Leó M. Jónsson vélatæknifræðingur

GM 6.5 lítra dísilvélin: Vandamálin og lausn þeirra

Ég átti á sínum tíma nokkra GM-bíla með 5.7 lítra Oldsmobile dísilvélinni, barðist við ótal vandamál, kerlingabækur, sleggjudóma og kjaftæði sjálfskipaðra sérfræðinga sem þóttust allt vita og kunna. Með réttum upplýsingum tókst að leysa öll vandamál í sambandi við fyrri og síðari gerðirnar af vélunum. Greinar um málið skrifaði ég í tímaritið Bílinn og fullyrði að þær vélar, sem voru meðhöndlaðar samkvæmt mínum ráðum hafa verið til friðs síðan, a.m.k. hjá mönnum sem kunnu að lesa og kunnu til verka (fagmennska þýðir einfaldlega að ekkert kemur í staðinn fyrir þekkingu og reynslu). 6.2ja lítra GM dísilvélin (en sú var frá GMC) var aldrei neitt vandamál en hún var dæmigerð vinnubílavél (gróf). Síðan kom 6.5 lítra GM dísilvélin með rafeindastýrðu eldsneytiskerfi, sem var mikil tæknileg framför, m.a. með tilliti til mengunarvarna, en þá byrjaði líka ballið upp á nýtt því olíuverkin hafa valdið stöðugum vandræðum í þeim vélum - þar til nú. Vandamálið virðist nefnilega vera leyst (og það var ekki ég sem leysti Það).

6.5 lítra dísilvélin frá GM er í ,,Van" og ,,Pick-up-bílum" frá GM auk þess sem hún er í Hummer. Kerfin í ,,Van" og Hummer eru þau sömu en í pallbílunum eru þau af annarri týpu. Tvennt fór saman sem leiddi til þess að eldsneytiskerfin gáfu sig í 6.5 lítra vélinni (Stanadyne DS4 elektróniskt olíuverk). Í fyrsta lagi kom á markaðinn um líkt leyti og vélin brennisteinssnauðari dísilolía. Brennisteinninn batt í sér ýmis efni sem smurðu olíudælur og spíssa. Skortur á smurefni í olíunni gerir það að verkum að olíuverkið hitnar meira - og hitnaði of mikið fyrir. Hitt atriðið er hringrásarkerfið á milli olíutanksins og olíuverksins. Fæðidæla heldur stöðugri hringrás á milli olíuverks

Tmastilling oluverks

essum sustu tmum, egar nnast ll vlstring blum hefur veri tlvuvdd, er krafist annarra vinnubraga en ur tkuust. a gildir t.d. sama um rafeindakveikju bensnbl (en eim njustu er jafnvel kveikjan bak og burt) eins og um tlvustrt oluverk dsilvl a hvorugt m stilla (hreyfa) me vlina gangi. etta er fyrsta reglan sem menn vera a hafa heiri, ef eir tla a n einhverjum rangri me stillibgu Stanadyne SD4 oluverkinu 6.5 ltra GM dsilvlinni - ekki hreyfa verki me vlina gangi ea svissinn .

Tmun oluverksins getur urft a stilla. a er gert sama htt og venjulegu (mekansku) oluverki, .e. me v a breyta stu ess, sna v annahvort rtt- ea rangslis. Tmastillingin Stanadyne SD4 er nokku nkvm. Sem dmi jafngildir frsla oluverksins um 1 mm annan hvorn veginn, 2 breytingu tmun.

egar n vl er sett saman og oluverki rtt tma er s afstaa merkt flansa oluverks og haldara me kjrnuu striki. Hafi ekki veri hreyft vi tmun standast essi strik . Vandinn er s a mislegt vlinni getur (t.d. vegna slits) valdi v a stilla arf tmun til a n hmarksafli og upptku. Ennfremur getur hafa veri skipt um oluverk og gildir upphaflega tmamerki ekki.

Stilling samkvmt upplsingum framleienda er eftirfarandi: Gangsetji vlina og lti hana n elilegum vinnsluhita. Tengi ,,Tech 1- kalesarann" og velji ,,Output Test/inj Pump" og styji ,,TDC Time Set". Kalesarinn a sna 0 (Inj Tim") s tmunin rtt.

