KURZUS: Járművek

MODUL: Járműdiagnosztika

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
1. 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 MII. 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, hogy a dízelüzemű járműveknél a katalizátor-felügyelet általában elmarad, ugyanakkor felügyelet alá vonják az izzító rendszert, SCR-t, részecskeszűrőt.
2. 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 - a 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
3. 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. A járműbe épített szondák típusa a következő 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
4. 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 (ábra - 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.
5. 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 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. Az alábbiak közül mire terjed ki a lambda-szondák EOBD szerinti állapot-felügyelete?
| Belső ellenállás
| Jelfeszültség
| Feszültségváltozás sebessége (szegényből dúsba)
| Szakadás
| Rövidzárlat
| Külső ellenállás
3. Válassza ki a katalizátorra vonatkozó helyes állítást!
| A katalizátort akkor minősítjük hibásnak, ha átlagos szénhidrogén átalakítása oly mértékben csökken, hogy az, az 1,5-szörös határértéket átlépi
| A katalizátort akkor minősítjük hibásnak, ha átlagos szénhidrogén átalakítása oly mértékben csökken, hogy az, az 5-szörös határértéket átlépi
| A katalizátort akkor minősítjük hibásnak, ha átlagos kénhidrogén átalakítása oly mértékben csökken, hogy az, az 1,5-szörös határértéket átlépi
| A katalizátort akkor minősítjük hibásnak, ha átlagos kénhidrogén átalakítása oly mértékben csökken, hogy az, az 5-szörös határértéket átlépi
4. Az ábra alapján párosítsa a fogalmakat a számokhoz! Ha a fogalom nem szerepel az ábrán, a mezőbe 0-t gépeljen! AGR-szelep, potenciométerrel EGR nyomáskülönbség érzékelő Irányítóegység Katalizátor Szellőzés Vevőegység