Турбонаддувные 5-ти цилиндровые 10-ти клапанные моторы Ауди

Турбонаддувные 5-цилиндровые двигатели Ауди относятся к числу весьма удачных и «живучих» конструкций, их долгая жизнь в России – лучшее тому подтверждение. Ниже приводится обзор устройства и основных характеристик десятиклапанных турбомоторов, ставившихся в основном на Ауди 200 в период с 84 по 90г.в. (За базовый двигатель принят KG, все, что относится к МС\1В – выделено курсивом, то, что характерно для всех моторов – помечено ***).

Наиболее распространенным из всей плеяды является KG – 182 л. с, 2144 куб.см, Dцил. = 79,5мм. Степень сжатия – 8,8. Имеет вариантное исполнение JY, от KG отличается перепуском и треугольными выступами на днище поршня, в остальном – идентичны. КН – сильно дефорсированный вариант (2144куб.см, 146л.с, топливо с ОЧ 91) для US, в Европе практически не встечается, система управления близка к МС. Давление наддува у всех 3-х – 1,6бар. Заявленный фирмой бензин – 98, но все долго и счастливо применяют 95 без каких-либо последствий. Применение 91 нежелательно, но допустимо (чтобы доехать до заправки с 95-м), при условии не превышения 3000 оборотов, хотя некоторые экземпляры достаточно долго ездили и на нем, правда, с понижением ресурса и отсутствием мах.режимов.

***При применении бензинов с более низким числом и езде на режимах близких к максимальным быстро произойдет детонационное разрушение поршневой группы с весьма плачевными последствиями. Несмотря на относительно небольшие значения степени сжатия у турбо, фактически она значительно больше при режиме наддува + тяжелые тепловые режимы = разрушение мотора при низкооктановом топливе.

МС\1В – следующее семейство, при этом имеет место, скажем так, фортель, характерный для Ауди – МС существует в 2-х вариантах, при этом весьма заметно различающихся между собой! 1В(2В) отличается от МС отсутствием лямбда-зонда и катализатора, большей степенью сжатия, большим значением наддува и соответственно – другим компьютером. 1В – 200 л.с, 2229 куб.см, Dцил=81,0. степень сжатия 8,6, давление наддува – 1,6бар. У МС – степень сжатия 8.4 -последняя версия. Ранняя версия – 7,8, мощность 165 л.с.при давлении наддува 1,4бар.

***Коленвал – стальной, кованый, независимо от пробега не выходит по износу и прогибу за допуски для нового вала (при условии применения нормальных масел и более-менее своевременной их замены). При переборке мотора достаточно профилактически заменить вкладыши с полукольцами.

***Блок цилиндров при пробеге до 150 тыс. практически не имеет следов износа, незначительный износ появляется только к 250 тыс. Ремонт с расточкой – наиболее приемлемый вариант, однако применяется достаточно редко, в связи с высокой стоимостью комплекта ремонтных поршней. По непонятной причине, в оригинале нет ремонтных поршней для 1В\МС, ранее они были в каталогах Мале, но в настоящее время МС – поршни уже сняты с производства, однако на 1В – производятся. С учетом того, что последняя версия МС имела степень сжатия 8,4, а у 1В – 8,6, возможно применение ремонтных поршней 1В в моторах МС. Применение низкосортных масел и\или нарушение регламента замены в первую очередь сказывается на износе блока и колец – подобное характерно для «переферийных» машин, их хозяева часто любят сэкономить.

Во всех турбо применено масляное охлаждение поршней и масляный радиатор (стоит справа внизу по ходу а\м). KG имеет два масляных фильтра – стандартный – основной, и так называемый «маленький» - на турбину. Цена последнего достаточно высока и связана с его мелкопористой структурой. Номер по Mann – W712\20, по Kneht – OC78, по Champion – C157, первые два предпочтительнее. МС\1В – масляный фильтр один – и здесь имеет место определенная странность, в свое время обсужденная в конференции. Дело в том, что по оригиналу, на эти моторы заявляется «свой» масляный фильтр, теоретически – мелкопористый, но разные каталоги дают разные же типы фильтров. Kneht рекомендует ОС85, при этом Mann рекомендует W719\30, заявляя его же на на 20-клапанные моторы (3В\AAN) и V6. *** Таким образом на все турбо 10V возможно применение фильра ОС85, ОС 154 по Kneht или  W719\30 по Mann. Кроме того, в этом семействе изменена конструкция масляного радиатора – одна из трубок вынесена вперед по ходу (в отличие от KG, где обе заходят сверху), это привело к тому, что трубка оказалась в зоне попадания на нее «дорожного коктейля» и ее активной коррозии с последующим разрушением и вытеканием масла. Заменить одну трубку обычно достаточно сложно – часто ее невозможно открутить от радиатора – поэтому меняют все в сборе – радиатор со шлангами, естественно, на б\у. Однако, в связи с дефицитностью данной позиции на разборках,  в последнее время практикуется заказ новых оригинальных шлангов и их последующея замена несмотря на сложности. 

