To pierwsza część artykułu poświęconego sterowaniu automatycznej skrzyni biegów 4L80E, które jakiś czas temu robiłem w Chevrolecie Tahoe. Będzie trochę długo, ale ciekawie.
Wstęp
Więc jak to się stało, że w ogóle musiałem „grzebać” przy sterowaniu skrzyni? Historia nie jest taka prosta. Przez dłuższy czas szukałem samochodu na platformie General Motors GMT400. Mógł to być więc na przykład: Chevrolet Suburban, Tahoe, GMC Yukon czy Sierra. Jak to zwykle bywa, gdy zależało mi na znalezieniu czegoś ciekawego to przez kilka miesięcy nie było nic wartego uwagi lub ceny ciekawych egzemplarzy były zbyt wygórowane.
Pewnego zimowego dnia zauważyłem ogłoszenie Chevroleta Tahoe z 1997 roku w wersji dwudrzwiowej z silnikiem 6,5 Turbodiesel. Nie wiedziałem dużo o tym dieslu, byłem raczej nastawiony na wersję benzynową. Do tego jakoś nie przekonywała mnie do tej pory opcja dwudrzwiowa, choć nie wykluczałem jej. W ogłoszeniu napisane było, że samochód ma uszkodzoną skrzynię biegów i jeździ tylko na pierwszym biegu, ogólnie wyglądał na zaniedbany. Na plus było to, że właściciel twierdził, iż samochód ma zdrową ramę i podłogę a drobna korozja pojawia się tylko na karoserii. Do tego był do obejrzenia tylko jakieś 120 kilometrów ode mnie. Pojechałem, obejrzałem… kupiłem. 🙂
Podczas jazdy próbnej skrzynia rzeczywiście nie zmieniała biegów, świecił się Check Engine i kontrolka ABS. Dodatkowo właściciel twierdził, że był z samochodem u specjalisty od automatycznych skrzyń biegów, ale ten nie mógł zdiagnozować usterki. Jednak skrzynia nie sprawiała wrażenia zepsutej. Zawsze gdy staram się „na szybko” zdiagnozować hydrauliczną skrzynię wykonuję dwie podstawowe czynności. Po pierwsze po wrzuceniu biegu sprawdzam, czy samochód ruszy po odpuszczeniu hamulca bez dodawania gazu – powinien zacząć się toczyć. Po drugie, wrzucam bieg na lekkim wzniesieniu i sprawdzam czy samochód nie zacznie się staczać do tyłu – nie powinien. Te testy wypadły pozytywnie. Do tego nie słyszałem żadnych niepokojących dźwięków z okolic skrzyni. Niczego więcej nie mogłem sprawdzić, bo skrzynia nie zmieniała biegów. Pomyślałem, że być może skrzynia pracuje po prostu w trybie awaryjnym.
Diagnostyka
A więc pierwszą rzeczą jaką zrobiłem gdy samochód trafił na moje podwórko było sczytanie kodów DTC. Na ekranie pokazały mi się takie kody:
Car Scanner ELM OBD2
DTC report
Selected brand: Chevrolet
============1==============
P0601
Raw code: 0601
ECU: 10
Status: Pending
OBDII: Engine control module (ECM) - memory check sum error
============2==============
U1000
Raw code: D000
ECU: 10
Status: Pending fault present, Pending fault present during this driving cycle, Test is inhibited by other DTC, Test has not been completed, Validated fault present at time of request
OBDII: Class 2 Communication Malfunction
============3==============
P1218
Raw code: 1218
ECU: 10
Status: Pending fault present, Pending fault present during this driving cycle, Test conditions are met, Test is inhibited by other DTC, Validated and stored in non volatile memory
OBDII: CID High
Chevrolet: Injection Pump Calibration Circuit
============4==============
P0228
Raw code: 0228
ECU: 10
Status: Pending fault present, Pending fault present during this driving cycle, Test conditions are met, Test is inhibited by other DTC, Test has not been completed, Validated and stored in non volatile memory, Validated fault present at time of request, Validated fault has been present during this drive cycle
OBDII: Throttle position (TP) sensor C/accelerator pedal position (APP) sensor C - high input
============5==============
P0223
Raw code: 0223
ECU: 10
Status: Pending fault present, Pending fault present during this driving cycle, Test conditions are met, Test is inhibited by other DTC, Test has not been completed, Validated and stored in non volatile memory, Validated fault present at time of request, Validated fault has been present during this drive cycle
OBDII: Throttle position (TP) sensor B/accelerator pedal position (APP) sensor B - high input
============6==============
P0215
Raw code: 0215
ECU: 10
Status: Pending fault present, Pending fault present during this driving cycle, Test is inhibited by other DTC, Test has not been completed, Validated and stored in non volatile memory, Validated fault present at time of request
