenysávú szondá(k),
  • B szélessávú szondá(k).

Ha az autóban több lambda-szonda van, akkor megfelelően be kell számozni őket, hogy vizsgálatkor a műszerben hivatkozni tudjunk rájuk. A szondák elhelyezkedésre utaló jelölések:

  • B hengersor (Bank),
  • S szonda (Sensor)
Lambda-szonda beépítési jelölések
4. ábra
A katalizátor és a lambda-szonda fedélzeti állapotfelügyelete

Fogalmazza meg, hogy milyen szerepet tölt be a lambda-szonda a fedélzeti állapotfelügyeletben!

A katalizátor és a lambda-szondák felügyeletét EOBD, illetve OBD II rendszernél a katalizátor után beépített második lambda-szonda látja el. A felügyelet folyamatos.

A katalizátort akkor minősítjük hibásnak, ha átlagos szénhidrogén átalakítása oly mértékben csökken, hogy az, az 1,5-szörös határértéket átlépi.

A katalizátor jósága szoros kapcsolatban áll az oxigéntároló képességével. Ezt a tulajdonságot használják fel a katalizátor hatásfokának meghatározásához, amelyhez szükség van egy további - a katalizátor mögé beépített - lambda-szondára.

Az alábbi ábrán a szaggatott vonallal jelölt görbe mutatja a katalizátor mögé, a folyamatos vonallal jelölt pedig a katalizátor elé beépített lambda-szonda karakterisztikáját.

Lambda-szonda jelleggörbék
(felső: katalizátor hatásfok, alsó: lambda-szonda öregedés)
5. ábra

Az amplitúdók különbségéből a katalizátor hatásfoka meghatározható.

A katalizátor előtti lambda-szondát a jelfeszültség vizsgálatával ellenőrzi a rendszer. Az elöregedett szondák (ábra szaggatott vonal) lassabban reagálnak a kipufogógáz oxigéntartalmának változására, mint az jól működő, új szondák (folyamatos vonal).

Összességében tehát a lamda-szondák EOBD szerinti állapot-felügyelete az alábbiakra terjed ki:

  • belső ellenállás,
  • jelfeszültség,
  • feszültségváltozás sebessége (szegényből dúsba),
  • feszültségváltozás sebessége (dúsból szegénybe),
  • szakadás,
  • rövidzárlat,

a katalizátor előtti lambda-szonda jelfeszültségének periódus-ideje.

A kipufogógáz-visszavezető rendszerek fedélzeti állapotfelügyelete

Fogalmazza meg, hogy milyen szerepet tölt be a kipufogógáz-visszavezető rendszer a fedélzeti állapotfelügyeletben!

A kipufogógáz-visszavezető rendszerek felépítése

A felügyelet ebben az esetben alkalomszerű. A kipufogógáz-visszavezető rendszerek (AGR, EGR, lásd alábbi ábra) alkalmazásának célja, hogy bizonyos üzemállapotokban adott mennyiségű kipufogógázt keverjenek a friss töltethez. Ennek hatása kettős: egyrészt elégeti a hozzákevert kipufogógázban maradt HC-mennyiséget, másrészt csökkenti az égésfolyamat csúcshőmérsékletét, így javítja a motor NOx-emisszióját.

Kipufogógáz visszavezető rendszer
(1 elektro-pneumatikus átalakító, 2 kipufogógáz, 5 fordulatszám, 3 AGR-szelep, 6 szívócső nyomás, 4 irányítóegység, 7 hőmérséklet, 8 levegő-tömegáram mérő)
6. ábra

Az AGR-rendszerek vezérlését manapság túlnyomórészt pneumatikus úton oldják meg. A motorba jutó levegőmennyiségtől, a fojtószelep-helyzettől és a szívócső-nyomástól, vagy a kipufogási ellennyomástól függő mértékben megfelelő mennyiségű kipufogógázt vezetnek vissza a motorba. A visszavezetés főként részterhelésen történik és mértéke átlagosan 5%. Benzinüzemű motoroknál maximálisan 10% a visszavezethető mérték, míg dízel motoroknál akár 20% is lehet.

A kipufogógáz visszavezetését az ún. AGR-szelep (EGR-szelep) valósítja meg. Ez a szelep keveri hozzá a kipufogógázt a friss töltethez, amikor azt az üzemi körülmények megengedik. Ezeket a szelepeket (szívócső)vákuum nyitja és rugóerő zárja.