Устройство масляной системы мотора KGJY KH, у МС\1В другой блок м.фильтров и радиатор со шлангами.

Головка блока без гидрокомпенсаторов, регулировка зазоров – шайбами, подходят от ВАЗ 2108, регулировка производится «на горячую», зазор впуск\выпуск – 0,2\0,4, допуск +\- 0,05мм. Направляющие клапанов подвержены износу и при ремонте мотора их замена с последующим разворачиванием и зенковкой седел практически обязательна. Также обязательна и торцовка поверхности головки, но не более 0,3мм. При регулировке клапанов на моторе с большим пробегом стук, скорее всего, уменьшится, но не уйдет совсем – сказывается износ направляющих. ***Маслосъемный колпачок идентичен «вазовскому», но крайне желательно применение фирменных. МС\1В имеют ГБЦ с гидрокомпенсаторами, которые выходят из строя после 200тыс. пробега, меняются – комплектом. Показание к замене – неисчезающий стук клапанов на прогретом моторе (при условии чистого масла, грязи они не любят). Стук «на холодную» допускается.

При расходе масла более 1л\1000км, как правило, замена колпачков понижает расход, однако он может достаточно быстро вернутся к прежним значениям – сказывается износ мотора, в этом случае поможет только грамотная и, к сожалению, дорогостоящая переборка двигателя. Такая ситуация характерна для моторов без гидрокомпенсаторов, у них имеет место больший износ направляющих. Направляющие «гидрокомпенсаторных» головок изнашиваются заметно меньше, поэтому там замена колпачков имеет значительно больше шансов дать результат.

Впускные клапана идентичны ненаддувным моторам, выпускные – «свои», с натриевым охлаждением и жаростойкой вставкой, стоят достаточно дорого. Стержни клапанов имеют заметный износ при пробегах свыше 300 тыс. Уменьшение зазора  (с целью добится тихой работы мотора) приводит к прогоранию выпускных клапанов, известен также случай их прогара при использовании газа в качестве топлива. Клапана KG – МС\1В – разумеется разные, последние короче.

***Ремень ГРМ до номера кузова 44-J-246281 – 120х18, номер по Lemforder 617 060 052, после – 142х19, т.н «мелкозубый». Норма замены – 100 тыс. Выдерживает перепробег до 170тыс! Ремни относятся к редкой группе, где не бывает подделок, из наиболее известных производителей – Gates, Flennor, TRW и другие.

***Обрыв\срезание ремня ГРМ всегда приводит к сильному загибанию клапанов, в зависимости от условий – от 2-х до 10.

***Спереди, в середине передней панели установлен интеркулер – радиатор охлаждения наддуваемого воздуха. Интеркулер обеспечивает рост мощности и улучшение экологических параметров в части окислов азота (особенно у дизелей). От интекулера к впускному коллектору идет гофрированный резиновый шланг, т.н гофра наддува – нередки случаи ее прорыва (хлопки в коллекторе, неустойчивый холостой ход, плохой разгон, повышенный расход). Гофр 2 типа, для KG\3В (035 145 720А) и для МС\1В (034 145 720).

