W uzupełnieniu wiedzy technicznej potrzebnej do serwisowania benzynowych silników Mazdy przedstawione zostaną dane niezbędne do przetestowania czujników układu dolotowego i informacje o układach napędowym i ładowania oraz procedurach obsługi elektrycznego hamulca postojowego.

Przepływomierz powietrza nr 1
Przepływomierz powietrza zastosowany w silnikach Mazdy Skyactiv 2.0 16V o oznaczeniu PE to czujnik z tzw. gorącą warstwą, przekazujący do sterownika jednostki napędowej sygnał napięciowy o masowym natężeniu przepływu powietrza dostarczanego do poszczególnych cylindrów (ilustr. 1). Przepływomierz zintegrowany jest z czujnikiem temperatury zasysanego powietrza (czujnikiem nr 1) i jest on przykręcony do obudowy filtra powietrza. W przypadku nieprawidłowości związanych z działaniem przepływomierza powietrza, należy w pierwszej kolejności sprawdzić jego napięcie zasilania, połączenie z masą i sterownikiem silnika.
Poziomy napięcia zasilania na stykach złącza wielowtykowego przepływomierza powietrza (złącze jest 5-pinowe o oznaczeniach: E-D-C-B-A) powinny osiągać następujące wartości (pomiar wykonać multimetrem przy włączonym zapłonie):
• styk D poziom napięcia zasilania: 4,8–5,2 V,
• styk E poziom napięcia zasilania: 12–14,3 V.
Połączenie przepływomierza z masą pojazdu zapewnia styk B. Za komunikację ze sterownikiem silnika odpowiedzialny jest styk C. Czujnik temperatury zasysanego powietrza nr 1 jest zasilany ze styku A napięciem o wartości pomiędzy 4,8 a 5,1 V. Diagnostykę czujnika temperatury zasysanego powietrza nr 1 możemy wykonać multimetrem, realizując pomiar rezystancji pomiędzy stykiem A i stykiem B złącza wielowtykowego przepływomierza powietrza. Przy temperaturze powietrza równej 20OC rezystancja czujnika temperatury nr 1 powinna osiągnąć wartość pomiędzy 2,49–2,79 kΩ.

1. Wykres masowego przepływu powietrza (g/s) i sygnału z przepływomierza (V) podczas jazdy testowej.
(ilustr. M. Leśniewski)

Czujniki ciśnienia bezwzględnego i temperatury zasysanego powietrza nr 2
Czujnik ciśnienia bezwzględnego jest zintegrowany z czujnikiem temperatury powietrza nr 2 i przykręcony do kolektora ssącego silnika w pobliżu elektronicznej przepustnicy (ilustr. 2). Jego zadaniem jest precyzyjny pomiar ciśnienia panującego w kolektorze dolotowym, a sygnał napięciowy, który generuje, zostaje uwzględniony przez sterownik silnika do obliczenia dawki wtrysku paliwa. Prawidłowe napięcie zasilania MAP sensora na styku C jego złącza wielowtykowego powinno wynosić 4,8–5,2 V (pomiar należy wykonać przy włączonym zapłonie).
Sygnał masowy MAP sensora i czujnika temperatury zasysanego powietrza nr 2 jest doprowadzony za pośrednictwem styku A. Aby czujnik temperatury zasysanego powietrza nr 2 wstępnie uznać jako podzespół sprawny, jego rezystancja zmierzona pomiędzy stykami A i B przy temperaturze powietrza 20OC musi zawierać się w granicach 2,375–2,625 kΩ. Zasilanie czujnika temperatury powietrza nr 2 jest doprowadzone stykiem o znaczeniu B i jego prawidłowa wartość określona jest na pułapie pomiędzy 4,8 a 5,2 V (pomiar należy wykonać przy włączonym zapłonie). Mazda zaleca testowanie poprawności działania przepływomierza powietrza i czujnika ciśnienia bezwzględnego (MAP sensora) za pomocą dedykowanego sprzętu diagnostycznego. Alternatywnie do przeprowadzenia pomiarów dynamicznych (na pracującym silniku) doświadczony mechanik może użyć oscyloskopu, obserwując przebiegi sygnału w fazie zwiększania prędkości obrotowej silnika i porównując otrzymany oscylogram z wykresem wzorcowym.

