Jak sprawdzić ciśnienie w Common Rail?

Istnieją różne metody pomiaru ciśnienia paliwa w układzie Common Rail. W poniższym tekście przyjrzymy się dostępnym technikom pomiaru jak również podstawowym metodom diagnostyki układu paliwowego.

Działanie pompy wysokiego ciśnienia

Na wstępie warto przypomnieć podstawy funkcjonowania układu zasobnikowego, ponieważ rozumienie tych mechanizmów bardzo ułatwia diagnostykę. Idea układu opiera się na pompie wysokiego ciśnienia dostarczającej paliwo do zasobnika (nazywanego szyną bądź listwą), z którego trafia do wtryskiwaczy. Dzięki temu wtryski pracują przy ustalonym ciśnieniu, które jest zadawane przez sterownik silnika (ECU) zależnie od warunków pracy. Pozwala to dokładniej kontrolować proces spalania paliwa.

Regulator ciśnienia paliwa

Aby to było możliwe, konieczny jest regulator ciśnienia paliwa. Nazwy tej używa się zwykle w odniesieniu do zaworu regulacyjnego (PRV), który upuszczając paliwo z zasobnika (niekiedy zawory montuje się na pompie) ogranicza jego wzrost. Faktycznie funkcję regulacyjną pełni algorytm sterownika, który steruje zaworem (zadaje współczynnik wypełnienia PWM) w oparciu o mierzone ciśnienie paliwa w listwie wtryskowej.

Zawory regulacji wydatku

Stosuje się także dodatkowe zawory na pompie regulujące wydatek pompy, dzięki którym sterownik silnika może dostosować wydajność w szerokim zakresie pracy. Pozwala to ograniczyć zużycie mocy oraz samej pompy wysokiego ciśnienia. Stosuje się zawory normalnie otwarte lub normalnie zamknięte – te pierwsze pozwalają na maksymalny przepływ paliwa w sytuacji braku sterowania zaworem. Taka pompa jest w stanie osiągnąć ciśnienie rzędu 700 barów w trakcie próby rozruchu przy odłączonym zaworze i wtryskiwaczach. Wiedza o rodzaju zastosowanego rodzaju zaworu jest niezbędna do dokładniejszej diagnostyki.

Jak wykryć problemy z ciśnieniem paliwa?

Ponieważ ciśnienie w układach Common Rail ciągle się zmienia, kluczową informacją jest porównanie faktycznego ciśnienia w listwie z wartością zadaną. Odbywa się to zwykle przez odczyt parametrów pracy z testera diagnostycznego. Ta metoda sprawdzi się najlepiej jeśli silnik uruchamia się i pracuje stabilnie przynajmniej w pewnych warunkach.

Badając ciśnienie obserwujemy nadążanie wartości rzeczywistej za wartością zadaną w zakresie pracy od wolnych obrotów aż do pracy przy pełnej mocy. Sprawny układ jest w stanie utrzymać wymagane ciśnienie w pełnym zakresie pracy.

Zwróć uwagę kiedy występują objawy

Ważne są punkty skrajne – w warunkach pracy na biegu jałowym mamy minimalny wydatek paliwa – tutaj najłatwiej będzie o wystąpienie zbyt wysokiego ciśnienia z powodu np. przytkanego zaworu regulacyjnego. Z kolei przy dużym obciążeniu niezbędne jest wysokie ciśnienie, które wymaga zarówno sprawnej pompy, zaworu regulacyjnego jak również wtryskiwaczy.

Wiele osób zbyt pochopnie łączy problemy z ciśnieniem ze stanem pompy wysokiego ciśnienia. Trzeba pamiętać, że typowych warunkach wydajność pompy powinna być znacznie większa niż faktyczne zapotrzebowanie. Ponieważ wartość ciśnienia jest regulowana przez elektrozawór, będzie ona w danych warunkach taka sama przy nowej jak i częściowo zużytej pompie. Dopiero przy znacznym niedomaganiu ciśnienie wytwarzane będzie zbyt niskie.

Problemy z rozruchem

W przypadku problemów z rozruchem nie zawsze pomiar za pomocą diagnostyki pokładowej jest zadowalający. Czasem oferowana szybkość próbkowania (ilość pomiarów w jednostce czasu) nie pozwala dokładnie zorientować co się dzieje lub występuje opóźnienie w przesyłaniu danych. W takim przypadku można albo zmierzyć sygnał z czujnika na listwie wtryskowej za pomocą niezależnego miernika bądź oscyloskopu, albo dołączyć do układu zewnętrzny manometr (podłączając go zamiast jednego z wtrysków) i niezależnie zmierzyć ciśnienie.