Drepi vlin sr egar stutt er ,,TDC Time Set" skal svissa af. Losi oluverki og sni v sem nemur 1-2 mm nr blstjrahli blsins. Festi verkinu essari stu, gangsetji og endurtaki prfunina hr undan. Ef vlin gengur egar stutt er ,,TDC Time Set" velji ,,Mesured Inj Tim" til a f tmunina grum. Rtt tmun er 3,5 ( undan toppstu) lausagangi fyrir bi beinskipta og sjlfskipta 6.5 ltra dsil sem hafa F, P ea S VIN-kanum.

Hafiru ekki kalesaran ,,Tech 1" en teljir a tmunin verkinu s ekki rtt geturu fikra ig fram me v a kjrna ntt strik verk og haldara og merkja san nokkur strik me millimetra millibili haldarann bar ttir. Upphaflega striki notaru sem vimiun. breytir tmanum um 2 grur fyrir hvern millimetra sem flytur verki fr upprunalega strikinu (miki sein tmun sst dkkum reyk afgasinu - miki of fljt tmun yngir gangsetningu) Rtt tmun gefur hsta snningshraa lausagangi. Ath. Hreyfu ekki oluverki me vlina gangi og mundu a breyta ekki stu verksins nema rugglega s svissa af (gleymist etta atrii mttu eiga von a urfa a punga t fyrir njum tlvuheila - og a ku vera nokku lfleg sala eim).

og tanks um yfirfall. Tilgangurinn er að nota hringrásina til að kæla olíuverkið. Þeir sem ekki vita þetta hafa því óafvitandi flýtt fyrir eyðileggingu olíuverksins með því að aka alltaf á síðustu lítrunum inn á bensínstöðina. Þegar lítið er eftir í tanknum hitnar olíuverkið miklu meira en þegar tankurinn er fullur. Takmarkað magn takmarkar kælingu. Margir virðast hafa flaskað á þessu, m.a. trassarnir sem alltaf skríða inn á bensínstöðvarnar á síðustu lítrunum (þeir ættu ekki að eiga svona bíla). Og við þetta má bæta að allt sem teppir hringrás eldsneytisins svo sem lélegar síur eða léleg fæðidæla flýtir fyrir því að kerfið hrynji.

Þessir tveir samverkandi þættir hafa valdið því að þetta annars fullkomna eldsneytiskerfi, sem hefur marga kosti umfram önnur, hefur ekki reynst eins vel og skyldi - reyndar hefur það verið til vandræða í of mörgum tilvikum.

Til að gefa frekari mynd af því sem um er að ræða þá er hitastig eldsneytisins í olíuverkinu rúmar 70C í venjulegum akstri með fullan tank. Séu einungis 15 lítrar eftir í tanknum hækkar hitastigið í olíuverkinu upp í um 90C. Í kerrudrætti nær eldsneytið jafnvel 100C í olíuverkinu og getur hitnað enn meir ef fæðidælan er léleg.

Það sem mestum vandræðum hefur valdið er ekki olíuverkið sjálft heldur svokölluð FSD-eining (Fuel Solenoid Driver) - drifstýring sem fest er á vinstri hlið olíuverksins og sem stjórnar eldsneytisloka í olíuverkinu. Drifstýringin, sem Stanadyne nefnir ,,PDM = Pump Mounted Driver", fær boð frá vélstýrikerfi (tölvu) bílsins en hún er búin tveimur aflsmárum sem hitna. Þann hita á eldsneytið, sem fer í gegnum olíuverkið, að leiða burt (kæla) en gerir það ekki í öllum tilvikum og þá byrjar ballið. Oftar en ekki nær olíuflæðið ekki að kæla drifstýringuna með þeirri afleiðingu að hún brennur yfir.

