Что такое послойное смесеобразование, и почему моторы с непосредственным впрыском завоевывают мир
Термин «непосредственный впрыск» хорошо известен, поскольку данная конструкция широко применяется автопроизводителями еще с 1990-х годов – вспомним, например, моторы GDI (Gasoline Direct Injection – прямой впрыск бензина) от Mitsubishi.
Похожая система сейчас используется концерном Volkswagen, но именуется иначе – FSI, сокращение от Fuel Stratified Injection — «послойный» впрыск топлива». Так в чем же отличие «джидаев» от тех систем, которые применяются теперь? Там и там – непосредственный впрыск, но вот состав самой смеси различается.
Если на первых моделях топливная форсунка представляла собой обычный распылитель, при котором получалась однородная (гомогенная) смесь, и различие между непосредственным и распределенным (MPI) впрыском было только в количестве отверстий распылителя, их расположении и разных показателей давления, то на современных моделях производители уже научились разделять топливовоздушную смесь на зоны с переобогащенной и переобедненной смесью. Зачем это понадобилось? Из-за характеристик сгорания переобедненной смеси. Перечислим плюсы, которые мы получаем во время работы ДВС на такой смеси.
- Высокая температура сгорания, высокий КПД и, как следствие, высокий крутящий момент на выходе.
- Сокращение расхода топлива (до 15 %, но это только в теории).
- Малая эмиссия углеводородов в выхлопных газах.
Вполне достаточно, чтобы заработать на звание «Мотор года», не находите? Внедрение таких моторов пошло полным ходом с 2005 года. В качестве примера можно вспомнить массовый переход на FSI-моторы концерна VW.
И, разумеется, первые «блины» вышли комом – достаточно спросить обладателей первых Passat B6 с атмосферными FSI-моторами, выпущенных в 2006 году, с их многочисленными прошивками ЭБУ и проблемами с запуском зимой. «Четырехколечное» подразделение концерна поступило мудрее, не став рисковать своим имиджем ради новых технологий.
Вот выдержка из материала самообучения по двигателю 2.0 TFSI, то, что написано в самом начале документа (здесь и далее цитаты из официальных и обучающих документов VW AG).
Впрочем, полностью отказаться от послойного смесеобразования производитель все же не смог. Давайте рассмотрим подробнее, что же такое послойное смесеобразование.
Хорошо видно, что область использования переобедненных смесей находится в промежутке от 1000 до 3500 об/мин, т.е. в наиболее часто используемом водителями диапазоне оборотов ДВС . Если брать диаграмму относительно нагрузки ДВС:
Опять мы видим в области средних/малых нагрузок работу именно на переобедненной смеси. Каким же образом реализуется такая работа? С помощью ввода специальных управляемых воздушных заслонок во впускном коллекторе…
…и ориентации (и формы) распылителей форсунок, имеющих возможность впрыска топлива прямо в цилиндры (непосредственный впрыск), собственно и становится возможным осуществить процесс работы ДВС на обедненной смеси.
Предлагаем взглянуть на моделирование начального процесса без привязки к конкретному исполнению мотора, как это воспринималось разработчиками системы непосредственного впрыска Bosch MED 7.
Обратите внимание: поток восходящий, симметричный, образующий две равнозначные, однонаправленные циркуляции (топливное «облако» и воздушный поток) в объеме ½ поперечной плоскости цилиндра.
Степень насыщения воздушного «факела» топливом сильно зависит от формы днища поршня, но довольно слабо – от смещения и отклонения самой топливной струи, в данном случае сглаживаемых самой формой днища поршня.
Трудности реализации и необходимые профилактические меры
При всех положительных моментах эксплуатации двигателя на переобедненных смесях у современных автомобилей имеются проблемы, у которых нет «общих точек соприкосновения» со старым семейством MPI-впрыска, что в свою очередь вызывает трудности в диагностике.
Чтобы понять, какие изменения последовали в конструкции, и сравнить, надо обратиться к самому началу появления данного типа системы впрыска в производстве. Конкретную реализацию разберем на примере моделей VW AG.
Итак, сравнение поршневой группы атмосферного и турбированного ДВС…
В первом случае видна схема «встречных потоков» описанных ранее, во втором очевидно играет гораздо большую роль предварительное завихрение потока воздуха во впускном коллекторе (в этом одно из различий исполнения данных моторов) и полная направленная циркуляция в полном объеме цилиндра.
Предварительное завихрение воздушного потока во впускном коллекторе и обедняет классическую однородную (гомогенную) смесь при смешивании воздушного потока с топливом.
На практике первая схема обеспечивает лучшее охлаждение поршня (а с ним – эффективную борьбу с детонационными явлениями при рабочем цикле, о чем подробнее поговорим далее).
В то же время для таких моторов характерна проблема зимнего пуска, при котором свечи просто «заливало» топливом, и мотор не запускался, а самое смешное в этом вопросе (думаю, владельцы Passat B6 первых годов выпуска об этом хорошо помнят), что самая простая «жигулевская» и даже не первой свежести свеча помогала запустить замерзший ДВС, после чего следовала еще одна замена – возвращение оригинальных свечей назад. Последовало порядка десятка изменений версий программного обеспечения блока управления ДВС, прежде чем удалось решить эту проблему. Разумеется, владельцев ДВС с турбокомпрессором такие проблемы не коснулись. Пуск на гомогенной смеси при минусовой температуре воздуха отработан автопроизводителями до мелочей. В дальнейшем на цепных моторах 2008 года и далее эксперименты с формой днища поршня проводить не стали. Обычно такие поршни обладают плоской поверхностью со стандартными выемками под клапана.
Или имеют ярко выраженную сферическую вогнутую поверхность по всей ширине гильзы цилиндров, назначение которой будет понятно немного позже.
