Fuel trims

Onderwerpen:

  • Fuel trims (LTFT en STFT)
  • Het ontstaan van de STFT en de overgang naar de LTFT
  • Mogelijke oorzaken van een te rijk mengsel (negatieve fuel trim)
  • Mogelijke oorzaken van een te arm mengsel (positieve fuel trim)
  • Mogelijke oorzaak van zowel een positieve als negatieve fuel trim bij een motor met twee cilinderbanken

Fuel trims (LTFT en STFT):
Fuel trims worden gevormd uit de gegevens van de lambdasonde. De fuel trims worden bij een benzinemotor gebruikt om de ideale lucht- / brandstofverhouding te behouden voor een volledige verbranding. Dit bedraagt 14,7 kg lucht op 1 kg brandstof en noemen we de stoichiometrische mengverhouding.

Fuel trims vormen een correctiefactor om de basishoeveelheid ingespoten brandstof aan te passen wanneer dat nodig is. Er wordt rekening gehouden met de slijtage en vervuiling van motoronderdelen, sensoren en actuatoren. Met behulp van de fuel trims worden de uitlaatgasemissies over de gehele levenscyclus van de auto binnen de wettelijke normen gehouden.
Bij een positieve fuel trim probeert de ECU het te arme mengsel rijker te maken. Bij een negatieve fuel trim het tegenovergestelde; het te rijke mengsel wordt armer gemaakt. Hierbij zal de aanstuurpuls van de injector langer of korter worden gemaakt.

In de volgende afbeelding zijn de fuel trims bij een rijk mengsel (-25%) en bij een arm mengsel (+25%) te zien.

  • De negatieve fuel trim betekent dat de injectoren minder brandstof moeten inspuiten.
  • De positieve fuel trim betekent dat de injectoren meer brandstof moeten inspuiten.

Bij een fuel trim van 0% hoeft er geen compensatie te worden uitgevoerd, omdat er op dat moment sprake is van de stoichiometrische mengverhouding.

Er zijn twee soorten fuel trims;

  • Short Time Fuel Trim (afgekort als STFT) is wat het motormanagement op dit moment doet om het lucht- / brandstofmengsel aan te passen. De STFT verandert constant tijdens het draaien van de motor door de korte termijn aanpassingen en tijdelijke veranderingen. We noemen dit ook wel de “korte termijn aanpassing”. De STFT wordt gereset bij het uitschakelen van de motor.
  • Long Time Fuel Trim (afgekort als LTFT) bestaat uit adaptieve leerwaarden die over een langere periode uit de STFT wordt gevormd. Dit wordt ook wel de “lange termijn aanpassing” genoemd. De LTFT wordt opgeslagen in het “Keep Allive Memory” (KAM) welke niet wordt gereset bij het uit- en inschakelen van de motor. De LTFT wordt opgeslagen in de readinesstest. Het wissen is alleen mogelijk met diagnoseapparatuur of door het demonteren van een accupool. Dit laatste is niet altijd mogelijk.

 

Zowel de STFT- als de LTFT-waarden moeten zo dicht mogelijk bij 0% liggen. Afhankelijk van de toestand en de gebruiksomstandigheden van de motor kunnen de LTFT-waarden variëren van 5 tot 8%. De LTFT- en de STFT-waarden die het uitleesapparaat in de onderstaande afbeelding aangeeft, vallen binnen de toleranties en zijn dus in orde.

In de bovenstaande afbeelding zijn de STFT en de LTFT van “Bank 1” en “Bank 2” weergeven. Deze motor heeft dus twee cilinderbanken, dus het zal een motor in V-vorm zijn. Op de motor is vaak aangegeven welke cilinderbank nummer 1 en nummer 2 zijn. Raadpleeg anders de motorspecificaties als daar aan getwijfeld wordt.

Bij fuel trim waarden die meer dan 10% bedragen, is er vaak sprake van een probleem. Er hoeft dan nog niet een foutcode opgeslagen te zijn. Bij fuel trims lager dan -20% of hoger dan 20% zal het motormanagement een foutcode opslaan met betrekking tot een te rijk of te arm mengsel.

De LTFT-waarden blijven een lange periode constant, omdat deze waarden over een lang tijdsbestek zijn gemeten en opgeslagen zijn in de readiness-test (zie de pagina OBD). De STFT-waarden verspringen vaak over het scherm tijdens wisselende motorbelasting, als gevolg van een gasklep die verder opent of sluit.

Het bestuderen van de fuel trims kan handig zijn bij het stellen van diagnoses. Bij problemen waarbij er geen storingen aanwezig zijn, of wanneer de storing niet gerelateerd is aan de klacht, kunnen de fuel trims uitkomst bieden. Bij een LTFT van iets minder dan 10% wordt er geen storing opgeslagen, maar geeft dat wel een indicatie dat het mengsel aan de arme kant is.

Het ontstaan van de STFT en de overgang naar de LTFT:
De volgende afbeelding toont bovenaan het spanningsverloop van de lambdasonde (zirkonium- / sprongsensor), in het midden de korte termijn, en onderaan de lange termijn aanpassing.

Het lambdasondesignaal wordt wel negatief (0,1 volt) maar niet genoeg positief (0,25 volt). Het motormanagement herkent dit als een te arm mengsel.

Om het mengsel rijker te maken, wordt er extra brandstof ingespoten. Deze correctie zien we terug in de percentage van de STFT: de blauwe lijn stijgt. Op dat moment gebeurt er nog niets met de LTFT.