Áður en lengra er haldið (og til að lýsa betur á hvern hátt hægt er að leysa vandann) skulum við, í stuttu máli, gera grein fyrir því hvernig þetta kerfi, Stanadyne DS4, á 6.5 lítra GM dísilvélinni virkar:

Stanadyne DS4 er rafeindastýrt olíuverk. Inngjöfin (ástigið) er ekki í neinu mekanísku sambandi við olíuverkið eins og í venjulegum dísilkerfum. Þess í stað sendir inngjöfin boð til tölvu bílsins sem í handbókum nefnist PCM (Power Control Module). Með inngjafarboðum og öðrum breytum (en breytur kallast ýmis rafboð frá nemum og skynjurum hér og þar á vélinni) stjórnar tölvan olíuverkinu. Sem dæmi um stýribreytur má nefna hitastig og þrýsting inntakslofts, hitastig eldsneytisins að olíuverkinu, hitastig kælivatnsins og stöðu sveifarássins. Með sérstökum (optiskum) skynjara samhæfir tölvan tímun innsprautunar snúningshraða vélarinnar. Það er sem sagt tölvan sem stýrir olíuverkinu við allar aðstæður. Til þess að olíuverkið getið látið að stjórn tölvunnar er það m.a. búið rafeindastýrðum flæðisloka (fuel solenoid) sem skammtar magn eldsneytis fyrir hvert brunahólf (meira að segja mismikið fyrir hvert hólf), segulmótor sem stjórnar tíma og stefnu sprautugeislans og segulloka sem getur stöðvað allt eldsneyti til brunahólfanna.

Olíuverkið með stimplum (elementum) sem dæla eldsneyti til spísanna virkar eins og venjuleg raðdæla. Stimplarnir, en þeir eru 4, hafa ákveðna óbreytanlega slaglengd og slífin fyllist alltaf með eldsneyti frá safnhólfi um flæðislokann og aftur í safnhólfið (hringrás). Þegar boð um inngjöf berst lokar flæðislokinn fyrir bakrennsli til safnhólfsins og spíssinn fær eldsneytið. Þegar vélin hefur fengið það eldsneytismagn sem tölvan hefur ákveðið hæfilegt, gefur hún flæðislokanum boð um að opna hringrásina aftur - eldsneytið sem eftir er í slífinni fer í safnhólfið. Með þessu móti má stjórna nákvæmlega magni eldsneytis sem sprautað er inn í brunahólfin, frá lausagangi til botngjafar. Tæknin er einföld og snjöll, virkar vel og hefur fáa hreyfanlega hluti. Stærsti kosturinn er sú nákvæmni sem næst í innsprautun magns og næstum ómögulegt er að ná með hefðbundnu olíuverki. Árangurinn er mengunarsnauðara afgas. Meira að segja fær hver sílindri það magn sem hentar honum best, sumir meira aðrir minna, og þannig heldur kerfið vélinni í jafnvægi. (Munuinn má merkja á hve mun mýkri og jafnari lausagangur er í dísilvél með rafeindastýrðu olíuverki eða vél með venjulegu olíuverki (rað- eða stjörnuverki).

Flæðislokinn er undir miklu álagi og tekur til sín mikinn straum. Tölvan ræður ekki við þá orkumiðlun og því hefur verið komið fyrir áðurnefndri drifstýringu (FSD = Fuel Solenoid Driver) á olíuverkinu. Drifstýringin er einfaldlega hraðvirk straumloka sem gefur flæðislokanum 4 ,,spörk" fyrir hvern sveifarásshring. Magn eldsneytis sem drifstýringin skammtar (,,kalibrering") ræðst af viðnámi í straumrásinni að drifstýringunni. Upphaflega voru viðnámin merkt með númerunum 1-9 og gaf nr. 9 mest magn (mest afl). Nú er boðið upp á viðnám upp í nr. 13. Í drifstýringunni er að finna ýmsan rafeindabúnað, m.a. 2 aflsmára sem hitna. Í lausagangi eru smárarnir ekki virkir nema stuttan tíma en við meiriháttar inngjöf eru þeir virkir næstum alla slaglengd dælustimplanna. Kælingarþörf drifstýringarinnar eykst því eftir því sem vélin erfiðar meira. Drifstýringunni er fest á eggsléttan flöt á olíuverkinu og miklu skiptir að sléttu fletirnir séu í sem nánastri snertingu þannig að olíuverkið dragi sem mestan varma frá drifstýringunni. Til að auka þessa leiðni er notað sérstakt leiðandi milliefni á fletina fyrir samsetningu, álþynna og sílikonhlaup á báðar hliðar hennar. Hlaupið gegnir því hlutverki að eyða loftvösum á flötunum sem sjást ekki með berum augum og auka þannig varmaleiðnina. Álþynnan virkar einnig sem þétting sem varnar því að vatn og raki geti komist þarna á milli og síðan inn í rafeindabúnaðinn.