А теперь посмотрим на организацию подачи топлива и воздуха на этих ДВС:
Используются форсунки с 6-ю отверстиями, что положительно влияет на качество распыления топлива. Обратите внимание на расположение топливной форсунки и впускного канала: они находятся в одной плоскости, а это значит, суммарного восходящего потока уже не получится.
Учитывая, что топливо должно успеть равномерно распределиться по топливовоздушному заряду, получаем единственный вариант —организацию встречного потока с довольно большим дефицитом по времени эффективного распыления. Разумеется, об эффективном охлаждении поршней в этом случае речь тоже не идет.
Давайте посмотрим, что думают об этом сами создатели.
Довольно простое решение подачи топлива непосредственно в зону свечи, т.е. топливный заряд оборачивается, условно говоря, в «кокон» воздушного заряда (эффект дополнительного охлаждения смеси достигается ее изолированием воздушным потоком, если говорить точнее).
В итоге в зоне электрода свечи мы имеем обогащенную, легко воспламеняемую смесь, а в остальных местах камеры сгорания – переобедненную.
Но путь смешивания топливного и воздушного зарядов очень короткий, в отличие от схемы, обсуждаемой ранее, а нормальное перемешивание, с отражением от поверхности поршня и равномерным распределением по фронту потока (как это было с атмосферным мотором), к сожалению, невозможно.
Именно этот аспект и влияет на возможную проблемную работу ДВС в целом, а причина возникновения трудностей стабильного воспламенения довольна простая:
Симптомы и признаки загрязнения форсунок
Да, основная причина загрязнение распылителей форсунок и приносит наибольшую головную боль обладателям современных FSI-моторов. Обычно сопровождается это вибрацией, пропусками воспламенения при холодном пуске, а также повышенным расходом топлива и дерганьем автомобиля при разгоне. Почему так происходит, вы, наверное, уже догадались.
Разумеется, из-за отклонения топливной струи от расчетной траектории, ведь в данном случае совсем небольшого отклонения вполне достаточно, чтобы резко «обеднить» зону вокруг центрального электрода, при котором устойчивого воспламенения уже не будет. Но и это далеко не последняя проблема в данном ДВС.
Довольно часто обсуждают следующее явление на впускных клапанах:
- А вот так выглядит начало такого процесса:
Обратите внимание: налет мягкий, легко снимаемый и совершенно непохожий на тот твердый светло-бурый налет на MPI-моторах, который иначе как механической обработкой не снять. Больше всего он напоминает налет на впускных коллекторах дизельных моторов. И в этом есть часть ответа на вопрос по образованию такого нагара.
Очень часто на вопрос о загрязнении впускных клапанов и форсунок отвечают стандартными фразами: «некачественное топливо», «несвоевременное обслуживание» или «неправильно подобранное масло».
Но, к сожалению, даже при использовании высококачественных материалов и сокращенном интервале обслуживания ситуация радикальным образом не изменится. Чтобы понять причину этой проблемы, давайте рассмотрим диаграмму фаз газораспределения.
Один из наиболее характерных режимов, описывающий важность регулирования фаз газораспределения, на стандартной круговой диаграмме выглядит так:
Но, как быть с увеличением NOx при повышении температуры отработавших газов? Каталитический нейтрализатор для данного соединения человечество еще не придумало.
Была изобретена система возврата отработавших газов EGR, которая и занималась снижением температуры ОГ и, как следствие, уменьшением доли NOx в выхлопных газах.
Но поскольку со временем клапан EGR не сильно отличался по виду от впускных клапанов, выложенных ранее, по степени негативных эмоций он прочно занимал второе место и у механиков, и у владельцев. Одна из самых «оптимистичных» конструкций клапана EGR выглядела так:
Тут конструкторы немного погорячились: поставить дроссельную заслонку на выпускные газы?! Кто хоть раз видел дроссельную заслонку на впуске, может представить, как она будет выглядеть на выпуске. Думаю, понятно, почему последствия загрязнения и отказа этого клапана занимают второе место по негативу у владельцев Passat B6.
Однако, несмотря на многочисленные отказы регулирующих элементов этой системы, надо было как-то решать данный вопрос согласно постоянно ужесточающимся экологическим нормам. В ходе изысканий появилась система внутренней рециркуляции отработавших газов.
Реализована она была как составляющая другой системы и не имела своих компонентов.
Теперь начинает прояснятся происхождение отложений на впускных клапанах, как и довольно слабая их зависимость от топлива, обслуживания, масла и т.д.
Надо учитывать, что и загрязнение форсунок, и загрязнение поверхности впускных клапанов – процессы связанные и влияющие на один фактор – качество смеси в районе центрального электрода.
В то же время заметим, что определяющим фактором влияния на характер воспламенения в цилиндрах все же является именно загрязнение распылителей форсунок.
Этот «процесс» начинает беспокоить владельцев с 35 000 – 45 000 км пробега, и, увидев ошибки по «пропускам воспламенения», далеко не всегда начинают решать проблему с «правильного конца». А что же официальные лица? Неужели такой проблеме не уделяется внимание? Так сказать нельзя. Официально существует пункт при техническом обслуживании. Для примера возьмем Audi Q5:
Но возникает вопрос: а говорили ли вам о необходимости использования этой промывки на официальном ТО? А о регулярности такого мероприятия? Ведь подобные рекомендации для эксплуатации автомобиля в России есть и у BMW, и у Mercedes-Benz, и у других крупных автопроизводителей.
Также нужно понимать, что использование такой промывки, учитывая ее концентрацию в полном баке, играет только профилактическую роль и полностью не очищает распылители.
Но, разумеется, длительность нормального функционирования топливных форсунок увеличивает и рекомендуется к использованию.
А теперь коснемся того, почему же так важно, чтобы распылители топливных форсунок были исправными (чистыми).