A kipufogógáz-visszavezető rendszerek fedélzeti állapotfelügyelete

A gyártók különböző megoldásokat alkalmaznak a kipufogógáz-visszavezetés fedélzeti állapotfelügyeletére.

A legegyszerűbb esetben a motor tolóüzeme esetén az elektronika rövid időre nyitja az AGR-szelepet, amennyiben ilyenkor a szívócső-nyomás megnő, akkor ez a kipufogógáz-visszavezető rendszer rendeltetésszerű működésre utal.

Az ellenőrzés másik megoldása lehet a kipufogógáz-visszavezető csatornában a gázhőmérséklet mérése. Erre a célra szolgál az EGR-hőmérséklet-érzékelő, melyet az EGR-szelepházba építenek be (Ford, VAG). Túl nagy EGR-hőmérséklet állandóan nyitott EGR-szelephelyzetre utal, a túl kis érték pedig azt jelzi, hogy az EGR-szelep nem nyit ki rendesen.

A szabályozott üzemű EGR-rendszerek egyik fajtájában (pl. Ford) a visszavezetett kipufogógáz mennyiségét közvetett úton, az EGR-szelep előtti csővezetékbe épített fojtás két oldala között kialakuló nyomáskülönbség mérésével határozzák meg. Ha az EGR-szelep nyit és kipufogógáz áramlik a csővezetéken, a fojtási helyen nyomáskülönbség keletkezik, amelyet az EGR-nyomáskülönbség-érzékelő mér és ezt a jelet továbbítja az irányítóegységbe. A mért nyomáskülönbség a ténylegesen visszavezetett kipufogógáz mennyiségével arányos, és egyben a rendszer működésre is utal.

A teljesen elektronikusan működtetett rendszer (VAG) esetében már csupán egyetlen szelepre van szükség a kipufogógáz-visszavezetés megvalósításához. Ezt az elektromágneses szelepet az irányítóegység közvetlenül vezérli. A szelepbe integrált potenciométer visszajelzi az irányítóegységnek a szelep tényleges nyitási löketét, amely egyben a működőképesség információja is.

EGR-hőmérséklet érzékelő (felső), EGR nyomáskülönbség érzékelő (alsó)
7. ábra
Elektronikus AGR
(1 irányítóegység, 2 AGR-szelep, potenciométerrel, 3 szellőzés, 4 katalizátor)
8. ábra

A lecke áttanulmányozása után, gondolja végig a tanultakat a tevékenységekben foglaltak alapján, majd oldja meg az önellenőrző feladatokat!

Önellenőrző kérdések
1. Melyik funkciók nem tartoznak az OBD II rendszer újításai közé?
égésfolyamat (bekövetkezik-e égés a hengerben),
katalizátor (aktivitás),
oxigénérzékelő (lambda-szonda-reakciósebesség),
szekunderlevegő-rendszer (tényleges működés),
kipárolgásgátló-rendszer (tömítettség),
kipufogógáz-visszavezető rendszer,
MIL lámpa új figyelmeztetési alapfunkció: a lámpa nem világít, a lámpa világít üzemmód kiegészül a lámpa villog üzenettel,
a rendszerelemek és funkciók hibás állapotán túl a romlás mértékének (állapotosztály) azonosítása.
2. Mi látható az alábbi ábrákon?
Lambda-szonda jelleggörbe
égési folyamat
fék-diagnosztikai rendszer jelleggörbéi
szelepszárkopást jellemző ábra
EGR szelep működését leíró ábra
3. Melyik szám jelöli a lambda-szondát az alábbi ábrán?
1
2
3
4
2 és 3
3 és 1
3 és 4
4. Mire terjed ki a lambda-szondák EOBD szerinti állapot-felügyelete?
belső ellenállás,
jelfeszültség,
feszültségváltozás sebessége (szegényből dúsba),
feszültségváltozás sebessége (dúsból szegénybe),
szakadás,
rövidzárlat.
5. Egészítse ki az alábbi kijelentést, a katalizátorral kapcsolatban!

A katalizátort akkor minősítjük , ha átlagos átalakítása oly mértékben , hogy az, az 1,5-szörös határértéket átlépi.