Vélin notar ekki nema hluta af því sem fæðidælan sækir í tankinn. Það sem umfram er (hringrásin) er nauðsynlegt til að kæla olíuverkið. Og það er einmitt þar sem vandamálið með 6.5 lítra dísilvélina byrjar. Olíumagnið í gegnum olíuverkið er ekki nægilega mikið til að leiða burt hitann sem myndast við dælingu eldsneytisins, sem stafar frá flæðislokanum og frá drifstýringunni. Olíuverkið, með þeim búnaði sem á það er hengdur, nær að hitna miklu meira en hönnuðir kerfisins gerðu ráð fyrir í upphafi. Og það sem vill gleymast er að olíuverkið hitnar því meir sem minna er eftir af olíu í tanknum þar sem magnið hefur bein áhrif á kæliafköst hringrásarinnar - og þegar ekið er á síðustu lítrunum má gera ráð fyrir að spæla megi egg á olíuverkinu og þá eru það drifstýringin og optíski skynjarinn ofan á verkinu sem eru í bráðastri hættu.

Þegar ekið er á næstum tómum tanki (á síðustu lítrunum) er smureiginleiki eldsneytisins næstum enginn orðinn og ekki fer olíuverkið varhluta af því heldur enda hafa þau hrunið unnvörpum. Það merkilega við þetta allt er hve fáir hafa reynt að finna orsök bilunarinnar, hvað þá að reyna að ráða á henni bót. Þess í stað er (eins og var með 5.7 lítra dísilvélina forðum) einungis talað um galla og bótaskyldu og um það þrasað og þjarkað endalaust.

En það er ekki nóg með að drifstýringin fái ekki næga kælingu heldur eiga skrúfurnar sem halda henni fastri á olíuverkinu einnig sinn þátt í vandanum. Stallurinn á skrúfunni sem þrýstir á sætið, sem er úr plasti, er einungis 11 mm2 . Þegar drifstýringin hitnar mest bráðnar plastið undi skrúfuhausnum. Og þótt drifstýringin virðist sitja föst á olíuverkinu, vegna þess að erfitt er að snúa skrúfunum sem límst hafa fastar í bræddu plastinu, hefur varmaleiðnin á milli hennar og þess minnkað umtalsvert.

HVAÐ SKAL GERA ?

Fram að þessu hefur lausnin verið sú að skipta um olíuverk með nýrri drifstýringu þegar drifstýringin hefur gefið sig (og gefa sér þá jafnframt að olíuverkið sé einnig ónýtt - sem oft er raunin). Og sumir eru svo kokhraustir að halda því fram að endurbyggð olíuverk frá Ameríku séu endanleg lausn. Það eru þau ekki (treystu reynslu minni í þessum efnum) - endurbyggðu olíuverkin, sem eru dýr, eru aðeins frestun á næsta stóráfalli vegna þess að þótt varmaleiðnin á milli olíuverks og drifstýringar hafi verið bætt með betri festingu er það engin trygging fyrir endingu.

Þegar drifstýringin hefur gefið sig (sem er algengasta fyrsta alvarlega bilunin í þessu kerfi) er oftast gripið til þess að endurnýja hana og þá gefa menn sér um leið að olíuverkið sjálft hafi sloppið. En eins og ég tel mig hafa sýnt fram á hér á undan sleppur olíuverkið ekki alltaf - og því er vandanum einungis slegið á frest með ennþá meiri kostnaði sem afleiðingu. Það sem er enn verra er að margir, sem meta þessa bíla sína sem gullsígildi, tíma ekki að greiða þá upphæð sem fylgir því að leysa vandamálið til langframa (en það er þeirra vandamál). Annað sem menn skyldu ekki gleyma er að nánast öll vinna við olíuverk á 6.5 lítra vélinni er tvöföld í ,,Van" miðað við ,,Pick-up". Ástæðan er einfaldlega sú hve erfitt er að athafna sig í frambyggða bílnum.

Lausnin er nefnilega til. Og ég tel mig geta rökstutt það tryggilega. En hún kostar peninga. (En hvers virði er GMC pick-up eða ,,Van" af dýrustu og fínustu gerð með ónýtu olíuverki ?).