Tijdens het stijgen van de STFT zien we dat de lambdasonde een steeds rijker mengsel meet. De STFT blijft net zo lang stijgen, tot de spanning de gewenste waarde van 0,9 volt heeft bereikt. Dit punt is met de groene verticale lijn aangegeven.

Nu de STFT een bepaalde waarde heeft aangenomen, wordt deze een bepaalde tijd constant gehouden. Als blijkt dat het signaal van de lambdasonde daardoor in orde is, neemt de LTFT de waarde van de STFT over. De paarse verticale lijn geeft het moment van deze overgang aan.

De STFT daalt naar 0% en de LTFT heeft de positieve waarde overgenomen. De percentage overschrijd de grenswaarde van 10%. De MIL zal gaan branden. Dankzij de correctiefactor zal de motor nog goed blijven draaien.

Na de reparatie van het probleem kan men de leerwaarden wissen. Dat is niet per se noodzakelijk: de fuel trims worden namelijk vanzelf weer gecorrigeerd.

Voorbeeld: een vacuümlekkage heeft een LTFT van 7,8% veroorzaakt. Na de reparatie wordt er een proefrit gemaakt. Omdat er nu geen sprake meer is van valse lucht, zorgt de correctie nu voor een te rijk mengsel. De STFT pakt dit direct op en wordt negatief. De volgende vier afbeeldingen zijn op verschillende momenten tijdens de proefrit gemaakt.

De LTFT in de voorgaande afbeelding is 5,5%. Om dit te compenseren, is de STFT -5,3%. Dit is ook in de tweede, derde en vierde afbeelding te zien: de positieve LTFT-waarde wordt door een negatieve STFT-waarde gecompenseerd.

De volgende grafieken geven het percentage aan t.o.v. de tijd.

  • Voor de reparatie was de STFT 0% en de LTFT positief;
  • Tijdens de proefrit na de reparatie begint de STFT negatief om de LTFT-waarde op te heffen
  • De LTFT neemt stapsgewijs af: tussen iedere correctie blijft de waarde even constant;
  • De LTFT wordt uiteindelijk 0%

Voor een technicus is het belangrijk om hier naar te kijken: zijn de waarden van de STFT en LTFT na de reparatie aan elkaar gespiegeld:

  • +15 en -15, of
  • -5 en +5,

dan geeft dit aan dat de resultante 0% is, dus dat de reparatie is geslaagd.

Mogelijke oorzaken van een te rijk mengsel (negatieve fuel trim):

  • Defecte brandstofinjector; als de injector lekt, zal er meer brandstof in de verbrandingsruimte belanden dan dat het motormanagement heeft berekend en aangestuurd.
  • Probleem in de luchttoevoer in de motor als gevolg van een sterk vervuild luchtfilter of blokkering in de inlaat.
  • Probleem met de lambdasonde; een defect of een verstopt gaatje waarmee de lambdasonde het zuurstofgehalte in de buitenlucht meet.
  • Probleem in de brandstoftoevoer door een defecte brandstofdrukregelaar of een probleem met de brandstofretour.
  • Onjuiste koelvloeistoftemperatuur.
  • Probleem met EGR.
  • Compressieverlies.
  • Te kleine klepspeling.

Mogelijke oorzaken van een te arm mengsel (positieve fuel trim):

  • Lekkage in de uitlaat, waardoor niet alle uitlaatgassen door de lambdasonde worden gemeten.
  • Vacuümlekkage in bijvoorbeeld de inlaatslangen van de motor (tussen de luchtmassameter en de inlaatklep), een gescheurde carterventilatieslang, een gescheurde slang van de vacuüm rembekrachtiger, etc.
  • Defecte brandstofinjector; deze spuit te weinig tot niets in.
  • Defecte of vervuilde lambdasensor.
  • Defecte of vervuilde luchtmassameter.
  • Beperkingen in de brandstoftoevoer door bijvoorbeeld een verstopt brandstoffilter
  • Defect in de brandstofpomp waardoor er niet genoeg brandstofdruk wordt geleverd.

Mogelijke oorzaak van zowel een positieve als negatieve fuel trim bij een motor met twee cilinderbanken:
Een motor met twee cilinderbanken (V-motor) heeft twee uitlaatspruitstukken en dus ook twee (regel-) lambdasondes die de mengselverhouding per cilinderbank kunnen bepalen. Wanneer de motor is uitgerust met één luchtmassameter er bij een motorstoring (bijv. cilinderoverslag) de fuel trims worden uitgelezen, kan het zijn dat op bank 1 een negatieve, en op bank 2 een positieve trim wordt aangegeven, bijv:

  • bank 1: LTFT -10
  • bank 2: LTFT +12

In dit geval vindt er een correctie op bank 1 plaats om het mengsel armer te maken (i.v.m. zuurstof tekort) en bank 2 rijker (zuurstof overschot). Dit kan komen door een verkeerde distributietiming. Controleer in dit geval de timing van de krukas t.o.v. de nokkenassen. Let er wel op dat bij de elektrische timingcontrole (met de scope de verhouding tussen kruk- en nokkenassen controleren) er sprake kan zijn van nokkenasverstelling. Ook kan men de keuze maken om een mechanische controle met blokkeergereedschap uit te voeren. Bij motoren met twee luchtmassameters (voor iedere cilinderbank één) dit niet van toepassing.

Gerelateerde pagina’s: