We krijgen een Volvo S60 met motorcode B5234T3 binnen van bouwjaar 2000 . De klacht van de berijder, een echte Volvo liefhebber, is dat de motor af-en-toe niet aanslaat. De auto heeft deze klacht al sinds dat de eigenaar deze in bezit heeft. Als de klacht zich voordoet wil de Zweed bij een 2de startpoging meestal wel aanslaan. Het garagebedrijf dat deze Volvo aanbiedt heeft de basiszaken gecontroleerd en heeft onder andere vastgesteld dat als de motor niet aanslaat er wel brandstof en een vonk is.
We beginnen met een volledige voertuigscan, daaruit komt de melding “644A Positiesensor nokkenas uitlaatnokkenas verkeerde positie” uit de motorregeleenheid naar voren; een aanknopingspunt in het onderzoek!
Op basis van die melding en de klacht leggen we eerst onze focus op de distributietiming. Helaas heeft deze motor naast de krukassensor alleen een uitlaatnokkenassensor. Met onze oscilloscoop kunnen we de timing van de uitlaatnokkenas en de krukas controleren door het signaal van beide sensoren te vergelijken met een meting bij eenzelfde motor. Uit onze meting volgt dat de timing van de krukas en de uitlaatnokkenas in orde is als de motor “normaal” aanslaat.
Gedurende anderhalve dag blijven we met tussenpozen de motor starten, de Zweed laat het niet afweten en slaat iedere keer direct aan. Uiteindelijk wordt ons geduld beloond; de startmotor gaat rond maar de motor slaat niet aan. Uit onze meting volgt dat de timing van krukas en de uitlaatnokkenas op dat in orde zijn. De timing van de inlaatnokkenas kunnen we alleen mechanische controleren en laten we even voor wat het is. Tijd voor verder onderzoek;
Tijdens de oscilloscoopmeting om de timing te controleren hebben we ook de aansturing van de bobine van cilinder 2 (hierna bobine 2) en de injector van cilinder 1 (hierna injector 1) gemeten. In afbeelding 1 staat deze meting van 2 krukasomwentelingen als de motor “normaal” aanslaat, in afbeelding 2 staat dezelfde meting terwijl de motor niet aanslaat.
Als we kijken naar het moment dat injector 1 aangestuurd wordt (blauw, punt A) en het moment dat bobine 2 aangestuurd wordt (groen, punt B) zien we dat zowel de aansturing van de bobine als de aansturing van de injector bij “normaal” aanslaan (afbeelding 1) circa 30 krukasgraden (5 krukas-tanden) eerder plaats vindt dan bij de meting waarbij motor niet aanslaat (afbeelding 2). Dit is opmerkelijk, maar wat nog veel opmerkelijker is, als de motor niet aanslaat wordt geinjecteerd en ontstoken op een verkeerde stand van de nokkenas van 180 nokkenasgraden; vergelijk de ligging van punt A en B van afbeelding 1 en 2 met elkaar ten opzichte van het nokkenassignaal (geel). De ontsteking heeft dus plaats rond de overgang uitlaat-/inlaatslag in plaats van op het einde van de compressieslag.
Vanuit voorgenoemde waarneming is kristalhelder te verklaren waarom de motor niet aanslaat. De oorzaak voor het injecteren en ontsteken bij een verkeerde nokkenasstand van 180 nokkenasgraden ligt echter nog niet voor de hand en vergt nog wat puzzelwerk.
Als we de oscilloscoopmetingen bekijken vanaf het moment dat de krukassensor een signaal afgeeft (afbeelding 3, rood is krukassignaal, geel is nokkenassignaal) valt op dat het nokkenassignaal foutief is.
Om dit toe te lichten verdelen we de krukasomwentelingen in twee groepen, “oneven” krukasomwentelingen (1, 3, 5, etc) en even krukasomwentelingen (2, 4, 6, etc).
Stel nu dat de paars omcirkelde markingspunten van de krukas (rode signaal) tot de groep van oneven krukasomwentelingen hoort. Dan zien we bij de paars omcirkelde krukasomwentelingen een breed dal in het nokkenassignaal (het gele signaal). Bij de groep “even” krukasomwentelingen (oranje omcirkeld) zien we een brede piek in het nokkenassignaal.
En waar gaat het nu mis; bij het blauw omcirkelde markingspunt van het krukassignaal.
Het blauw omcirkelde markeringpsunt is, net zoals de paars omcirkelde markeringspunten, een “oneven” krukasomwenteling. We zouden daar dus, net zoals bij de paars omcirkelde markeringspunten, een breed dal in het nokkenassignaal (geel) verwachten. Zoals te zien is in afbeelding 3 is dat niet het geval en zien we een brede piek in plaats van een breed dal in het nokkenassignaal.
De motorregeleenheid “ziet” dat ook en interpreert het blauw omcirkelde nokkenassignaal als het nokkenssignaal dat in werkelijkheid pas 180 nokkenasgraden later voorbij komt. Hiermee is verklaard waarom de motorregeleenheid bij “niet” aanslaan de injectoren en bobines, qua moment, 180 nokkenasgraden verkeerd aanstuurt.
En waar komt het foutieve nokkenassignaal vandaan? In het blauw omcirkelde gedeelte van afbeelding 3 schakelt het nokkenassignaal (geel) dus niet naar massa terwijl dit wel zou moeten. Omdat het toerental van de nokkenas op dat moment nog heel erg laag is, circa 75 nokkenasomwentelingen per minuut, is onze hypothese dat de oorzaak gezocht moet worden in een nokkenassensor die niet in staat is om bij dit lage nokkenastoerental correct te funktioneren. Ons reparatieadvies naar het garagebedrijf is dan ook “vervang de nokkenassensor”.
Het garagebedrijf heeft ons advies opgevolgd en sinds montage van een nieuwe originele nokkenassensor heeft de motor geen enkele keer meer geweigerd aan te slaan.