Дело в том, что конструкция поршней новых двигателей FSI отнюдь не обладает весомым запасом прочности к детонационному сгоранию смеси, поскольку главный принцип построения таких моторов – максимальное облегчение конструкции и снижение трения.
И тут уместно вспомнить, что днище поршня в таком типе конструкции не имеет возможности омываться (охлаждаться) топливной струей, а это значит, что при любом нарушении процесса воспламенения вполне возможна детонация и, как следствие, разрушение самого поршня (перемычек), что как раз и происходит на моторах 1.4, 1.8 и 2.0 TSI.
Отметим, что, проектируя третье поколение моторов серии 888, конструкторы VAG учли этот момент и создали смешанный впрыск MPI+FSI, который как раз и призван обойти описанные проблемы. Но вот обладатели автомобилей VAG, выпущенных до 2012 года, должны учитывать и такую печальную вероятность событий.
Надеемся, что после прочтения этого материала у вас не возникнет вопроса, для чего необходимо использовать промывку топливной системы и очищать детали впускной системы двигателей с непосредственным впрыском.
Материал подготовлен экспертом компании turbo-union.ru
Плюсы и минусы мотора 2.0 TFSI (BUL)
В 2004 году VAG выпустил начальные версии бензиновых турбированных ДВС, оснащённые системой непосредственного впрыска. Они стали представителями семейства моторов EA113, и эволюционировали из ставших легендами 4-цилиндровых турбодвигателей, в конструкции которых использовались 5 клапанов для каждого цилиндра. В одном из обзоров мы их уже рассматривали.
Знакомство с изначальной версией 2.0 TFSI мы же начнём на основе 220-сильного турбомотора. В целом, при использовании топлива АИ-98 эти турбированные агрегаты с прямым впрыском способны выдавать от 170 до 271 «лошадок».
Первый 2.0 TFSI получил чугунноблочное исполнение, позаимствованное у предшественника — турбомотора 1.8. При этом 2.0-литровые ДВС атмосферного типа выпускались только с алюминиевыми блоками.
ГРМ в турбомоторе 2.
0 TFSI был изменён на классический 16-клапанный (где на один цилиндр идут 4 клапана), при этом конструкция самого привода осталась прежней: ремень ГРМ крутил впускной распредвал, от которого через отдельный цепной привод крутился выпускной распределительный вал. Причём последний обзавёлся фазовращателем. А картер получил модуль, вмещающий в себя маслонасос и 2 балансирных вала.
Наддув воздуха обеспечивается турбонагнетателями BorgWarner или KKK.
Турбированные ДВС 2.0 TFSI семейства EA113 сменились моторами серии EA888, в которых ремень ГРМ был заменён цепью. Обе серии моторов выпускались параллельно. При этом производство старых ДВС 2.0 TFSI продолжалось до 2013 года, но к 2009 г. их доля в оснащение автомобилей была существенно снижена.
Смотрите на YouTube-канале авторазборки видео, как мы разбираем 2.0 TFSI (BUL) с донора Audi A4 (B7) DTM Edition 2006 года.
Подобрать бензиновый либо дизельный мотор для Audi можно через наш каталог ДВС.
Оценка надёжности начальных версий 2.0 TFSI
По механической части к этому мотору нареканий нет. Есть некоторые слабые места, но при любых перебоях с работой мотора или его мощностью важно суметь верно интерпретировать симптомы и знать, какие и как именно неисправности отражаются на работе ДВС.
Подкачивающий топливный насос
Установленный в баке авто с этим ДВС бензонасос может банально перестать нагнетать необходимое давление бензина — оно должно быть не менее 6 бар. Причиной становится износ электродвигателя насоса либо засорение сетки фильтра грубой очистки топлива.
При заниженном давлении мотору не будет хватать бензина, что выражается в троении на ХХ, рывках при разгоне, провалах мощности. Нередко становится невозможно раскрутить двигатель больше 3000 об/мин, есть риск его остановки прямо во время движения или при сбросе газа. Диагностика же покажет низкое давление топлива и вызванные им ошибки. К примеру, из-за этого недодувает турбина.
Нередко для устранения всех проблем с насосом достаточно промыть или заменить сетку-фильтр в топливном баке.
Низкое давление масла
На приборной панели машины с этим мотором может загореться индикатор давления, выполненный виде красной маслёнки. Но обычно причина кроется просто в неисправном датчике, по итогам замены которого индикатор больше не беспокоит водителя.
Датчик коленчатого вала
Выдающий ошибочные значения датчик коленвала становится причиной невозможности запуска мотора с первой попытки или его самопроизвольного глушения при движении накатом. Проблема часто устраняется простой чисткой датчика, на который «любит» налипать грязь.
Направляющая масляного щупа
Поскольку этот элемент выполнен из пластика, дубеющего и становящегося хрупким в процессе эксплуатации, есть вероятность, что в очередной раз проверяя щупом уровень масла, водитель просто сломает направляющую.
Пластиковая клапанная крышка
При ослабших винтах крепления крышки к ГБЦ из-под неё начинает течь масло. А при его попадании в свечные колодцы возникают перебои в работе свечей. Поэтому следует как минимум ежегодно выполнять подтяжку винтов.
Маслоотделитель системы ВКГ
Турбированный ДВС получил сложную систему ВКГ с двумя маслоотделителями. Первый расположен в модуле масляного фильтра и обеспечивает очистку от масляных взвесей картерных газов. После него они поднимаются к отводящим газы из-под крышки клапанов каналам. На выходе из них производится финальная очистка газов в лабиринтном маслоотделителе с дальнейшим направлением во впуск.
Картерные газы попадают во впуск двумя путями: перед турбиной или после неё.
Когда мотор нагружен, ввиду работы турбонагнетателя во впуске возникает раздражение, и тогда газы идут на него по маршруту до турбины.
Если двигатель работает вхолостую или при минимальной нагрузке, разрежение перед турбиной не возникает, поэтому газы перенаправляются во впуск после неё, где оно как раз и наблюдается.