En svo ég dragi ykkur lesendur Vefsíðu Leós aðeins lengur á lausninni - skulum við líta á lýsingu bilana/gangtruflana, bilanaleit og hvernig bilanakóðar eru lesnir í þessum bílum.

BILANAGREININGIN

Reynslan segir mér að takmörk séu fyrir því sem hægt sé (eða sé skynsamlegt) að setja af upplýsingum í eina grein. Margir nenna einfaldlega ekki að lesa langar greinar - jafnvel þótt þær gætu leyst vandamál sem þeim hefur aldrei tekist að leysa. Ég kann enga skýringu á þessari lesleti. Hins vegar reyndust pælingar mínar og langar greinar í tímaritinu Bílnum um 5.7 lítra dísilvélina á sínum tíma leysa bæði mín vandamál og annarra (það eru engin vandamál með þá vél lengur sem ekki er auðvelt að leysa).

En áfram með smérið; Algengustu bilanir í þessu 6.5 lítra dísilkerfi, sem eiga sér yfirleitt sameiginlega orsök (yfirhitnað olíuverk) eru tvenns konar: ,,Optíski neminn" ofan á olíuverkinu hættir að virka og /eða drifstýringin gefur sig. Stundum leiða bilanir í þessum einingum til þess að skipta verður jafnframt um olíuverkið.

Þegar ,,optíski neminn" ofan á olíuverkinu bilar, en hann gefur tölvunni til kynna snúningshraða vélar og tímun, lýsir það sér með erfiðri gangsetningu, vélin á það til að drepa á sér fyrirvaralaust, kraftleysi og gangtruflanir, sérstaklega við meiri snúningshraða (eins og vélin ,,sleppi úr") geta átt sér stað.

Þegar drifstýringin bilar lýsir það sér m.a. á þann hátt að vélin fer ekki í gang, vélin fer í gang en drepur á sér eftir að hafa náð að hitna og er þá ekki hægt að gangsetja nema eftir að hún hefur náð að kólna - eða neitar algjörlega að fara í gang. Stundum eru fyrstu merkin um að drifstýringin sé að gefa sig hnökrar í vélinni (eins og hún sleppi úr).

Í árgerð 1994 er bilanakóðinn 17 fyrir ,,optíska nemann" en stundum 18 í árgerð 1995. Frá og með 1996 árgerð er kóðinn P0251 (þegar notaður er GM-skanni Tech-1 eða Tech-2 eða sambærilegt tæki.

Í árgerð 1994 er bilanakóðinn 35 fyrir drifstýringuna og stundum 36 fyrir árgerð 1995. Frá og með 1996 er kóðinn P1216.

Í eldri árgerðum af þessum bílum (1994 og 1995) er hægt að lesa bilanakóða tölvunnar án þess að hafa skanna. Undir mælaborðinu á móts við stýrishólkinn er úttakstengill tölvunnar. Tengillinn er með tvær 6 tengja raðir. Tvö tengin í efri röðinni lengst til hægri eru tengd saman. Svissað á. Ljósið í mælaborðinu ,,Service Engine Soon" byrjar að blikka. Séu engir bilanakóðar í minni tölvunnar gefur ljósið kóðann 12 með því að blikka einu sinni, bíða stutta stund og blikka svo tvisvar í röð. Þessi boð eru endurtekin látlaust þar til tengingin er fjarlægð. Þetta þýðir að bilanaleitarkerfið virkar eins og það á að gera. Ef tölvan hefur skráð bilanakóða í minnið myndar ljósið ekki kóðan 12. Til dæmis er kóðinn 35 gefinn til kynna með þremur ljósum, stuttri bið og síðan 5 stuttum ljósum. Þá kemur dálítil bið og síðan endurtekning á kóða 35. Ljósið gefur hvern kóða til kynna þrisvar í röð en síðan sýnir það næsta bilanakóða á sama hátt.

Þegar bilanakóðarnir hafa verið lesnir á þennan hátt og viðgerð lokið þarf að eyða kóðunum úr minni tölvunnar. Það er gert með því að stíga á bremsuna og halda henni niðri, stíga síðan inngjöfina í botn og halda einnig henni niðri - þá byrjar ljósið að blikka kóðan 12 og þá sleppir maður fyrst bremsunni og síðan inngjöfinni. Gangið úr skugga um að ljósið blikki kóðan 12 áður en tengingin er fjarlægð úr úttakstenglinum. Fyrir suma er þetta allt of flókin aðgerð en þegar notaður er skanni er einfaldlega stutt á ,,reset" eftir viðgerð.