2. Rozmieszczenie czujnika ciśnienia bezwzględnego i sensora temperatury zasysanego powietrza nr 2.
(ilustr. M. Leśniewski)

Układ ładowania i zarządzania energią elektryczną
W celu poprawienia wydajności benzynowych silników rodziny Skyactiv-G Mazda wprowadziła zaawansowany układ ładowania i zarządzania energią elektryczną. Zapoznanie się z funkcjonowaniem tego systemu pozwoli mechanikowi trafnie zdiagnozować usterki dotyczące alternatora, akumulatora i instalacji układu ładowania. Generalnie sterownik jednostki napędowej realizuje program kontroli pracy alternatora z uwzględnieniem wielu parametrów, takich jak: prędkość obrotowa wału korbowego, prędkość pojazdu, poziom naładowania akumulatora i stan obciążenia instalacji elektrycznej. Alternator wyposażony w zestaw dwóch uzwojeń trójfazowych został zoptymalizowany i pozbawiony tradycyjnego regulatora napięcia, w miejsce którego zastosowano specjalny tranzystor mocy. Pozwoliło to na znaczne obniżenie poziomu hałasu, jaki generuje alternator oraz zminimalizowanie zakłóceń elektromagnetycznych. Po uruchomieniu silnika sterownik jednostki napędowej redukuje wydajność alternatora do niezbędnego minimum, wymaganego, by optymalnie naładować akumulator. Podczas jazdy i fazy hamowania silnikiem alternator wysterowywany jest na pracę ze zwiększoną wydajnością i ładuje akumulator. W trybie przyspieszania pojazdu sterownik silnika ogranicza prąd ładowania i odbiorniki energii elektrycznej w większym stopniu są zasilane przez akumulator.
Reasumując, obciążenie silnika związane z generowaniem napięcia przez alternator zostaje przez sterownik silnika ustalane według strategii polegającej na zwiększeniu napięcia ładowania w trakcie hamowania pojazdem lub zmniejszeniu napięcia ładowania w fazie przyspieszania. Realizacja takiego programu pozwala na redukcję zużycia paliwa i ograniczenie emisji spalin.
Warto zwrócić uwagę na wartości napięcia ładowania generowanego przez alternator w zależności od parametru, jakim jest cykl roboczy sterownia prądem alternatora przez sterownik jednostki napędowej (ilustr. 3). Jednoczesne włączenie odbiorników o zwiększonym poborze energii elektrycznej, takich jak: oświetlenie pojazdu, ogrzewane szyby i lusterka oraz klimatyzacji (ustawionej na wysoką wydajność), powoduje maksymalne obciążenie alternatora (100%) i ustalenie napięcia ładownia na poziomie 15,23 V. Interpretacja tak wysokiego napięcia ładowania w odniesieniu do starszych systemów, w których napięcie ładowania osiągało wartości 13,8–14,4 V, może skłonić mechanika do błędnej oceny nieprawidłowego działania samego alternatora. Warto więc dokładnie zapoznać się z literaturą serwisową Mazdy i funkcjonowaniem poszczególnych systemów pojazdu oraz parametrami danych podzespołów.

3. Zapis zależności napięcia ładowania alternatora w funkcji jego wysterowania przez sterownik silnika w trakcie obciążenia instalacji elektrycznej wieloma odbiornikami.
(ilustr. M. Leśniewski)

Układ napędowy benzynowych silników Skyactiv-G
Benzynowe, 16-zaworowe silniki Mazdy mogą być skonfigurowane z manualnymi bądź automatycznymi skrzyniami biegów w układzie napędu na wszystkie koła lub przednią oś. Przekładnie manualne (Skyactiv-MT) to 6-biegowe w pełni zsynchronizowane skrzynie biegów o kompaktowych rozmiarach i niewielkiej masie. Automaty to klasyczne konstrukcje nowej generacji, nazwane przez Mazdę Skyactiv-Drive, z przekładnikiem momentu obrotowego i sprzęgłem mostkującym. Japońscy inżynierowie, konstruując 6-biegowy automat, chcieli zbudować przekładnię, która będzie łączyła zalety skrzyni bezstopniowej i dwusprzęgłowej. Analizując zapis reakcji automatu na nagłe przyspieszenie, widać wyraźnie, że transfer momentu obrotowego z silnika do przekładni automatycznej przenoszony jest sprawnie i płynnie (ilustr. 4).
Pod względem obsługi serwisowej skrzynie biegów nie stanowią większego problemu, przekładnię automatyczną wyposażono w bagnet kontroli poziomu, a sama procedura wymiany oleju w skrzyni nie jest skomplikowana i wymaga monitorowania temperatury oleju za pomocą testera diagnostycznego lub pirometru.