Niewątpliwą zaletą manometru jest możliwość wykrycia usterki samego czujnika, co nie jest możliwe bez niezależnego pomiaru. Wadą jest stosunkowo wolne działanie i konieczność fizycznej obserwacji wskazówki w trakcie próby rozruchu. Można przyjąć, że minimalne ciśnienie to od 180 do 250 bar w zależności od generacji układu (nowsze układy wymagają wyższych ciśnień).

Objawy w trakcie jazdy

Problemy z ciśnieniem paliwa w czasie jazdy najczęściej objawiają się brakiem mocy po dodaniu gazu bądź nierównomiernością w pracy, opisywaną jako szarpanie silnika. Pamiętajmy, że przyczyną podobnych nieprawidłowości może być wiele i nie muszą być związane z ciśnieniem na listwie wtryskowej. Interesujące możliwości daje tester EDIA-PRO, który pozwala na badanie silnika w trakcie pracy. System wykorzystuje oscyloskopową metodę badania układu, pozwalając w wielu przypadkach na odróżnienie niesprawności pompy wtryskowej od usterki samych wtryskiwaczy.

Dedykowany tester

Urządzenie RPT-5 jest prostym w zastosowaniu testerem do niezależnych pomiarów ciśnienia w układzie Common Rail. Dzięki niezależności od diagnostyki pokładowej może być wykorzystany w dowolnych pojazdach wyposażonych w układ zasobnikowy (także benzynowych), ale również w maszynach rolniczych, budowlanych czy agregatach. Podłączenie do czujnika jest bardzo proste – za pomocą adaptera bądź sond igłowych. Tester nie wymaga znajomości układu połączeń. Po włączeniu zapłonu pokaże układ wyprowadzeń i zacznie mierzyć zarówno sygnał z czujnika jak i napięcie zasilania ze sterownika.

A co w przypadku uszkodzonego czujnika? Tester oferuje unikalną funkcjonalność wykorzystania typowego, sprawnego czujnika ciśnienia jako czujnika wzorcowego. Dodatkowy czujnik jest zasilany z testera. Po dołączeniu takiego czujnika do układu (np. za pomocą zaślepionej szyny Common Rail) zyskujemy możliwość porównania wskazań obu czujników na raz. Dzięki temu unikniemy niepotrzebnej wymiany czujnika.

Urządzenie może zwyczajnie wyświetlać wartości na wyświetlaczu, ale może również rejestrować przebiegi sygnału z czujnika. Dołączona aplikacja dla systemu Android pozwala na ich wygodny odczyt w większej rozdzielczości na ekranie urządzenia mobilnego.

Przyczyny zbyt niskiego ciśnienia

Najczęstszym stwierdzanym problemem jest zbyt niskie ciśnienie paliwa. Poniżej przedstawimy przykładowy schemat postępowania w takim przypadku.

1. Sprawdź układ zasilania paliwem, zaczynając od samego zbiornika. Skontroluj filtr paliwa, pompę wstępną oraz stan przewodów paliwowych. Zapchany filtr jest częstą i łatwą do usunięcia przyczyną problemów. Sprawdź czy pompa wstępna działa poprawnie (w niektórych układach pracuje tylko przy rozruchu) i podaje wymagane ciśnienie na pompę CR. Nieszczelności mogą być przyczyną zapowietrzania się układu.
2. Sprawdź przelewy wtryskiwaczy. Uszkodzone wtryskiwacze generujące bardzo duży przelew mogą wręcz uniemożliwić wytworzenie odpowiednio wysokiego ciśnienia w układzie. Ocena przelewu wtryskiwaczy jest prosta i nie wymaga drogiego sprzętu.
3. Sprawdź elektrozawór regulacji ciśnienia na szynie. Przed sprawdzeniem samej pompy dobrze ocenić działanie zaworu. Może być tak, że silnik nie startuje z powodu zbyt niskiego ciśnienia, a zawór w tym czasie puszcza paliwo na przelew.
4. Sprawdź obwody zaworów pompy oraz czujnika ciśnienia paliwa.
5. W ostatniej kolejności decydujemy się sprawdzić pompę wysokiego ciśnienia poprzez jej badanie na stole probierczym.

Przyczyny zbyt wysokiego ciśnienia

Choć tego typu problemy występują rzadziej, zbyt wysokie ciśnienie także bywa problemem. Dobrze jest w porę wykryć usterkę ponieważ nadmierne ciśnienie może doprowadzić do przyspieszonego zużycia lub uszkodzenia komponentów systemu wtryskowego.

1. Najczęstszą przyczyną problemu jest zawór regulacji ciśnienia paliwa. Zdarza się, że zanieczyszczenia doprowadzają do przytykania się zaworu co prowadzi do nadmiernego wzrostu ciśnienia. Zacinający się zawór regulacyjny może objawiać się także falowaniem ciśnienia w trakcie pracy.
2. Sprawdź czujnik ciśnienia paliwa. W przypadku problemów z czujnikiem bądź jego obwodem może zostać zgłoszony błąd sygnalizujący wysokie ciśnienie.