Система зажигания – полностью электронная – VEZ, управляется компьютером, установлен справа внизу у ног пассажира. Для KG в зависимости от года выпуска и комплектации применялось 4 типа. В целом система очень надежна и основные дефекты в 90% случаев связаны со свечами, высоковольтными проводами, бегунками и крышками трамблера. Изредка выходит из строя датчик Холла (незапуск мотора, нет искры, может появлятся бессистемно) и совсем редко – датчики маховика. Загорание лампочки самодиагностики (моторчик с молнией на желтом фоне) на приборной панели при оборотах свыше 3000 (на более низких эта система не работает) говорит о том, что компьютер недоволен каким-либо сигналом (от датчиков) либо комбинация этих сигналов не соответствует заложенным в ПЗУ значениям и по этому поводу он перешел на аварийную программу (машина при загорании лампочки чувствительно теряет в мощности). Давать какие-либо советы достаточно сложно, в связи с многогранностью проблемы. Опасных последствий подобный дефект за собой не влечет, за исключением, естественно, мощностных характеристик. Существенный момент – компьютеры KG не опрашиваются «нормальным образом», поэтому быстро выяснить, чем же он недоволен, не получится. Справедливости ради отмечу, что наличие опроса в более поздних версиях (МС, 1В) далеко не всегда облегчает жизнь. Вообще же идентификация компьютером неисправностей далеко не так однозначна, как может показаться на первый взгляд. Из типовых дефектов – выход из строя датчика\ов детонации, обрыв проводки на датчик Т всасываемого воздуха.

***В ПЗУ компьютера жестко зашито ограничение оборотов мотора и давления наддува – при превышении заложенных значений отсекается б\насос. По датчику детонации зажигание корректируется в зависимости от качества бензина, но его возможности не беспредельны – на 91 детонация уже возникает. Кстати, услышать ее из салона почти невозможно, в отличие от ВАЗов.

***Турбодвигатели весьма требовательны к свечам из-за тяжелых условий работы последних. Вследствие достаточно быстро выгорания электродов рекомендуется менять свечи раз в 15тыс. Высоковольтные провода нормально работают только дорогие – мягкая цветная дешевка с ходу может привести к проблемам. Катушка зажигания с оконечным каскадом из строя сама по себе не выходит из строя никогда.

Система питания – K-Jetronic в турбоверсии – дозатор с большей производительностью и «свой» регулятор управляющего давления (РУД). Небольшое дополнение состоит в клапане ограничения мощности холодного двигателя (находится на моторном щите и обвешан кучей трубочек), управляемым компьютером. Система выполнена без особых изысков (отключается обогащение от разрежения до нагрева мотора), поэтому KG до прогрева неохотно едет, как бы «упирается». Дозатор применялся в 2-х версиях – крепление топливопроводов «под болты» или более поздняя версия, штуцерная. Соответственно, форсунки применялись с «крупной» (12х1,5) резьбой или «мелкой» (10х1). В сборе (дозатор, топливопроводы, форсунки) – взаимозаменяемы. Обычные дефекты – нарушение управляющего давления, негерметичность\неравномерность распыла\забивание форсунок, нарушение давления подачи (топливный фильтр, бензонасос), изредка выход из строя дозатора (симптомы разные).

У МС\1В все выглядит гораздо веселее. Система официально тоже называется K-Jetronic, и при этом имеет с ним существенные отличия. Вкратце они таковы – обогащение (от разрежения) убрано от РУДа и его функция передана частотному клапану, управляемому компьютером (стоит у дозатора, жужжит во время работы), через него же регулируется состав смеси по сигналам лямбды (у МС), РУД отвечает за «холодное» обогащение. По мере прогрева значение противодавление становится около 4бар и уже не меняется, пусковая форсунка заведена на компьютер и, помимо запуска, еще участвует в обогащении холодного двигателя при езде (чтобы сразу можно было ехать нормально, не дожидаясь прогрева). В сущности, систему следовало бы назвать электронным K-Jetronic. В результате, как любая модернезированная из нормальной, система склонна к “глючению”, особенно на МС, где в придачу ко всему есть и лямбда-зонд и катализатор, кроме того, в отличие от KG, намного более капризна к состоянию форсунок (как любая система с обратной связью).

Система стабилизации холостого хода состоит из клапана ХХ (установлен конце впускного коллектора), температурного датчика и блока стабилизации. Обычный дефект – выход из строя клапана ХХ, иногда довольно резко (холостые могут подскочить до 4000!). Проверка клапана – полная герметичность бокового отвода, даже незначительная неплотность – показание к замене. Внимание! При неверной отстройке мотора, блок ХХ пытается скомпенсировать выход из режима и превышает допустимый ток через оконечный транзистор, что ведет к его выгоранию и последующей замене блока! У МС\1В система выполнена так же, но отличается датчиком и блоком ХХ.

Система пусковой форсунки выполнена по стандартной схеме с термовременным выключателем и работает только при запуске холодного двигателя (не выше +20С).

Что приятно? Нет лямбда-зонда и катализатора (за исключением редчайших версий), значит нечего отравить, но из этого не следует, что можно применять этилированый бензин, он быстро забьет каналы системы впрыска, в первую очередь РУД.