Чтобы потоки газов двигались по правильному маршруту, лабиринтный влагоотделитель оснащён обратным клапаном: он защищает систему ВКГ от избыточного давления, нагнетаемого турбокомпрессором во впуск. Также в конструкции маслоотделителя присутствует ограничительный клапан, регулирующий объёмы всасываемых картерных газов — так обеспечивается защита от высасывания масла вместе с ними.
Конструкция ограничительного клапана оснащена мембранной с пружиной, и когда она из-за износа лопнет, начнут плавать обороты ХХ и возникнут ошибки, связанный с их регулированием. Если обратный клапан впуска засорится, при полном нажатии на педаль акселератора из выхлопной трубы может пойти синий дым. Маслоотделитель меняется в сборе — сделать это легко, а стоимость его составляет всего $35.
При поиске подсоса воздуха во впуске также стоит уделить внимание уплотнительным колечкам, установленным на соединяющей первый и второй маслоотделитель трубке. Ели они рассохнутся, то начнут пропускать воздух в ВКГ, который не будет учитываться ЭБУ мотора.
Тнвд и его толкатель
Подача топлива турбомотора получила переменную производительность. Бензонасос в баке качает бензин только в том объёме, который может быть израсходован мотором. Кроме того, топливоподача не оснащена обратной магистралью, а только предохранительным клапаном, сбрасывающим давление в случае его превышения свыше 112 бар.
Топливоподачу начальных версий 2.0 TFSI не назвать производительной, и тюнинговые моторы она уже не потянет. Кроме того, даже небольшой износ её элементов приводит к недостаточному давлению топлива.
Найти топливную рампу для 2.0 FSI/TFSI можно, воспользовавшись каталогом б/у автозапчастей.
Устанавливаемый на моторе ТНВД производства Hitachi, выдающий давление 110 бар, приводится в движение от распределительного вала впуска — для этого на последнем предусмотрен специальный тройной кулачок.
Сам шток насоса оснащён колпачком-толкателем. Это что-то типа напёрстка, находящегося между штоком и кулачком распределительного вала. Колпачок быстро изнашивается, в связи с чем его приходится регулярно менять. Его износ характеризуется слабой подачей топлива, что выражается в провалах, а в сложных случаях ЭБУ может уйти в аварийный режим. При этом возникнут ошибки по давлению топлива.
При критическом износе толкателя работа ТНВД сопровождается металлическим стуком.
Если эти шумы игнорировать, то толкатель может протереться насквозь, в результате чего кулачок клапана и шток ТНВД будут соприкасаться напрямую и задирать поверхности друг друга.
Это приведёт к необходимости полной замены насоса и впускного распредвала. Сам же толкатель меняется каждые 60000 км, на чипованных ДВС этот срок сокращается до 15000 километров.
Используемый ТНВД не назвать долговечным. Если его производительность снизится, появятся перебои в работе при полном газе, высветится общая ошибка давления топлива. Но стоит помнить, что низкое давление топливоподачи также вызывается сбоями в работе насоса подкачки, забившимся топливным фильтром, а не только износившимся толкателем или кулачком распределительного вала.
Для подбора ТНВД на мотор Audi 2.0 FSI или 2.0 TFSI воспользуйтесь каталогом б/у деталей.
Впускной распредвал
Первые версии 2.0-литрового TFSI оснащались бракованным распредвалом впуска — при его изготовлении использовалась непрочная сталь. Из-за этого возникал быстрый износ тройного кулачка ТНВД. Как распределительный вал, так и топливный насос высокого давления менялись производителем при отзывной кампании.
Датчик высокого давления на ТНВД
В верхней части ТНВД есть датчик высокого давления. Именно через датчик со временем протекает топливо. Причём объёмы утечки немаленькие — бензином пахнет даже в салоне авто. При такой неисправности ТНВД приходится менять в сборе, поскольку отдельно клапанов продажи нет. Стоимость оригинального насоса составляет около $350, его дубликаты на треть дешевле.
Датчик низкого давления на ТНВД
ТНВД оснащён и таким датчиком. Если он выйдет из строя, мотор запустится на холодную и сразу заглохнет. Наряду с этим в ЭБУ появится ошибка, связанная с недостаточным давлением топливоподачи.
Для подбора катушки зажигания используйте наш каталог автозапчастей.
Турбина
Турбонагнетатель выполнен в едином с выхлопным коллектором корпусе, внутри поделённом надвое, что обеспечивает равномерность подачи выхлопных газов на крыльчатку. Картридж турбокомпрессора охлаждается антифризом, в том числе и после глушения мотора — для этого используется вспомогательный электрический насос.
В конструкции турбокомпрессора есть электроклапаны, регулирующие его работу. Клапан № 75 используется для ограничения давления путём открытия перепускной заслонки, которой оборудована горячая часть компрессора.
Перепускной клапан N249 встроен в улитку. При резко закрывшейся заслонке дросселя происходит его открытие с пропусканием сжатого турбиной воздуха по кругу. Это предохраняет крыльчатку от резкой остановки и убирает эффект «турбоямы».
Турбокомпрессоры 2.0 TFSI довольно надёжны, но неисправности других систем мотора могут вывести их из строя. К примеру, забитый катализатор или возникшее во впускном тракте противодавление выводят из строя валы и подшипники, поскольку в холодной части возникают повышенные нагрузки. Также встречается разгерметизация перепускной заслонки в горячей части компрессора.
Оценить, насколько турбина производительная, поможет компьютерная диагностика. Нужно считать фактически значения наддува и проверить работу клапана №75. Давление обязано выдаваться в соответствии с нормой, а открывание клапана производиться не более чем на 80%. Однако точные показания стоит ожидать, только когда впускной тракт абсолютно герметичный и не стравливает воздух.