VARANLEGA LAUSNIN

Merkilegt að það skuli hafa þurft sænskt fyrirtæki til að finna einfalda lausn á þessu vandamnáli. Sænska lausnin er í því fólgin að festa nýrri drifstýringu á sérstaka kælifestingu sem komið er fyrir á soggreininni í stað þess að festa hana á olíuverkið. Þegar drifstýringin er endurnýjuð er sú gamla (ónýta) látin vera áfram á olíuverkinu. Auk þessa er sett viðnám nr. 13 inn í straumrásina að drifstýringunni í stað þess upprunalega en það eykur gjöf olíuverksins og afl vélarinnar án þess að mengun í afgasi fari uppfyrir leyfileg mörk.

Þessi búnaður nefnist ,,FSD-Cooler", er framleiddur af Beta Maskin AB í Svíþjóð og seldur hérlendis af Þ. Jónssyni Vélalandi ehf. í Reykjavík. Þegar búnaðurinn er settur á vélina er plasthlífin ofan á soggreininni tekin af og ekki notuð aftur - það eykur kælinguna og auðveldar að komast að til að skipta um síu.

,,FSD-Cooler" er selt sem sett án drifstyringar og er af þrenns konar gerð:

65TD er fyrir 6.5 lítra dísil með afgasþjöppu, allar gerðir utan sendibíl (Van).

65TD/V er fyrir sendibíl með 6.5 lítra dísil með afgasþjöppu.

65D/L49 er fyrir allar gerðir með 6.5 lítra dísil án afgasþjöppu.

Auk þessa býður Beta Maskin/Vélaland nýja drifstýringu frá Stanadyne sem GM nefnir FSD (Fuel Solenoid Driver) en Stanadyne nefnir PMD (Pump Mounted Driver). Hlutarnúmerið fyrir drifstýringuna er 34583.

Og ekki er allt búið enn því viðnámið til að auka eldsneytisgjöf olíuverksins (og kælinguna um leið) (Calibrating resistor) en það er nr. 13 (eykur vélaraflið um 3-10%) ber vörunúmerið 65R13.

Eftir að þessi búnaður er kominn á með nýju olíuverki, uppgerðu olíuverki eða olíuverki í lagi, eiga þessi vandamál, sem hafa verið að plaga 6.5 lítra GM dísilvélina, að vera úr sögunni í eitt skipti fyrir öll.

Með ,,FSD-Cooler-settunum" fylgja leiðbeiningar varðandi ísetningu á íslensku. Um kostnaðinn er það að segja að ísetning á ,,FSD-Cooler" tekur vanan mann ekki nema um 15 mínútur. Hins vegar er vanur maður um 4 tíma að skipta um drifstýringu á olíuverkinu og um 7 tíma að skipta um olíverk.

Þeir sem þurfa að skipta um olíuverk á 6.5 lítra GM dísil ættu ekki að gera það án þess að setja um leið ,,FSD-Cooler" og flytja drifstýringuna yfir á hann af olíuverkinu.

HVAÐ ER ,,FSD-COOLER" ?

Þetta er rifflað stykki úr varmaleiðandi málmblöndu, ekki ósvipað þeim sem notuð eru til að kæla stóra hljómtækjamagnara. Stykkið hefur 10 kælikamba með gáróttu yfirborði til að auka kæliflötinn. Kæliflöturinn er um 1800 cm2 og festiflöturinn fyrir drifstýringuna er sléttslípaður en tekið er úr stallinum fyrir aflsmárum drifstýringarinnar þannig að kælingin verði sem virkust. Drifstýringunni er fest á með mjög öflugum skrúfum og skinnum og kælinum, með drifstýringunni á, er síðan fest tryggilega með 2 boltum á soggreinina.

Upplýsingar um verð á ,,FSD-Cooler" aðra tilheyrandi hluti og ísetningu gefur Þ. Jónsson Vélaland ehf. í síma 577 4500.

Fleiri greinar munu birtast á Vefsíðu Leós um þetta mál á næstunni. Fyrirspurnir um tæknileg efni varðandi þetta málefni eins og önnur má senda með netpósti á netfang höfundar