EP3 / EP6 (VTi)

Algemeen

De EP3 en EP6 motoren hebben geen feilloze reputatie. Volgens voorschriften door de dealer onderhouden motoren hebben doorgaans minder problemen dan motoren die minder frequent en/of door universele garages onderhouden worden. Dit heeft vooral te maken met de gevoeligheid van het Valvetronic variabel kleplichthoogte systeem. De gebruikte oliekwaliteit en de verversingsinterval spelen een belangrijke rol daarin. Al bij zeer geringe mechanische slijtage ontstaan problemen. Ook de variabele kleptiming is gevoelig voor vervuiling van de olie.

Valvetronic, variabele kleplichthoogte

Werking

De EP3 motoren hebben alle een variabel kleplichthoogtesysteem. Dit systeem is ontwikkeld door BMW en wordt ook wel valvetronic genoemd. Dit systeem maakt het mogelijk de inlaatkleplichthoogte te variëren en daarmee de vuling van de cilinder. Hierdoor wordt het gebruik van een gasklep overbodig en zijn er minder pompverliezen.

De stelmotor verstelt door middel van een wormaandrijving het excentriek. Hierdoor wordt de stand van de hevel veranderd ten opzichte van de nokkenas waardoor de kleplichthoogte verandert. Hierdoor kan zonder dat er een gasklep nodig is de vulling van de cilinder worden geregeld door de kleplichthoogte te variëren. De onderdruk in het spruitstuk is daarom bijna altijd atmosferisch. Hierdoor zijn er minder pompverliezen waardoor het rendement van de motor vooral in deellast toeneemt.

De motor heeft nog wel een gasklep, die ook daadwerkelijk mee beweegt met de belastingstoestand. Hij heeft echter geen functie en staat altijd een fractie meer open dan voor de belasting van de motor noodzakelijk zou zijn. Pas in geval van een storing aan de variabele kleplichthoogte wordt het vermogen van de motor geregeld met de gasklep. De vulling van de cilinders wordt geregeld met de kleplichthoogte. De lichthoogte varieert van stationair 1,8 mm naar vollast 10 mm.

Op onderstaande foto's is een deel van het mechanisme te zien. Let op de zware veer die de hevel tegen de nokkenas aan houdt. Demonteer deze veer nooit zonder speciaal gereedschap!

Sensor kleplichthoogte

De excentriek-as heeft een positiesensor. Aan de hand daarvan wordt de kleplichthoogte zeer nauwkeurig bepaald. Deze sensor bevindt zich meestal aan de zijkant tegen de cilinderkop geschroefd. Wanneer de positiesensor van de excentriek-as wordt losgenomen zal de positie van de excentriek-as en daarmee de kleplichthoogte niet meer bepaald kunnen worden. De klepslagmotor wordt dan naar de positie maximale klepslag gestuurd. Het vermogen van de motor wordt nu met de gasklep geregeld. Bij diagnose is soms het losnemen van de sensor noodzakelijk. Let daarbij op de kwetsbare stekkerverbinding die eenvoudig beschadigd raakt.

Symptomen

Onregelmatig lopen, stationair en in deellast.

Motordiagnoselamp knippert, motor loopt op 3 cilinders


Mogelijke foutcodes:

P0300 cilinderoverslag gedetecteerd, P0301 cilinderoverslag cilnder 1, P0302, P0303, P0304


Oorzaak

De vulling van de cilinders wordt bepaald door de lichthoogte van de kleppen. Slijtage op een onderdeel ergens in het gehele mechaniek heeft invloed op de kleplichthoogte en dus op de vulling van de betreffende cilinder. Die invloed is afhankelijk van de slijtage , maar ook van de kleplichthoogte op dat moment. Het is begrijpelijk dat een verlies van kleplichthoogte van 0,2 mm door slijtage, stationair en bij lage belasting een groot verschil maakt in vullingsgraad van de betreffende cilinder. Bij vollast is de kleplichthoogte 10 mm en is die 0,2 mm nauwelijks te merken. en van de belasting van de motor.

Wanneer er door slijtage minimaal verschil in kleplichthoogte ontstaat zal er verschil zijn in vulling per cilinder stationair en in deellast. Daardoor zal de rondloop niet meer goed zijn, en door het motorregelapparaat als misfire worden herkend. De betreffende injector zal dan worden uitgeschakeld om katalysatorschade te voorkomen.