Клапан №249
На первых моделях мотора устанавливался клапан №249 с дефектом. Его срок службы обычно не превышал 40000 км, а чип-тюнинг «убивал» клапан сразу.
Типичной проблемой также является разрушение уплотнительной мембраны из резины, что приводит к стравливанию турбиной созданного давления. В дальнейшем конструкция клапана была изменена, а слабые резиновые уплотнители из неё просто выкинули.
Неисправный клапан приводит к снижению мощности мотора, заметному при наборе скорости, трогании. Либо мотор подёргивается при сбросе газа. Если заменить клапан, авто ведёт себя значительно бодрее.
Выявить проблему с клапаном №249 можно в ходе диагностики — она укажет на резкое уменьшение эффективности наддува. То есть на возникновение «турбоямы», от появления которой он и обязан защищать мотор.
Клапан №75
Из-за клапана №75 турбина часто недодувает или передувает, поскольку он непосредственно регулирует её производительность. Проблемы с клапаном поможет выявить диагностика работы наддува. Также стоит его проверить при рывках и волнообразном разгоне.
Впускной коллектор
Мотор оснащается пластиковым впускным коллектором, внутри которого есть заслонки для регулирования образования топливовоздушной смеси. Когда нагрузки на мотор минимальны, заслонки закрыты, и воздух в камеры сгорания идёт лишь по вихревым каналам. Практически во всех остальных режимах работы мотора и на оборотах ХХ заслонки находятся в открытом состоянии.
- Их движение обеспечивает электропривод.
- Для поиска впускного коллектора или дроссельного узла для TFSI загляните в наш каталог деталей.
Форсунки
На этих моторах не исключено засорение или изнашивание форсунок. Если это произойдёт, то возникнут перебои в работе соответствующих им цилиндров. Часто автовладельцы первым делом пытаются заменить свечи зажигания или катушки. Но только когда и это не помогает, они обращают внимание на форсунки, и после их замены все проблемы исчезают.
Ремень ГРМ
Ременный привод ГРМ — характерная особенность моторов семейства EA113. Привод нужно менять через 90 000 км.
Турбодвигатель получил шкив коленчатого вала в форме эллипса, снижающий растяжение ремня, делающий его долговечнее.
Цепь распредвалов
Цепной механизм синхронизации распределительных валов не вечен. Цепь быстро растягивается, а иногда её приходится менять, даже если пробег составил меньше 150 000 км. Растяжение цепи приводит к появлению нехарактерного металлического тарахтения при работе мотора. Цепь подлежит замене вместе с натяжителем.
Фазовращатель
Выпускной распределительный вал мотора оснащён фазовращателем, но работа этого узла регулирует положение именно впускного распредвала, причём в широком диапазоне — до 42°относительно коленвала.
За счёт фазовращателя обеспечивается отставание и либо опережение коленвала впускным распредвалом.
Это стало возможным благодаря использованию цепи, связывающей распределительный вал впуска с размещённым на выпускном валу фазовращателем.
- Надёжность этого узла высока, как и долговечность.
- Герметичность маслоподающих каналов обеспечивается за счёт тефлоновых колец, при длительной эксплуатации теряющих свои свойства и плотность.
Модуль балансирного вала и масляного насоса
Вал оснащён ведомой звёздочкой, на ней есть упругие элементы, работающие по аналогичному с двухмассовым маховиком принципу. Благодаря этим элементам происходит гашение увеличенной амплитуды колебаний коленчатого вала.
Как и предшествующие ему модели, 2.0-литровый турбомотор чувствителен к низкокачественному маслу и отложениям в масляном блоке. Возникающие в масляной системе загрязнения приводят к забиванию маслоприемника, в результате чего возникает недостаточное давление масла.
Радует то, что чувствительный датчик давления сразу об этом информирует. И если, как уже говорилось выше, при замене датчика «красная маслёнка» периодически загорается на приборной панели, необходимо провести замеры реального давления масла.
Если оно является низким, то нужно снять поддон и хорошо прочистить маслозаборник.
Низкое давление может возникнуть из-за выработки на постелях балансирных валов. В результате этого происходит увеличение зазоров между ними, в которые и устремляется моторное масло.
Блок цилиндров
Конструкция этого мотора основана на блоке цилиндров от 1.8-литрового турбированного агрегата с 5 клапанами на цилиндр. Но с определёнными доработками. Инженеры расточили цилиндры непосредственно в чугунном блоке. А первоначальный хон наносится методом струйного хонингования.
Прочность блока на высоте. При необходимости его допускается растачивать под любые подходящие поршни, в том числе большего диаметра.
Найти блок двигателя на Audi или поддон к мотору можно, воспользовавшись каталогом автозапчастей.
Коленвал
- В моторе установлен усиленный кованый коленвал с более толстыми упорными приливами около коренных и шатунных шеек.
- Подобрать коленвал двигателя можно в каталоге автодеталей.
Поршни
В поршнях имеется упрочняющая их стальная вставка. Также предусмотрен масляный канал для смазки поршневого пальца.
По этой ссылке вы узнаете, есть ли на авторазборке конкретные модели Audi и сможете заказать с них запчасти.
FSI двигатели: плюсы и минусы двигателей FSI, что это такое
Как только был изобретен бензиновый двигатель, конструктора постоянно решали вопрос о повышении его эффективности. 20 век, его вторая половина была ознаменована многими конструкторскими решениями в этой области.
В 90-х годах 20 го века, японские инженеры компании MITSUBISHI, предложили оснащать бензиновые моторы инновационной системой впрыска GDI (Gasoline Direct Injection – прямой впрыск бензина). Конструктивной особенностью системы является то, что топливная форсунка находиться непосредственно в камере сгорания.
