Onregelmatige hartslag; diagnose van een Toyota FJ Cruiser van bouwjaar 2007

Wij nemen u graag mee tijdens de diagnose van een Toyota FJ Cruiser van bouwjaar 2007 met een 1GRFE benzinemotor met LPG installatie die af-en-toe last heeft van verbrandingsproblemen en soms een storingsmelding aangeeft over de luchtmassameter.

Volledige voertuigscan

Zoals altijd starten we ons onderzoek met een volledige voertuigscan. Hieruit komen de volgende meldingen naar voren:

Motorregeleenheid

p0101 mass air flow circuit range/performance problem

p0606 ecm/pcm processor

ABS regeleenheid

c1201 engine control system

c1223 abs control system malfunction

c1241 low battery positive voltage or abnormally high battary positive voltage

Airbag regeleenheid

b1660 passenger’s seat airbag active mode indicator

Er staan geen meldingen opgeslagen over een verbrandingsprobleem op een of meerdere cilinders. Volgens de eigenaar gebeurt dit een a twee keer per twee a drie weken.

Rondloopmeting

We starten met een rondloopmeting om “analoog” te vast te stellen of er een or meerdere cilinders een afwijkende bijdrage aan de krukasversnelling hebben. In afbeelding 1 staat een van die metingen. Rood is het krukassignaal, geel de aansturing van bobine 1 en paars de berekende krukasversnelling per cilinder op basis van het krukassignaal (rood).

Afbeelding 1. Rood is het krukassignaal, geel de aansturing van bobine 1 en paars de berekende krukasversnelling per cilinder op basis van het krukassignaal (rood)

In die meting is te zien dat bijdrage van cilinder 1 aan de krukasversnelling varieert. De ene keer is er iets van een bijdrage, zie 1 in afbeelding 1. De andere keer is er geen bijdrage, zie 2 in afbeelding 1. Soms is er zomaar wel een bijdrage zie 3 in afbeelding 1. We zien eenzelfde fenomeen bij cilinder 3.

Om vast te stellen of dit mogelijk veroorzaakt wordt door bougies, bobines of injectoren, vervangen we de bougies en verwisselen we de bobines en injectoren met de andere cilinders. Daarna herhalen we de meting en stellen we vast dat het fenomeen dat zich afspeelt op cilinder 1 en 3 niet mee verplaatst.

Klepspeling controleren

Omdat bij deze motor de kleppen nog gesteld kunnen worden en de motor bedreven wordt op LPG controleren we de speling van de kleppen. Deze vallen net binnen specificatie van de fabrikant; geen verklaring voor de afwijking op cilinder 1 en 3.

Distributietiming

Ook maken we met afgekoppelde nokkenasverstellers een opname van de distributietiming via de twee nokkenassensor en de krukassensor. Als we deze vergelijken met de timing van eenzelfde motor die op tijd staat stellen we vast dat

  • de nokkenasbank rechts (cilinder 1, 3 en 5) 5 krukasgraden van tijd staat en
  • de nokkenasbank links (cilinder 2, 4 en 6) 10 krukasgraden van tijd staat.

Deze afwijking zou wel een verklaring kunnen zijn voor de onregelmatige verbrandingsproblemen.

Drukopname in cilinder

Desondanks besluiten we toch nog drukopnames in de cilinders uit te voeren om vast te stellen of er mogelijk nog een mechanisch probleem aanwezig is in cilinder 1 en 3.

Daartoe hebben we per cilinder van 7 arbeidscycli; compresse-, arbeids-, uitlaat- en inlaatslag, een drukopname gemaakt en daar een gemiddelde van bepaald. Deze opnames staan weergegeven in onderstaande afbeelding 2.

Afbeelding 2. Gemiddelde drukopname van de arbeid-, uitlaat-, inlaat en compressieslag per cilinder.

Daarnaast hebben we gemiddelde drukopnames per cilinder uit afbeelding 2 in een grafiek geplaatst. Deze staat weergegeven in onderstaande afbeelding 3.

Afbeelding 3. Gemiddelde drukopnames van de arbeid-, uitlaat-, inlaat en compressieslag van alle zes cilinders.

Hieruit volgt dat:

  • het verloop van de arbeids-, uitlaat-, inlaat- en compressieslag van de zes cilinders vergelijkbaar zijn op niveau en overgangen van vacuum en atmosferisch,
  • de compressieratio van de cilinderbank rechts (cilinder 1, 3 en 5) circa 10 procent lager is dan de compressorratio van cilinderbank links (cilinder 2, 4 en 6).

Gerichte reparatie

Op basis van alle bevindingen is de FJ Cruiser terug gegaan naar onze opdrachtgever met het advies om het distributiesysteem te vervangen. Enige tijd later krijgen we teruggekoppeld dat de ketting fors opgerekt was, de kettingspanner op maximale uitslag stond en de motor na het vervangen van het distributiesysteem storingsvrij liep.

Op naar de volgende 150.000 km.