De slijtage op het mechanisme is soms te zien, maar heel vaak ook niet of nauwelijks. Wanneer blijkt dat er slijtage is aan het Valvetronic systeem probeer dan nooit losse onderdelen te vervangen. Dit leidt zelden tot succes. Hele lichte slijtage die nauwelijks of slecht te zien is kan al problemen veroorzaken. De fabrikant adviseert dan ook de complete cilinderkop te vervangen bij problemen met de valvetronic.

Diagnose

Wanneer het motormanagement misfire (cilinderoverslag) heeft gedetecteerd is er onvoldoende rondloop. Dit wordt gesignaleerd door het motormanagement aan de hand van de krukasversnelling. In de basis kan dit liggen aan de volgende oorzaken:

Slijtage valvetronic

  • Meestal zal de motor in dat geval alleen stationair of in deellast misfire geven en een cilinder uitschakelen. Vraag de klant wanneer het probleem ontstaat! Neem ter diagnose de sensor van de excentriek-as los. De valvetronic werkt niet nu meer. Is het probleem het gevolg van slijtage van valvetronic dan zullen geen misfires meer gedetecteerd worden. Uiteraard ontstaat wel een foutcode op de valvetronic. Blijft het probleem aanwezig dan is er een andere oorzaak

Ontsteking

  • Het wisselen van de bougies en bobine naar een andere cilinder en kijken of de fout mee verhuist is hiervoor de eenvoudigste methode. De EP3 heeft primair aangestuurde bonines, dus het diagnosticeren met een oscilloscoop is eveneens een goed mogelijkheid.

Compressieverlies

  • Meet de compressie van de motor, maar zorg daarbij dat u een nokkenaspositiesensor of de klepslagpositiesensor los heeft genomen. De valvetronic zal in noodloop gaan en naar maximale kleplichthoogte gaan. Alleen dan kan de compressie goed worden gemeten.

Injectoren

  • Meet met een scope de aansturing en de voeding van de injectoren. De voeding moet 12V blijven, ook tijdens het aansturen. Zijn aansturing en voeding OK wissel dan de injectoren en kijk of de storing mee verhuist.

Oorzaken slijtage valvetronic

De oorzaak van slijtage aan het valvetronic mechanisme ligt vrijwel altijd aan een gebrekkige smering. Hieronder de meestvoorkomende oorzaken van slijtage:

  • Verkeerde oliekwaliteit gebruikt.
  • Onderhoud wordt herhaaldelijk uitgesteld door de klant. Adviseer de klant!
  • Black sludge ontstaan door gebrekkig onderhoud en/of slechte oliekwaliteit
  • Hoge toerentallen bij koude motor

Voorkomen slijtage Valvetronic

Slijtage voorkomen is beter dan genezen, daarom een paar belangrijke tips aangaande de EP3 en EP6 motoren om slijtage te helpen voorkomen:

  • Let op en gebruik de juiste oliespecificaties van de fabrikant!
  • Hanteer de juiste verversingsinterval. Auto's die veel korte stukjes rijden, of veel in de file staan, maar juist ook auto's die veel en snel rijden hebben verzwaard onderhoud nodig.
  • Rijd de motor rustig warm


Variabele kleptiming

Werking

Door middel van oliedruk kan de positie van het nokkenastandwiel worden gewijzigd en daarmee de timing. Om de oliedruk van en naar de verstelling te regelen zit er een elektrisch bediend ventiel in de cilinderkop die de oliestroom regelt. Door het ventiel kan de oliehoeveelheid in de kamer van het nokkenaswiel druk worden verhoogd (meer vervroeging), vastgehouden, en worden verlaagd om de timing weer te verlaten. Een variabele kleptiming maakt het mogelijk EGR door klepoverlap te realiseren, en de mengselregeling nauwkeuriger te laten werken waardoor de uitstoot wordt beperkt.

Symptomen

De motor loopt onregelmatig en slaat soms af.


Mogelijke foutcodes

P0010 - P0016 Foutcodes m.b.t mengselregeling of nokkenasposities.

Oorzaak

De variabele kleptiming werkt niet goed. Vaak ontstaat dit door vervuiling van de nokkenas-verstelventielen.