Однако именно GDI не получила большого распространения, связанно это с тем, что стоимость эксплуатации была довольно высока, а прирост мощности и экономичности был минимален. В дальнейшем, такие системы были взяты за основу новых поколений систем впрыска, сегодня мы можем наблюдать на современных японских автомобилях новое поколение систем GDI.
Двигатели FSI появились немного позже.
Что такое двигатели FSI. Принципы работы двигателей FSI
В Европе, в отличие от Японии, к подобной, но заметим, отнюдь не такой же системе, конструкторы обратились в начале двухтысячных. Основные работы по теме непосредственного впрыска начали вести инженеры Volkswagen.
Конструкторы компании учли ошибки японских инженеров, предложив систему непосредственного впрыска FSI. В самом названии системы кроется ее основное отличие от системы GDI.
FSI-Fuel Stratified Injection — «послойный» впрыск топлива».
Конструктивно система похожа на вышеупомянутый GDI, однако инженеры Volkswagen добавили полное электронное управление составом топливовоздушной смеси. Это повлекло за собой усложнение системы в целом, но и прирост мощности и экономичности такого двигателя уже составил солидные 15%.
Отличия двигателей FSI от TSI, GDI и других
На сегодняшний день практически все ведущие производители используют в своих двигателях системы, подобные FSI. У каждого производителя технология имеет определенные конструктивные отличия.
Допустим система ТSI подразумевает под собой совместное использование непосредственного впрыска совместно с турбонагнетателем, компания TOYOTA использует систему D4-S, в которой совмещены технологии распределенного и непосредственного впрыска. Компания MAZDA использует технологию SKYACTIV где совмещены непосредственный впрыск и высокая степень сжатия.
- Краткий список названий автопроизводителей и систем использующих технологию непосредственного впрыска.
- Toyota — D4/D4S; Mercedes-benz — CGI; Mitsubishi — GDI; Nissan — NEO DI;
- Renault — IDE; Alfa Romeo — JTS; PSA Peugeot Citroën — HPi; Mazda — DISI/ SkyActive; Ford — EcoBoost; Volkswagen, Skoda, Audi — FSI, TSI;
- Opel — direct, SIDI (Spark Ignition Direct Injection); Honda — I-CDTI и др.
- Марки автомобилей, где используется FSI
Технология FSI ,была разработана инженерами VAG, вследствие чего технология FSI и получила распространение на моделях именно этого производителя. Двигатели оснащенные системой FSI устанавливались на AUDI,SEAT, Škoda, и, конечно, Volkswagen.
Преимущества (плюсы) двигателей FSI
Основными преимуществами двигателей, оснащенными FSI являются:
- Высокий по сравнению со стандартными двигателями КПД.
- Меньший расход топлива.
- Меньшее количество вредных выбросов.
Недостатки (минусы) двигателей FSI
Высокая конструктивная технологичность двигателя FSI, действительно позволяет получить от двигателя более высокую мощность при сокращении расхода топлива. Но применение технологии FSI, имеет и обратную строну.
Дело в том, что двигатель оснащенный технологией FSI из особенностей конструкции, очень требователен к качеству сервисного обслуживания и качеству топлива.
Двигатель FSI требует постоянного пристального внимания со стороны автовладельца.
Прежде всего, из-за расположения топливной форсунки непосредственно в цилиндре. Такая конструкция склонна к повышенному загрязнению. Это, в свою очередь, вызывает перебои в работе двигателя.
Такие как затрудненный пуск, пропуски воспламенения, подтраивание и повышенный расход топлива.
В критических случаях, это может вызвать необратимые последствия, которые в дальнейшем приведут к дорогостоящему ремонту.
Избежать этого позволяют профилактические меры по очистке форсунок. Конечно, снимать форсунки и чистить на стенде довольно дорогостоящий процесс. Сам производитель, концерн VAG, настоятельно рекомендует применять специальные топливные присадки для очистки топливной системы двигателей FSI.
Конечно, все прекрасны осведомлены, что сам производитель не производит присадки. А те, присадки которые продаются под его брендом иногда стоят очень дорого. Автовладельцу стоит обратить внимание на качественную продукцию именитых фирм производителей.
Рынок сегодня пересыщен различной автомобильной химией.
Следует выбирать действительно необходимый, а, главное, качественный продукт, после которого будет реальный результат после применения.
Немецкая компания LIQUI MOLY, является лидером в производстве автомобильной химии и присадок. Ассортимент топливных присадок позволяет выбрать продукт для решения конкретной задачи.
Для владельцев автомобилей, оснащенных технологией FSI, компания LIQUI MOLY предлагает специальную топливную присадку, разработанную с учетом конструктивных особенностей двигателя.
Очиститель систем непосредственного впрыска топлива Direkt Injection Reiniger в составе используется пакет моющих присадок, работающих при повышенных температурах, он удаляет все типичные загрязнения с распылителей форсунок.
- Результат работы очистителя
-
- Следует принимать во мнимание, что средства для очистки систем распределенного впрыска не эффективны на системах непосредственного впрыска.
- Неисправности моторов FSI
К сожалению, но обслуживание форсунок непосредственного впрыска не единственная проблема системы FSI. Дело в том, что конструкция двигателя такова, что повышенному загрязнению подвержены и впускные клапана.
Данная проблема уже более серьезная и требует уже вмешательства квалифицированных механиков. Дело в том, что в силу конструктивных особенностей, невозможно воздействовать на отложения при помощи присадок.
В данном случае необходима частичная разборка двигателя.
Профилактика неисправностей моторов FSI
Существенно снизить количество загрязнений и качественно увеличить ресурс двигателя, в целом, помогает профилактика. Использование присадок позволяет содержать систему в чистоте, снизить количество загрязнений и, тем самым, увеличить ресурс. В случае с системами FSI и им подобным необходимо предпринимать целый комплекс мер по уходу и обслуживанию.
- Для чистоты форсунок использовать: Direkt Injection Reiniger.