4. Bloki wartości pomiarowych zarejestrowane podczas dynamicznego przyspieszania pojazdu. Kolejne parametry od górnej kolumny przedstawiają: prędkość obrotową silnika, prędkość obrotową wału wyjściowego przekładni, prędkość obrotową wału turbiny przekładni i prędkość pojazdu.
(ilustr. M. Leśniewski)

Obsługa elektrycznego hamulca postojowego EPB
Pomimo zastosowania elektrycznego hamulca postojowego wymiana tylnych klocków hamulcowych może zostać przeprowadzona bez użycia testera diagnostycznego. Aby ją zrealizować, należy stosować się do poniższej procedury:
1) W pierwszej kolejności należy włączyć zapłon, naciskając dwukrotnie przycisk Start/Stop (ilustr. 5 C).
2) Wyłączyć hamulec postojowy.
3) W kolejnym kroku należy włączyć elektroniczny hamulec postojowy (ilustr. 5 B), jednocześnie naciskając pedał przyspieszenia do końca, w czasie nieprzekraczającym 5 sekund. Bardzo ważna jest odpowiednia synchronizacja tych czynności w założonym limicie czasu.
4) Wyłączyć zapłon, po czym włączyć go ponownie.
5) Aktywacja żółtej lampki (P!) sygnalizuje przejście hamulca EPB w tryb serwisowy (ilustr. 5 A).
6) Wymontować tylne klocki hamulcowe, dokładnie przeczyścić poszczególne elementy, nasmarować prowadnice zacisku. Tłoczek zacisku hamulcowego wcisnąć do środka za pośrednictwem narzędzia dociskającego. Podczas fazy wciskania tłoka hydraulicznego nie należy nim obracać, gdyż może to spowodować uszkodzenie mechanizmu odpowiadającego za jego wysunięcie.
7) Założyć nowe klocki hamulcowe, zamontować zacisk hamulcowy.
8) Dezaktywować tryb serwisowy hamulca EPB według procedury: włączyć zapłon, naciskając dwukrotnie przycisk Start/Stop, następnie w czasie 5 sekund przytrzymać włącznik hamulca postojowego i w tym samym czasie nacisnąć na pedał przyspieszenia. Wyłączyć, po czym włączyć zapłon, a zgaśniecie żółtej kontrolki (P!) będzie sygnalizowało dezaktywację trybu serwisowego i zakończenie procedury wymiany klocków hamulcowych.

5. Fazy wejścia w tryb serwisowy elektrycznego hamulca postojowego w Maździe CX5 2016.
(ilustr. M. Leśniewski)

Zalecenia obsługi serwisowej, typowe awarie
Wymianę oleju i filtrów w benzynowych silnikach Skyactiv-G Mazda jednoznacznie ustala na okres 12 miesięcy lub 20 tys. km przebiegu. W trosce o stan jednostki napędowej warto przekonać klienta do wymiany oleju już przy przebiegu 15 tys. km, biorąc pod uwagę niewielkie rozmiary zastosowanego filtra oleju. Platynowo-irydowe świece zapłonowe należy wymieniać co 120 tys. km, przy czym kontrola przerwy pomiędzy elektrodami powinna nastąpić co 30 tys. km (rozmiar szczeliny powietrznej: 0,75–1,1 mm). W porównaniu do europejskiej konkurencji benzynowe silniki Mazdy mogą pochwalić się niewielkim poziomem awaryjności. Główne problemy dotyczą przede wszystkim wymogów aktualizacji oprogramowania sterownika silnika (nieprawidłowości w funkcjonowaniu systemu start-stop) oraz usterek związanych z cewkami zapłonowymi i pompami paliwa sekcji wysokiego ciśnienia.
Benzynowe silniki Skyactiv-G produkowane w okresie od 2012 r. do 2017 r. to konstrukcje bardzo przyjazne w obsłudze i warsztat niezależny nie powinien unikać ich serwisu.

Mariusz Leśniewski