Diagnose stellen aan dieselverstuivers

Bij een slecht lopende dieselmotor rijst vaak de vraag: zijn de verstuivers de oorzaak? Veel bedrijven kiezen ervoor om het testen van verstuivers uit te besteden aan een gespecialiseerde dieselpartner. Met dit stappenplan kan je de verstuivers zelf testen.

Diagnose stellen aan dieselvoertuigen komt in moderne werkplaatsen nog altijd regelmatig voor. Zowel bij personenauto’s, bestelauto’s als (lichte) bedrijfswagens. Vervuilde of versleten verstuivers kunnen verschillende foutcodes en storingen veroorzaken. Vaak kiezen bedrijven ervoor om verstuivers te laten testen door een gespecialiseerde dieselpartner. Dit heeft enkele voordelen:

• Beperkte kosten – verstuivers testen is vaak goedkoper dan direct vervangen
• Snel resultaat – een test maakt snel duidelijk of verstuivers defect zijn
• Ervaring en expertise – dieselpartners beschikken over gespecialiseerde kennis, testopstellingen en apparatuur

Sommige dieselpartners kunnen verstuivers – als extra service – op locatie in de werkplaats uitbouwen. Bijvoorbeeld als verstuivers, door langdurige lekkage van de brandplaatjes, in de cilinderkop zijn gaan vastzitten.

Gemak en kosten

Een dieselpartner inschakelen biedt gemak. Toch zien ervaren autotechnici de uitslag van een verstuivertest vaak vooraf al aankomen. Verstuivers worden zeer regelmatig afgekeurd. Achteraf zou je dan kunnen zeggen dat een test overbodig is. Het is een tussenstap die tijd en geld kost, terwijl je ook meteen nieuwe verstuivers had kunnen bestellen en monteren. Aan de andere kant zijn nieuwe verstuivers meestal duur. Je wilt ze dus alleen vervangen als er echt iets mis mee is. 

Zelf testen

Hoe bespaar je tijd en geld op het testen van verstuivers zonder in te leveren op zekerheid? Hier volgt een stappenplan waarmee je in veel gevallen zelf een diagnose kunt stellen. Let op, dit stappenplan werkt alleen als je de juiste gereedschappen en diagnoseapparatuur hebt! 

Diagnose stellen begint met goed kijken. In moderne dieselmotoren worden verschillende verstuivers toegepast. Ervaren autotechnici weten dat er twee soorten common-rail verstuivers bestaan:

• Spoelverstuivers
• Piëzoverstuivers

Het type verstuiver heeft invloed op de diagnose. Als de technische documentatie van het voertuig geen duidelijkheid geeft, kan je zelf visueel controleren om welk type verstuiver het gaat:

1. Bij spoelverstuivers zit de retouraansluiting voor brandstof hoger dan de elektrische aansluiting
2. Bij piëzoverstuivers is dit precies andersom. Hier zit de retouraansluiting lager dan de elektrische aansluiting

Een piëzoverstuiver met lage retouraansluiting.

Een spoelverstuiver met hoge retouraansluiting. 

Diagnose aan verstuivers: verstuivercorrecties uitlezen en interpreteren
Nadat je hebt vastgesteld om welk type verstuiver het gaat, kan je beginnen met diagnose stellen. Bij de meeste motormanagementsystemen is het mogelijk om de verstuivercorrecties met een diagnosetester uit te lezen. Dit helpt bij het identificeren van de cilinder waar het probleem zich voordoet. De verstuivercorrecties worden op verschillende manieren omschreven. Veel voorkomende benamingen zijn bijvoorbeeld:

• Injector cilinder 1/2/3/4: correctiewaarde
• Correctievolume voor cilinder 1/2/3/4
• Cilinder 1/2/3/4: Afwijking injectiehoeveelheid
• Cilinder 1/2/3/4: Regeling rustige motorloop

Na het aansluiten van de diagnoseapparatuur voer je de volgende handelingen uit:

1. Verstuivercorrecties uitlezen
2. Verstuivercorrecties interpreteren

Lees de verstuivercorrecties uit op het moment dat de storing zich voordoet. Treedt de klacht voornamelijk op bij een warme of juist bij een koude motor, bekijk dan de meetwaarden onder die specifieke omstandigheden, terwijl de motor stationair draait. Indien nodig, vergelijk de waarden bij zowel koude als warme motor. Sommige diagnosetesters hebben een functietest waarbij de verstuivercorrecties grafisch worden weergegeven.