Deze vervuiling komt door sludge uit de olie. Oorzaken zijn:

  • Slechte kwaliteit olie gebruikt.
  • Onderhoud wordt herhaaldelijk uitgesteld door de klant.
  • Black sludge ontstaat door gebrekkig onderhoud en/of slechte oliekwaliteit

Reparatie

Wanneer deze vervuiling wordt geconstateerd flush dan de motor met een goed product. Gebruik een product dat geschikt is om mee te rijden. Stationair/onbelast doet de nokkenasverstelling niets, en komt het flushmiddel dus niet daar waar het nodig is. Overtuig u er van dat er door gebrek aan smering geen andere slijtage is ontstaan.

Voorkomen

Het voorkomen van vervuiling kan op de volgende manieren:


  • Let op en gebruik de juiste oliespecificaties van de fabrikant!
  • Hanteer de juiste verversingsinterval. Auto's die veel korte stukjes rijden, of veel in de file staan, maar juist ook auto's die veel en snel rijden hebben verzwaard onderhoud nodig.
  • Flush de motor met een goed product preventief indien de onderhoudshistorie onbekend is of hiaten vertoont.


Mengselregeling problemen

Mengselregeling

Om het mengsel te kunnen regelen moet het motormanagement de luchthoeveelheid die de motor binnenkomt kunnen meten. Daarom hebben de meeste benzinemotoren een luchtmassameter of een MAP-sensor (Manifold Air Pressure). Aan de hand van de door deze sensoren verstrekte informatie weet het motormanagement de hoeveelheid lucht die er binnen komt en kan daarop de ingespoten hoeveelheid brandstof aanpassen (inspuittijd). De VTi heeft geen luchtmassameter, alleen een MAP-sensor.

De VTi heeft werkt echter met variabele kleplichthoogte. Dit betekent dat de MAP-sensor vrijwel nooit relevante informatie geeft, omdat de gasklep na-ijlt en de luchthoeveelheid wordt geregeld met de lichthoogte van de inlaatkleppen. De informatie van de positiesensor van de stel-as van de variabele lichthoogte is onvoldoende om de exacte hoeveelheid aangezogen lucht te kunnen bepalen. Daarom is deze motor uitgerust met een breedbandlambdasonde. De breedbandsonde heeft een breed meetbereik, waardoor controle van het mengsel nauwkeuriger kan gebeuren dan met een conventionele lambdasonde.

Symptoom

MIL brandt

Foutcodes

P0170 mengselregeling, P0171 mengsel arm, P0172 mengsel rijk, P2177 mengsel arm, P2178 mengsel rijk

Diagnosestappen

Voor diagnose aan mengselregeling is uitgebreide kennis van de werking van de mengselregeling en fuel trim noodzakelijk. Het voert te ver om dit op deze plaats helemaal uit te leggen. Maar een goede eerste stap is het wissen van de foutcodes en het bekijken van de fueltrim (onder EOBD). Het doel van deze controle is te achterhalen wat de mengselregeling aan het doen is.

  • Negatieve aanpassing betekent dat het mengsel te rijk is en wordt veramd.
  • Positieve aanpassing betekent dat het mensgel te arm is en wordt verrijkt.

De volgende stap is het doen van een 4-gasmeting, waarmee kan worden bepaald wat de behaalde mengverhouding daadwerkelijk is. Hieruit kan worden geconcludeerd of mengselregeling terecht verarmt of verrijkt.

De belangrijkste correctie op de mengselvorming gebeurt bij de VTi aan de handf van de breedbandsonde. Bekijk onder EOBD de pompstroom van de breedbandsonde en kijk of het mengsel overeenkomt met de gemeten waarde (pompstroom) van de lambdasonde.

De pompstroom van een breedbandsonde is maat voor het gemeten mengsel.

  • Een negatieve pompstroom betekent een rijk mengsel.
  • Een positieve pompstroom is een arm megsel.

Voor het controleren van een breedbandsonde is enige basiskennis nodig van de werking van een dergelijke sonde. Ook de wijze waarop mengselregeling en correctie plaatsvindt moet bekend zijn. Het voert te ver om deze basiskennis hier volledig te bespreken.


Een probleem met een breedbandsonde heeft echter bij de VTi (wegens het ontbreken van een luchtmassameter in combinatie met de variabele kleplichthoogte waardoor de MAP-sensor niet meer relevant is) grotere gevolgen dan bij een conventionele motor.