- Для очистки впускного тракта и поддержания работоспособности воздушных заслонок: Pro-Line Drosselklappen-Reiniger.
- Для удаления влаги из топливного бака: Fuel Protect
- Для улучшения смазывающих свойств топлива и поддержания в рабочем состоянии топливных насосов низкого и высокого давления рекомендуется использовать : Langzeit Injection Reiniger
- Стоит ли покупать автомобили с двигателями FSI
Автомобили, оснащенные системой FSI привлекают автовладельцев динамикой и экономичностью. Однако с другой стороны много негативных отзывов по эксплуатации таких автомобилей. Как показывает практика, при должном уходе и правильном использовании автомобильной химии можно избежать дорогостоящих вложений в ремонт.
Итог
Концерн VAG – компания, которая смотрит в будущее. Каждый год она предлагает автовладельцам новые модели автомобилей оснащенными самыми современными моторами. И на смену системе FSI пришла новая система TFSI. Она также имеет свои особенности в эксплуатации. А проект по разработке моторов оснащенных системой FSI пока приостановлен.
Двигатели FSI и их развитие – одна из революций в автомобилестроении. Они обладают вполне конкретными и ощутимыми плюсами. Но обратной стороной их использования являются дорогостоящие ремонты (в первую очередь, форсунок).
Для избегания больших трат и продления ресурса двигателей FSI и форсунок в двигателях FSI следует производить профилактику данных систем. Самым простым и недорогим способом для этого – использоваться присадки в топливо.
VW AG: выдержка из материала самообучения по двигателю 2.0 TFSI
Двигатели 2.0 FSI BVY BVZ BLY
| Производство | Volkswagen |
| Марка двигателя | EA113 |
| Годы выпуска | 2002-2010 |
| Материал блока цилиндров | алюминий |
| Система питания | прямой впрыск |
| Тип | рядный |
| Количество цилиндров | 4 |
| Клапанов на цилиндр | 4 |
| Ход поршня, мм | 92.8 |
| Диаметр цилиндра, мм | 82.5 |
| Степень сжатия | |
| Объем двигателя, куб.см | 1984 |
| Мощность двигателя, л.с./об.мин | 150/6000 |
| Крутящий момент, Нм/об.мин | 200/3500 |
| Топливо | 98 95 (BLY и BVZ) |
| Экологические нормы | Евро 2 (BLY и BVZ) Евро 4 |
| Вес двигателя, кг | — |
| Расход топлива, л/100 км (для Golf 5) — город — трасса — смешан. |
6.3 8.0 |
| Расход масла, гр./1000 км | до 500 |
| Масло в двигатель | 0W-30 0W-40 5W-30 5W-40 10W-40 |
| Сколько масла в двигателе, л | 4.6 |
| Замена масла проводится, км | |
| Рабочая температура двигателя, град. | — |
| Ресурс двигателя, тыс. км — по данным завода — на практике |
— 250-300 |
| Тюнинг, л.с. — потенциал — без потери ресурса |
— н.д. |
| Двигатель устанавливался | VW Golf 5 VW Jetta VW Passat B6 Audi A3 Audi A4 Skoda Octavia VW Eos VW Touran SEAT Altea SEAT Leon SEAT Toledo |
Выпуск семейства двигателей Фольксваген 2.0 FSI был начат с 2002 году, и они являлись дальнейшим развитием 8-клапанных 2.0 MPi. Впервые такие моторы появились на Ауди А4, где они обозначались как AWA, а в 2003 году появился аналог для Ауди А3 и Фольксвагенов — AXW.
Отличались они тем, что AWA установлен продольно, тогда как AXW поперечно. В основе мотора лежал алюминиевый блок цилиндров с чугунными гильзами (высота блока 220 мм) внутри которого установлен коленвал с ходом поршня 92.8 мм, диаметр цилиндров 82.5 мм, длина шатунов 144 мм, высота поршней 29.
6 мм, степень сжатия увеличена до 11.5.
Сверху блока установлена новая алюминиевая головка с двумя распредвалами и с 16-ю клапанами. Диаметр впускных клапанов 34 мм, выпускных 28 мм, толщина ножки клапана 6 мм. Но главное новшество здесь это непосредственный впрыск топлива, о чем и говорит нам аббревиатура FSI (fuel-stratified injection). Также здесь применена система непрерывного изменения фаз газораспределения на впускном валу.
В системе ГРМ используется ремень, которые необходимо менять каждые 180 тыс. км в Европе или каждые 90 тыс. км в России. Тянуть с этим не стоит, в случае обрыва ремня, мотор загнет клапаны, такие случаи происходят.
На впуске установлен коллектор с переменной геометрией, на выпуске используется EGR и 2 катализатора. Управляет двигателями AWA и AXW ЭБУ Bosch Motronic MED 9.5. Эти моторы соответствуют экологическому классу Евро-4 и могут работать как на гомогенной, так и на послойной смеси.
В 2004 году начали выпускать двигатель Фольксваген BLX для полноприводных автомобилей, а также его аналог — BLY, который не имел систему рециркуляции отработавших газов EGR, накопительного катализатора, отличался поршнями под степень сжатия 10.5, другими свечами, а вместо 4 лямбда-зондов, здесь стояло только 2. В результате этого, экологический класс двигателя BLY был снижен до Евро 2. Плюс к этому, BLY работает на гомогенной смеси.
Его собрат BLX соответствует Евро 4 и работает на гомогенной или на послойной смеси.
Был также двигатель с 5-ю лямбда-зондами и без накопительного катализатора — BLR. Он работает на гомогенной смеси и по экологии отвечает Евро 4.
Еще через год начали выпускать двигатели BVY, BVZ и BVX.
Фольксваген BVZ пришел на смену BLY (он все также отвечает требованиям Евро 2), BVX заменил BLX, а BVY начали ставить вместо BLR. На BVY применяют 4 лямбда-зонда вместо 5.