OBDII: Fuel shut-off solenoid - circuit malfunction
============7==============
P0122
Raw code: 0122
ECU: 10
Status: Pending fault present, Pending fault present during this driving cycle, Test conditions are met, Test is inhibited by other DTC, Test has not been completed, Validated and stored in non volatile memory, Validated fault present at time of request, Validated fault has been present during this drive cycle
OBDII: Throttle position (TP) switch A/accelerator pedal position (APP) switch A - low inputCóż, nie muszę chyba dodawać, że po skasowaniu kody od razu wróciły? 🙂 Jak jednak widać, nie było tam pozornie niczego bezpośrednio związanego ze skrzynią biegów. Kiedy jednak zobaczyłem błąd 3 czujników położenia pedału gazu (potencjometrów) to wiedziałem, że jest to już ważny trop. Te potencjometry zainstalowane są w module pedału gazu, są to czujniki, które pozwalają sterownikowi na określenie w jakim położeniu jest aktualnie pedał gazu. Jest to jeden z podstawowych sygnałów sterujących całym układem napędowym w każdym samochodzie opartym o sterowanie elektroniczne. Pamiętam, że kiedyś miałem podobny problem w innym samochodzie – wadliwy potencjometr gazu powodował przejście sterownika silnika na tryb awaryjny. Sprawdziłem w instrukcji serwisowej Chevroleta informacje na ten temat – jeśli brakuje sygnału z więcej niż 1 czujnika położenia pedału gazu, samochód przechodzi w tryb awaryjny. Bingo.
Temat wydawał się być prosty – zamawiam z Rockauto nowy zestaw z modułem potencjometrów, wymieniam i sprawdzamy. Kiedy jednak chciałem spisać numer części z pedału gazu nastąpiło zaskoczenie… nie było tam modułu potencjometrów a pedał gazu z mechaniczną linką. Dodatkowo znalazłem niepodłączoną wtyczkę, która wg schematu była właśnie wtyczką do podłączenia potencjometrów. Zastanowiłem się, skąd ta linka? Przecież ten samochód ma elektronicznie sterowaną pompę wtryskową. I tu właśnie tkwił cały problem. Okazało się, że silnik zasila pompa mechaniczna. O co chodziło? Tego dowiedziałem się dzięki pomocy kolegów z kilku amerykańskich for internetowych.
Tło sytuacji, trochę historii
Silnik Detroit Diesel 6,5 turbo to dosyć charakterystyczna i bardzo popularna jednostka. Sam silnik słynie ze swojej prostoty, wysokiej trwałości oraz niezawodności. Jest to ten sam silnik, który instalowany był między innymi w Hummerach H1. O jego zaletach świadczy fakt, że stosowany był w wielu pojazdach produkowanych dla US Army prawie do 2010 roku.
Silnik łączony był ze skrzyniami automatycznymi 4L80E oraz ze skrzyniami manualnymi. 4L80E to 4 biegowe, elektronicznie sterowane skrzynie biegów. W konstrukcji podobne do popularnych 4L60E, jednak większe, cięższe i przeznaczone do obsługi wyższych momentów obrotowych. Poza pracą z silnikiem 6,5 turbodiesel, General Motors stosował te skrzynie do cięższych pojazdów komercyjnych, do pojazdów militarnych oraz do pracy z benzynowymi Big Blockami. Konstrukcja znalazła też zastosowanie w wielu pojazdach z wyższej półki, używał jej m.in. Aston Martin, Rolls Roys, Bentley czy Jaguar.
Największym problemem z którym muszą radzić sobie posiadacze samochodów wyposażonych silniki 6,5 turbodiesel, są najczęściej elektroniczne pompy wtryskowe Stanadyne DS4. Były one stosowane wraz z dieslami 6,5 produkowanymi na rynek cywilny po 1994 roku. Dzięki wykorzystaniu elektronicznego wtrysku, GM był w stanie spełniać coraz bardziej wyśrubowane normy dotyczące emisji Co2 oraz zaoferować swoim klientom niższe spalanie oleju napędowego. Jednak to co wyglądało dobrze na papierze, okazało się zmorą na drogach, już w kilkuletnich samochodach. Po pierwsze „padała” elektronika sterująca pompami. GM zaprojektował moduł PMD (sterownik pompy) tak, iż był on zainstalowany bezpośrednio na pompie, ta zaś znajdowała się zaraz pod kolektorem dolotowym silnika. Wysokie temperatury powodowały szybkie przegrzewanie się modułów i ich krótką żywotność. Dodatkowo pierwsze roczniki miały problemy z oprogramowaniem a w zasadzie ze zbyt słabym procesorem i małą pamięcią układu scalonego sterownika, co skutkowało często występowaniem kodów DTC. Mało trwałe okazywały się także optyczne czujniki wałka pompy. Do tego wszystkiego, pompy elektroniczne były bardzo wrażliwe na jakość paliwa. To wszystko sprawiało, że samochody wyposażone w 6,5 Turbodiesel z pompą DS4 nie mogły być uznawane za niezawodne.