Olieverbruik

Oorzaak

Het olieverbruik van de VTi motor kan in sommige gevallen hoog zijn. Dit heeft voornamelijk te maken met de lage interne wrijving. De cilinderwanden zijn erg glad. Daardoor kunnen de olieschraapveren de olie moeilijk verwijderen bij de neergaande beweging van de zuiger. Ook komt verkoling en klemmen van de zuigerveren voor.


Behandeling

Om het olieverbruik zo laag moglijk te houden is het raadzaam de motor regelmatig te flushen. Is er hoog olieverbruik flush dan de motor grondig.

Hoewel er 5W30 is voorgeschreven vermindert het olieverbruik meestal aanzienlijk wanneer er een 10W50 of 10W60 viscositeit wordt gebruikt.


Kettingproblemen

Bij de VTi komen kettingproblemen voor. Hieronder de omschrijving van de symptomen en de oplossing.

Symptoom 1

Rammelend geluid bij koude motor, ongewone geluiden.

Foutcodes

Geen.

Diagnose

Het meten van de kettinglengte gaat met een speciaal stuk gereedschap dat in plaats van de kettingspanner moet worden gemonteerd. Het gereedschap is een dummy-spanner die handmatig te verstellen is. Voordat het gereedschap wordt gemonteerd moet eerst het draadeind helemaal terug worden gedraaid. Daarna moet het speciaal gereedschap met de hand stevig worden vastgezet op de plaats waar normaal de kettingspanner zit. Daarna moet het draadeind worden ingedraaid met 0,6 Nm, gebruik daarvoor een geschikte momentsleutel. Als het goed is staat de ketting nu strak.

De dummy.

Nu kan de dummy worden gedemonteerd. Door afstand van het aanlig-vlak van de dummy tot aan de kettinggeleider te meten kan de mate van kettingrek worden bepaald. Bij een VTi motor mag de gemeten afstand maximaal zo'n 73 mm bedragen.

Reparatie

Wanneer de ketting niet gerekt is kan worden volstaan met het vervangen van de spanner. In andere gevallen is het aan te bevelen de timing te controleren en af te stellen, ook als de kettinglengte binnen de norm valt. Hierdoor wordt voorkomen dat naderhand opnieuw een motorprobleem ontstaat in verband met timing. Het vervangen van de ketting en afstellen van de timing wordt verderop besproken.


Symptoom 2

Brandend MIL zonder klachten, inhouden van de motor, mengselregelingsproblemen.

(al dan niet in combinatie met geluiden van de ketting)

Mogelijke foutcodes

P0016 Nokkenasverstelling-nokkenaspositie, P2192 mengsel te rijk

Oorzaak 1 gerekte ketting

De distributieketting van moderne motoren is licht uitgevoerd om de interne wrijving te verlagen en daarmee het motorrendement te verhogen. Daarmee is de distributieketting een vervangingsonderdeel geworden. Iets dat veel consumenten, maar ook garagebedrijven nog niet hebben aanvaard.

Uiteindelijk zal door slijtage van de ketting de timing verlaten waardoor er foutcodes ontstaan.


Gereedschap

Voor diagnose en reparatie is speciaal gereedschap nodig om de krukas en de nokkenassen te blokkeren en de afstelling te kunnen controleren. Het bestaat uit een set met tools zoals hieronder getoond. Dit gereedschap is zowel vanuit het dealerkanaal als het universele kanaal beschikbaar. De originele nummers zijn:

  • Uitlijngereedschap uitlaatnokkenas - nr. 0197-A1.
  • Distributiepen vliegwiel - nr. 0197-BZ.
  • Uitlijngereedschap inlaatnokkenas - nr. 0197-A2.
  • Voorspangereedschap distributieketting - nr. 0197-M.

Diagnose

Demonteer het klepdeksel.

Verdraai de krukas en blokkeer deze met de blokkeerpen. In de juiste geblokkeerde stand staan alle zuigers op gelijke hoogte. Controleer dit via de bougiegaten met 4 geschikte even lange stangen of op maat geknipt lasdraad. Controleer eveneens of het blokkeervlak van de nokkenassen met de bolle kant naar onderen staat. Als de bolle kant omhoog gericht is verdraai de krukas dan 360° en blokkeer deze opnieuw.

Vergrendelen nokkenassen.

Gereedschap geplaatst.

Plaats nu het speciaal gereedschap over de beide nokkenassen. Het speciaal gereedschap bestaat uit twee losse delen die moeten worden samengevoegd.