Новые моторы отличаются по системе охлаждения, по топливной, имеют раздельную защиту ремня ГРМ (с января 2006 года) — глубинных отличий нет.
Все вышеописанные движки имеют одинаковые характеристики: мощность 150 л.с. при 6000 об/мин, крутящий момент 200 Нм при 3500 об/мин.
На базе двигателей Фольксваген BVY, BVZ, BLY и других 2.0 FSI, была разработана серия турбомоторов 2.0 TFSI.
Производство двигателей VW 2.0 FSI продолжалось до 2010 года, но уже с 2006 года их постепенно меняли на турбированные 1.8 TSI.
Недостатки и проблемы двигателей BVY BVZ BLY
1. Не заводится на морозе. Это проявляется при довольно сильных морозах (-15 и больше) и относится к двигателям BVY. Проблема здесь в свечах, обычно их меняют на такие же от 1.8Т, с меньшим зазором.
2. Жор масла. Высока вероятность, что у вас залегли кольца, это обычное дело для таких моторов с их тонкими кольцами и довольно большими пробегами.
Нужно ехать в сервис, смотреть состояние цилиндров и решать, что делать дальше.3. Потеря мощности. Причина в образовании нагара на клапанах из-за самого прямого впрыска: поступающее топливо не очищает клапан от нагара, и он начинает перекрывать каналы. Нужно разбирать мотор и проверять. Такое происходит примерно каждые 100 тыс. км или даже еще быстрей.
Здесь нужно периодически чистить клапан EGR или заглушить его и прошить мозг на работу без ЕГР. Также вы должны лить рекомендованный 98 бензин для Евро-4 моторов или 95 для Евро-2, низкокачественное топливо стоит избегать, иначе могут возникнуть проблемы.
Практика показала, что ресурс двигателей 2.0 FSI плюс-минус 250-300 тыс.
км, а при соблюдении условий правильной эксплуатации, он может пройти и больше, но в целом, это не лучший вариант для покупки.
Номер двигателя
Это обозначение вы найдете на стыке мотора и коробки.
Тюнинг двигателей 2.0 FSI
Настройка блока управления с холодным впуском и выхлопом без катализаторов может дать вам около 15 л.с. На этом бюджетный тюнинг VW 2.0 FSI заканчивается. Все остальное (валы, дросселя, установка турбины и т.д.) это впустую потраченные деньги, лучше сразу купить автомобиль с 2.0 TSI.
РЕЙТИНГ ДВИГАТЕЛЯ: 4-
Двигатель BVZ 2.0 FSI Проблемы, характеристики
Бензиновый двигатель BVZ с прямым впрыском топлива выпускался с 2005 по 2010 год и устанавливался на автомобили Ауди и Фольксваген, а также Шкода.
Двигатель рядный 4-х цилиндровый с алюминиевым блоком цилиндров и чугунными гильзами. Высота блока составляет 220 мм. ГБЦ этого мотора типа DOHC с двумя распредвалами и 4-мя клапанами на цилиндр. На впускном валу имеется фазовращатель. Привод ГРМ на впускном валу осуществляется однорядной цепью, а на выпускном зубчатым ремнем. Ход поршня составляет 92.
8 мм, а диаметр цилиндров 82.5 мм, длина шатунов 144 мм. Высота поршня равняется 29.6 мм, диаметр впускных клапанов 34 мм, а выпускных 28 мм, диаметр стержня клапана 6 мм. Присутствуют гидрокомпенсаторы. Впускной коллектор с изменяемой геометрией. Двигатель BVZ выпускался вплоть до 2010 года, но уже после 2006 его место по немного начал занимать новый мотор 1.
8 TSI.
Проблемы и неисправности двигателя BVZ
1) Этот мотор плохо заводится в низкие температуры около -20 градусов и ниже.
2) Из-за прямого впрыска двигатель очень чувствителен к качеству топлива.
3) Тонкие поршневые кольца к 100 тыс.км начинают залегать, что приводит к интенсивному масложору.
4) На впускных клапанах образуются отложения вследствие чего ухудшается работа двигателя и падает его мощность.
5) Интервал замены ремня ГРМ 80-90 тыс.км, дольше лучше не затягивать, вероятность загиба клапанов очень высока.
Характеристики
- Годы выпуска: 2005-2010
- Компоновка: рядный
- Кол-во цилиндров: 4
- Кол-во клапанов: 16
- Материал блока цилиндров: алюминий
- Материал головки блока: алюминий
- Ход поршня: 92.8 мм
- Диаметр цилиндра: 82.5 мм
- Длина шатунов: 144 мм
- Наличие гидрокомпенсаторов: есть
- Другие особенности: фазовращатель на впускном валу
- Степень сжатия: 10.5
- Объем двигателя куб.см: 1984
Мощность двигателя л.с./об.
мин: 150/6000
- Крутящий момент Нм/об.мин: 200/3500
- Рекомендуемое топливо: 95
- Экологический стандарт: Евро 2
- Расход топлива, л/100 км ( для автомобиля Volkswagen Golf 5 на механической коробке)
- город: 11
- трасса: 6.3
- смешан: 8
- Привод ГРМ: ремень и цепь
- Интервал замены ремня ГРМ: 80-90 тыс.км
- При замене лить: 4.6 литров 5W-30
- Ресурс двигателя: 300 тыс.км
- Устанавливался на автомобили:
- Audi A3 8P
- Skoda Octavia 2
- Volkswagen Golf 5
- Volkswagen Jetta 5
- Volkswagen Passat b6
Тюнинг
С помощью чип-тюнинга, холодного впуска и спортивного безкатового выпуска из BZV можно выжать лошадей 15-20 не больше. Более серьезный тюнинг не целесообразен поскольку проще и дешевле свапнуть другой мотор на пример 2.0 TSI.
Загрузка...