Jednak nie wszystkie silniki Detroit Diesel 6,5 zasilane były elektronicznymi pompami Stanadyne DS4. Pojazdy przeznaczone dla wojska amerykańskiego oraz niektóre pojazdy komercyjne (ciężarówki, autobusy) nadal posiadały pompy mechaniczne. Były to Stanadyne DB2, mechaniczne pompy starszej generacji, które poza klapą gaszącą nie miały w zasadzie żadnej elektroniki. Niezależni mechanicy w Ameryce wpadli więc na pomysł, aby pompy te instalować zamiennie za DS4. Pasowały one bez problemu do tych silników (w końcu dla nich zostały stworzone) a poza pompą należało też wymienić wtryskiwacze oraz przewody wtryskowe. Pedał gazu do przeróbki pochodził od tych samych GM w wersjach benzynowych – tam w dalszym ciągu stosowano sterowanie linką. Samo wykonanie wymiany nie było zbyt skomplikowane, w Internecie krążył nawet manual autorstwa jednego z entuzjastów (Bobby Martin) pokazujący krok po kroku jak to zrobić. Taki zabieg pozwalał cieszyć się niezawodnością samochodu, której nie gwarantował sterowany elektronicznie układ wtryskowy.
OK, więc czemu wszyscy nie instalowali pomp mechanicznych w miejsce elektronicznych, skoro to takie dobre? Sama zmiana układu wtryskowego nie jest skomplikowanym zadaniem i silnik z nową pompą pracuje tak samo jak z poprzednią. Należy jednak pamiętać, że stara pompa wtryskowa była sterowana elektronicznie. Miała elektroniczny moduł kontrolny, optyczny czujnik wałka, elektrozawór, czujnik ciśnienia a do tego sterowana była między innymi potencjometrami pedału gazu a nie mechaniczną linką. Gdy te komponenty zostaną odłączone, sterownik silnika wyrzuca błędy i przełącza cały układ sterowania w tryb awaryjny. Ale przecież pompa jest mechaniczna i komputer już nią nie steruje? Tak, pompa jest mechaniczna i komputer jej nie wyłączy, jednak nie zapominajmy, że skrzynia biegów 4L80E sterowana jest elektronicznie. W trybie awaryjnym skrzynia działa tylko na drugim biegu i wstecznym. Dodatkowo potencjometr gazu steruje nie tylko pompą wtryskową, lecz jego sygnał jest niezbędną składową do działania skrzyni. Więc po „przekładce” mamy silnik z niezawodną pompą wtryskową, ale samochód nie może zmieniać biegów.
Ktoś może więc zapytać, dlaczego nie użyć sterownika od skrzyni, która pracowała z pompą mechaniczną? Jest to możliwe i ten właśnie sposób pokazuje w swoim manualu Bobby Martin. Wymaga to jednak trochę gimnastyki. W układach z pompami elektronicznymi sterownik silnika i sterownik skrzyni biegów stanowią jeden komputer (PCM – Powertrain Control Module). W układach z pompami mechanicznymi był oddzielny sterownik skrzyni. Trzeba więc wszystko przepiąć tak, aby PCM „myślał”, że współpracuje z tym wbudowanym sterownikiem skrzyni. Dodatkowo opcja ta nie pozwala na używanie napędu 4×4, jeśli dany samochód był w nią wyposażony. Drugą możliwością jest zakup niezależnego sterownika skrzyni biegów jakiejś firm takich jak: US Shift, HGM Compushift czy TCI EZ-TCU. Opcja najlepsza, gdyż daje pełną kontrolę nad parametrami pracy skrzyni oraz pełne monitorowanie warunków pracy. Jest to jednak najdroższe rozwiązanie. Trzecią opcją jest flashowanie sterownika fabrycznego i modyfikacja jego programu tak, aby działał bez sygnałów z pompy wtryskowej i potencjometrów gazu. Opcja najgorsza, gdyż nigdy nie będzie działała tak, jak powinna – skrzynia zawsze będzie zmieniała biegi w złych momentach, będzie szarpała itd.
Oczywiście powyższe zawiłości ze sterowaniem nie dotyczą skrzyń manualnych. Jeśli ktoś posiadał samochód wyposażony w ręczną skrzynię, wystarczyła podmiana pompy wtryskowej i można było ruszać w trasę.
Powrót do mojego Chevroleta
A więc znając już tło sytuacji, wiedziałem, że w przypadku mojego Chevroleta ktoś wykonał modyfikację polegającą na zamianie elektronicznej pompy wtryskowej na mechaniczną. Z jednej strony to dobra informacja – mam rozwiązanie bez PMD, czujnika optycznego itp. Z drugiej strony pojawiło się pytanie: jak to jeździło? Cóż, tego raczej się nie dowiem. Poprzedni właściciel miał ten samochód przez prawie 10 lat i przejechał coś około 100k kilometrów, więc raczej nie zrobił tego tylko na „dwójce”. 🙂 Opcje są 3:
- Komputer PCM był sflashowany i miał jakiś program, który pozwalał na jazdę w takiej konfiguracji. Poprzedni właściciel mógł nawet nie zdawać sobie z tego sprawy, „jakoś” to jeździło, więc nie zawracał sobie głowy. W pewnym momencie komputer uległ awarii/zwarciu i program się wysypał. Opcja chyba najbardziej prawdopodobna.
- Poprzedni właściciel mógł mieć jakiś niezależny sterownik skrzyni biegów i wyjął go przed sprzedażą. Takie urządzenia są drogie i można wykorzystać je w innym projekcie, jednak nie sądzę, żeby opłacało się obniżać wartość samochodu poprzez taki zabieg. Do tego nie widziałem żadnych śladów instalacji takiego dodatkowego sterownika a przejrzałem całą elektrykę sterującą.
- Poprzedni właściciel rozpoczął projekt modyfikacji pompy wtryskowej, ale go nie dokończył. To też moim zdaniem mało prawdopodobne, gdyż wszystko pod maską wyglądało na nieruszane przez długie lata.
W tym miejscu miałem do wyboru trzy rozwiązania, które wymieniłem już wcześniej. Najtańszą opcją było szukanie sterownika do sposobu Bobb’iego Martina. Jednak byłby problem z napędem 4×4. Do tego takie sterowniki to już minimum 25-letnie urządzenia, które też mogą mieć swoje „kaprysy”. Z drugiej strony sterowniki tuningowe to bardzo duży wydatek i brak dostępności w Europie. Na dodatek nie miałem nawet pewności czy ta skrzynia w ogóle będzie zmieniała biegi, czy jest sprawna mechanicznie.
Tutaj z pomocą przyszedł mechanik z jednego z amerykańskich for internetowych, który podesłał mi schemat elektryczny, dzięki któremu mogłem przetestować skrzynię manualnie. Polega to na wypięciu ze sterownika skrzyni tych przewodów wiązki skrzyni biegów, które odpowiadają za sterowanie elektrozaworami i podanie im stałego zasilania, tak aby cały czas były otwarte. Dzięki temu skrzynia pracuje cały czas na maksymalnym ciśnieniu i można nią sterować ręcznie, za pomocą przełącznika PRND321. Dodatkowo można sprawdzić lockup (blokadę konwertera). Załączanie konwertera sterowane jest masą, więc w momencie kiedy sprzęgło powinno się zapiąć, trzeba podać masę na odpowiedni przewód wiązki. Oczywiście trzeba to zrobić w określonych warunkach, żeby nie uszkodzić lockup-u. Tak więc korzystając ze schematu, połączyłem wszystko „na pająka” i ruszyłem na testy… Okazało się, że skrzynia wrzuca wszystkie biegi. 🙂 Gdy na kawałku wolnej drogi udało mi się rozpędzić do 70 km/h i jechałem już na czwartym biegu, załączyłem lockup – działa. A więc w tym momencie wiedziałem już, że szukam sterowania.
Zdiagnozowanie tego wszystkiego zajęło mi trochę czasu. Dużo czytania for, instrukcji serwisowych, przeglądania schematów. Wszystko robiłem zimą a nie mam garażu, więc co chwila praca była przerywana przez śnieg czy marznący deszcz. Jednak byłem zdeterminowany aby dokończyć ten projekt i móc pojeździć po drogach Chevroletem. 🙂 W drugiej części artykułu opiszę jakie rozwiązanie dla mojej skrzyni wybrałem, jak przebiegała instalacja wszystkiego i wrzucę trochę ciekawostek. Jeśli interesują Was takie tematy to zapraszam do częstszego odwiedzania strony, możecie komentować i pisać na Facebooku. Zapraszam również do naszego sklepu z kosmetykami i akcesoriami, dzięki którym możecie odświeżyć swój samochód.
Dodaj komentarz