Wanneer de timing correct is valt het gereedschap volledig over de nokkenassen en ligt aan op de cilinderkop. Wanneer het gereedschap niet of niet goed geplaatst kan worden is de timing niet correct. De timing moet worden afgesteld als de kettinglengte nog goed is.

Is de ketting te lang dan zal deze moeten worden vervangen.

Reparatie

Vervang de ketting indien uitgerekt compleet met alle geleiders en spanner. Bij de dealer moeten de materialen los worden besteld. Op de universele markt zijn complete sets verkrijgbaar. Controleer de kettingwielen. Het verdient aanbeveling om ook de kettingwielen te vervangen. Het tandwiel van de krukas zal het snelst slijten, het verdient daarom eveneens aanbeveling om ook de krukaskeerring te vervangen.

De bouten van de krukas en beide nokkenassen zijn rekbouten en moeten absoluut worden vervangen!

Zorg dat de krukas is geblokkeerd met het speciaal gereedschap en dat de beide nokkenassen eveneens zijn geblokkeerd met het speciaal gereedschap. Na het verwijderen van de spanner, de bouten van de kettinggeleiders, de bouten van de nokkenassen en krukas kan de ketting compleet met geleiders naar boven worden verwijderd. De nieuwe ketting met geleiders kan in omgekeerde volgorde compleet met geleiders en kettingwielen worden aangebracht. Ontvet de aanligvlakken van de kettingwielen op de nokkenassen en krukas. Monteer nieuwe rekbouten in krukas en beide nokkenassen. Draai de bouten handvast. Haal daarna de krukasbout aan met 50 Nm aan en daarna met 180° hoekverdraaïng.

Monteer de nieuwe kettingspanner. Daarna moeten de bouten van de nokkenassen worden vastgezet. Belangrijk is daarbij dat het speciaal gereedschap op de nokkenassen blijft zitten.

  • Aanhalen inlatnokkenas: 20Nm +180°
  • Aanhalen uitlaatnokkenas: 20 Nm +90°

Koelvloeistofverlies in de motorolie

Probleem

Plotseling koelvloeistofverlies, melding 'koelvloeistofniveau te laag'.

Oorzaak

Vriesdop achter distributieketting los gekomen. Koelvloeistof verdwijnt in het carter en wordt soms zelfs via carterventilatie de cilinder in gezogen waardoor de motor een waterslag maakt.

Diagnose

Na peilen van de motorolie zal snel duidelijk worden dat er koelvloeistof in de motorolie is beland. Daarna is het aan te bevelen het klepdeksel te demonteren. Zoals op de foto's te zien gaat het meestal om het losschieten van de vries-dop achter de distributie ketting.

Daardoor kan gevolgschade zijn ontstaan aan de distributieketting en geleiders. Ook kan de motor water hebben aangezogen via de carterventilatie waardoor er zelfs een waterslag kan zijn gemaakt. Controleer dit door de zuigerhoogte te meten via de bougiegaten. Bij een waterslag zal er een drijfstang zijn vervormd waardoor de zuigerhoogten van 2/3 of van 1/4 niet meer exact gelijk zijn. Met de motor geblokkeerd door middel van de paspen in het vliegwiel behoren alle zuigers op gelijke hoogte te staan.

Koelvloeistof in de motor-ECU

Probleem

Diverse storingen en diverse foutcodes.


Oorzaak

Bij de vroege serie VTi motoren komt het soms voor dat de koelvloeistoftemperatuursensor koelvloeistof gaat lekken richting de kabelboom. Door de capillaire werking trekt de koelvloeistof na verloop van tijd tot in het motorregelapparaat en richt daar schade aan.

Olie in de motor-ecu

Symptoom

Diverse foutcodes diverse storingen, lichte olielekkage aan achterzijde motor.

Oorzaak

De opbrengst van oliepomp wordt elektrisch geregeld om onnodige energieverspilling tegen te gaan. Daarvoor heeft de oliepomp een solenoid (1) die via kabel (2) elektrisch wordt bediend. Bij een inwendige lekkage van de solenoid zal de olie door de kabel heen naar buiten komen. Dit is zichtbaar middels een drupje aan de stekkerverbinding achter de motor.

Oplossing

Vervang de oliepomp compleet, vervang de motor-ecu en de kabelboom.