Xantia weigert dienst

Autoinformatie

Merk:Citroën
Model:Xantia
Jaar:1999
Motor:2.0 L
Motorcode:XU10 J2C
Aantal cylinders:4
Brandstoftype:Benzine
Motormanagementsysteem:Magneti Marelli 8P
Citroën Xantia 1999 2.0 L XU10 J2C 4 Benzine Magneti Marelli 8P

Gebruikte apparatuur

Automotive scope ATS5004D

4-kanaals automotive-oscilloscoop met differentiële ingangen
Automotive scope ATS5000

Automotive scope ATS5000

2-kanaals automotive-oscilloscoop met Arbitrary Waveform Generator

Meetsnoer TP-C1812B

ruisarm differentieel BNC naar banaan-meetsnoer, 3 m

Backprobe TP-BP85

dunne en flexibele backprobe

De Automotive scope ATS5004D wordt in dit artikel ook naar gerefereerd als automotive-oscilloscoop, als diagnose-oscilloscoop of als labscoop.

Introductie

Diagnose stellen bij problemen in een auto vereist kennis van de systemen in een auto, maar vereist ook de juiste gereedschappen. Een oscilloscoop is onontbeerlijk in veel situaties, maar wanneer een ontoereikende oscilloscoop wordt gebruikt, kunnen verkeerde conclusies getrokken worden. Verkeerde conclusies leiden tot verkeerde "oplossingen" die de auto niet repareren maar tijd en geld kosten.

Probleembeschrijving

Deze Citroën Xantia uit 1999 had een nieuwe startmotor gemonteerd gekregen, waarna de auto alle dienst weigerde. Bij het starten sloeg hij even aan maar viel dan weer uit. Bij het vervangen van de startmotor was de accu losgekoppeld geweest. Met een foutcode-scanner werd gekeken of er foutmeldingen in de auto waren opgeslagen. Er was een foutcode met betrekking tot de krukassensor opgeslagen; deze foutmelding komt bij sommige oudere auto's voor als het contact aan staat maar de krukas niet draait. De code kon niet gereset worden, dus werd als harde fout beschouwd.

De ontsteking en injectie werden toen met een moderne, maar ontoereikende oscilloscoop gemeten. Er werd geconstateerd dat de DIS-ontsteking op beide bobines werkte en dat de injectie na een paar slagen stopte. De krukassensor werd met de betreffende scoop nagemeten en goed bevonden. Tot nu toe allemaal juiste stappen, maar hoe nu verder?

De krukassensor werd vervangen, ondanks het juiste signaal en daarna werd de Electronic Control Unit (ECU) vervangen, alles zonder het gewenste resultaat. De vraag was of de startonderbreker zou kunnen zijn gereset doordat de accu los was geweest. De auto werd toen naar een andere garage gesleept, die AECS als leverancier van hun gereedschappen heeft en die een abonnement heeft op de AECS helpdesk. De helpdesk werd benaderd voor ondersteuning.

Meten

Met een andere foutcode-scanner werd de krukassensorfout gereset. Met een Automotive scope ATS5004D werden beide bobines van de DIS-ontsteking en een injectiesignaal gemeten. De signalen zijn te zien in figuur 1.

Ontsteking- en injectiesignalen

Figuur 1: Ontsteking- en injectiesignalen

De motor loopt kortstondig op twee cilinders en stopt dan weer. Voor het getrainde oog is te zien dat beide ontstekingspatronen niet 180 graden uit fase zijn. Het onregelmatige patroon in het injectiesignaal is normaal tijdens de start-verrijking. Om beter te begrijpen wat er gebeurt wordt het krukassensorsignaal aan de meting toegevoegd.

Krukas-, ontsteking- en injectiesignalen

Figuur 2: Krukas-, ontsteking- en injectiesignalen

Nu komt er duidelijkheid. Het bedradingsschema (deel van de ATIS-software) laat zien dat er maar twee bobines zijn. Dat houdt in dat er twee "waste"-vonken zijn. Elke bobine moet een keer per omwenteling een vonk opwekken, wat een vonk bij twee bougies oplevert, waarvan er een slechts een ontbranding tot gevolg heeft. Als het signaal wordt uitvergroot wordt duidelijk wat er gebeurt.

6 krukasomwentelingen uitvergroot

Figuur 3: 6 krukasomwentelingen uitvergroot

Figuur 3 laat zien dat iedere tweede omwenteling geen injectie- en ontstekingssignalen voorkomen! Dat verklaart waarom de motor even op twee cilinders loopt. Het verklaart ook dat de eerste garage op beide bobines en op de injectie een signaal zag.

Het is ook duidelijk dat het krukassignaal aanwezig is, waarom dan die verkeerde activatie? De duivel zit zoals altijd in de details.

Uitvergroot op de geselecteerde krukasomwenteling

Figuur 4: Uitvergroot op de geselecteerde krukasomwenteling

Figuur 4 laat de geselecteerde krukasomwenteling uit figuur 3 uitvergroot zien. Voor de duidelijkheid zijn de overige signalen uit de grafiek gehaald. Het uitvergrootte patroon laat prachtig 56 tanden op de krukas-tandring zien, alhoewel tand 1 een wat lage spanning heeft. Als het voorbeeldsignaal in de ATIS-software bekeken wordt, blijkt dat de Citroën Xantia 58 tanden moet hebben!

Simulatie

Om dat te verifiëren is een Automotive scope ATS5000 er bij gepakt. Dit instrument heeft een Arbitrary Waveform Generator die gebruikt kan worden om ieder gewenste signaal uit te sturen. Via ATIS werd de generator geladen met het patroon van 58 tanden dat de Xantia nodig heeft. De krukassensor werd losgekoppeld en de generator werd aangesloten op de krukassensor-connector van de draadboom. De brandstofpomp werd uitgeschakeld om te voorkomen dat de motor verzuipt. De vier-kanaals meting die werd gemaakt is te zien in figuur 5.

Simuleren van het krukassignaal

Figuur 5: Simuleren van het krukassignaal

Het opgewekte juiste signaal zorgt er voor dat de ECU iedere omwenteling ontstekings- en injectiesignalen uitstuurt, zolang de generator aanstaat.

Oorzaak

Met het echte signaal met 56 tanden loopt de motor niet, met het gesimuleerde signaal van 58 tanden werkt het motormanagementsysteem perfect. Dit bewijst dat het systeem inderdaad 58 tanden nodig heeft. Een probleem met de krukassensor kan het herhalende ontbreken van twee tanden per omwenteling niet veroorzaken, dit moet een mechanische oorzaak hebben. Een nauwkeurige blik op de krukas-tandring onthult het ware probleem.

Verbogen tandring achter de tandkrans van het vliegwiel

Figuur 6: Verbogen tandring achter de tandkrans van het vliegwiel

Oplossing

De tandring werd gerepareerd, waarna de motor weer prima liep.

Conclusie

Het is nu duidelijk wat er fout ging. Terwijl de nieuwe startmotor is geplaatst, moet deze de tandring hebben geraakt en twee tanden verbogen. De ECU wachtte na iedere 58 tanden tot het referentiepunt in het krukassignaal weer voorbijkwam. Tijdens dit wachten werden GEEN ontstekings- en injectiesignalen opgewekt.

De oscilloscoop die de eerste garage gebruikte liet klaarblijkelijk niet zien dat injectie en ontsteking maar een keer per twee omwentelingen plaatsvonden, noch dat het krukassignaal pulsen miste. Met de Automotive scope ATS5004D die de tweede garage gebruikte, kan een langdurige meting gedaan worden met een hoge resolutie. Dit geeft niet alleen een goed overzicht gedurende langere tijd, maar maakt het ook mogelijk de kleinste details in een signaal uit te vergroten.

Met een Automotive scope ATS5000 een voorgedefinieerd krukassignaal uit ATIS in de draadboom injecteren leverde een perfecte injectie en ontsteking op, zo lang we wilden. Er was dus geen probleem met de ECU of de startonderbreker, maar een tandring waarvan twee tanden beschadigd waren bij het vervangen van de startmotor.

Alleen met goede automotive-diagnose-apparatuur als de Automotive scope ATS5004D en ATIS en een gedegen training in automotive-diagnose kunnen dit soort problemen eenvoudig gevonden en opgelost worden.

H.P. Leijen
AECS