Grafische weergave van de verstuivercorrecties.

Grafische weergave: groen, geel en rood

Volgens de technische documentatie horen de correctievolumes voor dit specifieke voertuig tussen de -3,0 mg en de +3,0 mg te liggen. Dankzij de grafische weergave kan je snel zien welke verstuiver een afwijkende waarde heeft. Een correctiewaarde tussen -1,0 mg en +1,0 mg wordt in groen weergegeven. Dit betekent dat de verstuivers binnen de normale toleranties werken. Hogere of lagere correctiewaarden worden geel weergegeven. Dit betekent dat er een mogelijke afwijking is die verdere inspectie vereist. Als de correctie buiten de fabriekstolerantie valt, dan wordt deze in rood weergegeven. In dat geval zal het motormanagement een foutcode schrijven. Bijvoorbeeld: P0263: Correctievolume cilinder 1: Waarde buiten tolerantie.

Interpretatie van de meetwaarden

Het motormanagement past de inspuithoeveelheid voor elke cilinder continu aan. Dit garandeert een gelijkmatige motorloop. De inspuithoeveelheid wordt aangepast op basis van gegevens van de krukassensor. De krukassensor meet niet alleen de positie maar ook de snelheid en de versnelling van de krukas. Voor elke 180 graden krukasomwenteling vindt een arbeidsslag plaats, en dus een versnelling van de krukas. Deze kennis helpt bij het interpreteren van de meetwaarden.

Uitgelezen verstuivercorrecties van het motormanagement.

Achterblijvende versnelling

Hoe interpreteer je meetwaarden over verstuivercorrecties? Dat laten we zien aan de hand van een voorbeeld. In dit voorbeeld registreert de krukassensor dat de versnelling van de krukas tijdens de arbeidsslag van cilinder 4 achterblijft. Het motormanagement probeert de versnelling op dat punt gelijk te trekken met die van de andere cilinders. Dit doet het motormanagement door de verstuiver van cilinder 4 meer brandstof in te laten spuiten. Dit gebeurt door middel van een langere aanstuurtijd van de verstuiver. Aan de correctiewaarde van minder dan 1,0 is bovendien te zien dat de overige cilinders een kleinere inspuithoeveelheid krijgen. Vergelijk dit met een hardloopwedstrijdje: je kan de traagste deelnemer een duwtje in de rug geven en daarnaast de snelste deelnemers afremmen.

Afwijkende meetwaarden: drie oorzaken

Het motormanagement corrigeert automatisch de achterblijvende versnelling van de krukas. Heel slim van het motormanagement, zou je zeggen! Echter kan het motormanagement niet ‘zien’ waarom de versnelling van de krukas tijdens de arbeidsslag van cilinder 4 achterblijft. Een afwijkende verstuivercorrectie kan drie oorzaken hebben:

1. Compressieverlies
2. Elektronisch defect in de verstuiver
3. Mechanisch defect in de verstuiver

Oorzaak 1: compressieverlies

Compressietest via de diagnosetester
Een compressietest kan je op verschillende manieren uitvoeren. Sommige diagnosetesters bieden de mogelijkheid om een relatieve compressietest uit te voeren. Dit geeft snel inzicht in mogelijke compressieverliezen. In de technische documentatie staat hoe groot de onderlinge afwijking tussen de cilinders mag zijn.

Compressietest met de Bosch KTS. Volgens de technische documentatie mag het onderlinge toerentalverschil niet hoger zijn dan 71 toeren per minuut.

Relatieve compressietest met geavanceerde scope

Heeft jouw diagnosetester geen ingebouwde compressietestfunctie? Dan zijn er geavanceerde oscilloscopen die deze functie wel ondersteunen. Als voorbeeld voeren we hier een compressietest uit met behulp van de PicoScope en het assistentieprogramma Pico Diagnostics. Dit programma legt stap voor stap uit wat je moet doen en hoe je de scope moet aansluiten. Om te voorkomen dat de motor tijdens de test aanslaat, maak je de stekkers van de verstuivers los.

Startspanningsmeting 

Na het aansluiten van de scope en het losnemen van de verstuiverstekkers moet je de motor een aantal seconden starten. Ondertussen analyseert Pico Diagnostics de meetgegevens. Hoe werkt dit precies? Tijdens het starten belast de startmotor het boordnet. De startmotor zal tijdens een compressieslag iets meer stroom verbruiken. Als gevolg hiervan zal de accuspanning bij iedere compressieslag zakken. Aan de hand van de spanningsval kan Pico Diagnostics de relatieve compressie per cilinder berekenen.

Relatieve compressietest met behulp van de PicoScope en Pico Diagnostics.

Relatieve compressietest met stroomtang en standaard scope

Heb je geen geavanceerde scope met diagnosemogelijkheden? Maar heb je wel een ‘gewone’ scope?  Dan kan je met behulp van een stroomtang een relatieve compressietest uitvoeren. Je meet de stroomafname van de startmotor en geeft deze grafisch weer op de scope. Als de compressie voor alle cilinders gelijk is, zal de startmotor tijdens iedere compressieslag evenveel stroom trekken. Let op: gebruik altijd een stroomtang met een voldoende groot meetbereik. De startstroom kan bij sommige voertuigen oplopen tot maar liefst 600 Ampère! 

Relatieve compressietest met behulp van een stroomtang en de ingebouwde scope van de Bosch KTS.

 
Oorzaak 2: elektronisch defect in de verstuiver

Blijkt uit de vorige metingen dat de compressie in orde is? Dan moet je het probleem ergens anders zoeken. De volgende stap is het elektronisch testen van de verstuivers. Een simpele en snelle eerste check is het meten van de weerstand van de verstuiver. De weerstandswaarde verschilt per type verstuiver:

1. Spoelverstuivers: weerstand tussen 0,5 - 1 Ω
2. Piëzoverstuivers: weerstand circa 200 kΩ

Wijkt de weerstandswaarde van een verstuiver af? Dan heb je zeker te maken met een elektronisch probleem.

Isolatieweerstand meten

Een verstuiver wordt met relatief hoge spanningen van 80-120 V aangestuurd. Op het moment dat de verstuiver wordt aangestuurd, mag deze spanning niet doorslaan naar de massa van het voertuig.

1. Controleer met een multimeter de weerstandswaarde tussen de verstuiveraansluitingen en de voertuigmassa; deze waarde moet oneindig hoog zijn
2.  Voor nauwkeurigere metingen kan je een Mega-Ohm-meter met een testspanning van 100 V gebruiken

Let op: voer weerstandsmetingen aan een verstuiver altijd uit met een losgekoppelde verstuiverstekker!

Capaciteit meten (piëzoverstuivers)

Bij piëzoverstuivers kan je de capaciteit van het piëzo-element controleren. Een slecht element zal in capaciteit afnemen. De meeste professionele multimeters hebben deze meetmogelijkheid. Dit is herkenbaar aan het condensatorteken (twee parallelle streepjes).

1. De capaciteitsmeting doe je op dezelfde manier als de weerstandsmeting: met losgekoppelde stekker
2. De capaciteit wordt aangegeven in micro-Farad (µF)
3. Raadpleeg de technische documentatie voor de minimale capaciteit
4. De minimale capaciteit wordt niet altijd opgegeven, in dat geval vergelijk je de gemeten capaciteit van alle verstuivers onderling

Aansturing meten

Het is belangrijk om een goed beeld te krijgen van het totale elektrische circuit van de verstuiver. Dit doe je door de aansturing te meten met een stroomtang aangesloten op een scope. Op deze manier controleer je ook de bekabeling en de motor-ECU. Bovendien hoef je zo geen meetnaalden of backprobes in stekkeraansluitingen te steken. Tijdens het meten klem je de stroomtang om één van de twee draden van de verstuiver. Het maakt niet uit welke draad je kiest.

Je kan een voorbeeldsignaal opzoeken in de werkplaatsdocumentatie. Soms is het gemakkelijker om de metingen van de cilinders onderling met elkaar te vergelijken. Mocht een meting afwijken, controleer dan de bedrading op spanningsverlies en slechte stekkerverbindingen. Als de verstuiver elektrisch in orde is, en de bekabeling is ook goed bevonden, laat dan de motor-ECU controleren op elektronische problemen.

Oorzaak 3: mechanisch defect in de verstuiver

Als de compressietest en de elektronische verstuivertest niets opleveren, dan voer je de laatste test uit. Het mechanisch testen van dieselverstuivers besteden de meeste autobedrijven uit aan eerdergenoemde dieselpartners. Deze specialisten hebben hiervoor de juiste apparatuur en testopstellingen in huis. Echter, als je alle bovenstaande controles en metingen gedaan hebt en de controles zijn allemaal goed bevonden, dan blijft alleen nog maar het mechanische gedeelte van de verstuiver over. Op deze manier kan je door middel van uitsluiten toch de juiste conclusie trekken!

Conclusie

Door volgen van het bovenstaande stappenplan, kan je in veel gevallen zelf een nauwkeurige diagnose stellen zonder het vervangen van verstuivers of het uitbesteden van dure tests. Dit bespaart tijd en geld en vergroot de efficiëntie in de werkplaats.

Extra tips voor de werkplaats: duidelijke klachtomschrijving bij uitbesteden

Wanneer je verstuivers door een extern bedrijf of dieselpartner laat testen, zorg dan voor een gedetailleerde klachtomschrijving. Dit helpt bij een correcte interpretatie van de testresultaten en voorkomt onnodige vervanging. Een belangrijk aandachtspunt: komt de afkeur van een verstuiver overeen met de klacht? Bijvoorbeeld: een motor slaat niet aan, maar de verstuivers worden afgekeurd op hun opbrengst onder vollast. In dat geval is er waarschijnlijk geen direct verband tussen het testresultaat en het startprobleem. De oorzaak moet dan elders worden gezocht.

Extra tips voor de werkplaats: testrapport interpreteren

Het goed interpreteren van een testrapport van een verstuiver vereist inzicht. Vaak wordt er enkel gekeken naar een rood kruis (afkeur) of een groen vinkje (goedkeur), zonder te analyseren waarom een verstuiver is afgekeurd. Een testrapport bevat doorgaans:

1. Het geteste aspect (bijvoorbeeld inspuitvolume onder vollast)
2. De nominale waarde met tolerantie (fabrieksspecificaties)
3. De gemeten waarde (het daadwerkelijke testresultaat)

Vergelijk deze waarden met de klacht. Zo voorkom je de onnodige vervanging van verstuivers die mogelijk niet het echte probleem veroorzaken.

 
Voorbeeld van een verstuivertestrapport met meetwaarden en toleranties.

Correcte procedure bij montage van nieuwe verstuiver(s)
Verstuivers zijn precisie-onderdelen. Als uiteindelijk blijkt dat er verstuivers vernieuwd moeten worden, dan is het belangrijk dat dit op de juiste manier gebeurt. Onjuiste montage kan leiden tot storingen of herhaalschade. Met deze tips monteer je een nieuwe verstuiver zoals het hoort:

1. Werk schoon, zelfs de lichtste vervuiling zorgt voor problemen en gevolgschade
2. Bij de meeste voertuigen moeten nieuwe verstuivers ingeleerd worden in het motormanagementsysteem. Dit verloopt doorgaans probleemloos mits de juiste injectorcodes worden ingevoerd. In sommige gevallen vraagt de diagnosetester om meer tekens dan op de verstuiver staan. Voeg in dat geval een 0 (nul) vooraan toe aan de verstuivercode
3. Bij nieuwe of gereviseerde verstuivers zit vaak een informatieblad met tips die betrekking hebben op het ontluchten van de verstuivers na montage. Vaak wordt voorgeschreven om de motor een halve minuut te starten met de losgekoppelde stekkers van de verstuivers 
4. Daarna mogen de stekkers teruggeplaatst worden en kan je controleren of de motor aanslaat. Als de motor aanslaat, zet deze dan niet direct weer uit maar maak een proefrit. Na de proefrit is het brandstofsysteem zo goed mogelijk ontlucht

Door het volgen van de juiste procedure voorkom je vroegtijdige slijtage en/of storingen aan de nieuwe dieselverstuivers.

Koen Hermkes
Technisch trainer AutoNiveau