***Собственно о главном – турбине – говорить особенно и нечего, агрегат крайне надежный. В сущности правило одно - после поездки на близких к максимальным режимах крайне нежелательно сразу глушить двигатель, иначе возникнет местный перегрев турбины, что заметно отразится на ее ресурсе, дайте ему поработать на холостых оборотах пять минут, за это время турбина успеет остыть. Кроме того, при отсутствии или низком давления масла выходит из строя почти мгновенно, столь же не любит грязного масла. Само по себе заклинивание турбины не опасно, до дому своим ходом вы доберетесь, хотя двигатель нормально работать без наддува не будет. При разрушении же подшипников турбины расход масла в выхлопную трубу может составлять 1л\4км, что очень удобно для постановки дымовых завес в военное время. Подобное – большая редкость, надежность турбин ККК – на высоте. Для турб желательно применение качественных масел и более частая их замена. В гамме модного ныне Total таких масел 3 – это Quartz 7000 10W40, Quartz 9000 5W40 и Quartz 9000 10W50 Racing. Последнее желательно применять для а\м часто используемых в режимах близких к мах. Срок замены – 8-10ткм (хотя фирмачи дают и большие сроки, эксперементально пришли к этому – при больших пробегах масло заметно «срабатывается»). Применение масел класса 0W30\40\50 крайне нежелательно, исключая условия Крайнего Севера.

***Для ограничения давления наддува применен обходной клапан (вастгейт сокращенно WG, пускает часть выхлопных газов в обход турбины), стоит в конце выпускного коллектора, у KG маленькая трубка на его крышке – просто сообщение с атмосферой, у МС\1В – заведена на тактовый клапан, управляемый компьютером. Обычный дефект – прорыв мембраны, при этом исчезает ограничение давления наддува и при превышении его порогового значения комп отключает б\насос (резкие «затыки» при разгоне). Для проверки исправности WG достаточно проверить герметичность его верхней полости. При прорыве мембраны возможна ее замена без снятия WG (достаточно хитрая операция, проблема кроется в крепежной гайке, отвернуть\завернуть ее непросто) или замена WG на б\у, однако отвернуть один из болтов, крепящий сильфон WG к приемной трубе также очень непросто. WG бывают разных типов, в зависимости от мотора.

*** Частый дефект – растрескивание и изгибание привалки выпускного коллектора, что является следствием тяжелого теплового режима его работы. В более поздних версиях применялся (и поставляется в з\ч, правда по бешеной цене), составной коллектор с сильфоном, но основная масса а\м имеет цельнолитой коллектор. Методы борьбы с растрескиванием просты, но вот их исполнение…. При его снятии обычно ломается, или уже сломано не менее 3 шпилек – высверлить\выкрутить их на машине практически нереально, сам коллектор плохо поддается сварке, вернее сварить то можно, но он тут же трескается, торцовка поверхности – тоже занятие малоприятное. Оптимальный вариант – найти сильфонный б\у и, сняв головку, вывернуть шпильки, но поскольку такие дефекты случаются уже на достаточно больших пробегах – сильно желательно это мероприятие совместить с переборкой мотора. Также крайне желательно применение оригинальных шпилек и гаек для крепления турбины и приемной трубы, отечественные не выдерживают.

***Для борьбы с «тепловым ударом» и «защиты от дурака» с 85г.в система охлаждения получила дополнительную электропомпу (стоит над блоком АБС), управляемую своим электронным блоком, а турбина – водяное охлаждение. Вместе со штатным обдувом форсунок все это более-менее долго работает после заглушки машины, особенно в жару, вызывая недоумение прохожих (попутно к эл.помпе включается и вентилятор радиатора). К старости эл.помпа любит потечь или у нее отваливается боковой отвод – новая стоит немало, б\у хорошую найти проблематично, поэтому систему, как правило, просто отключают – либо заглушки в шланги, либо шланги соединяют трубкой. Вариант с установкой эл.помпы от Газели не выдерживает критики – помпа быстро начинает течь, для ее работы обязательно ставить разгрузочное реле, иначе сгорает блок управления системы.

***Большая статистика позволяет сделать совершенно парадоксальный, с точки зрения непрофессионала, вывод – турбодвигатели имеют заметно больший ресурс, против своих атмосферных собратьев, а АКПП часто уменьшает ресурс мотора! На самом деле все вполне логично – масляное охлаждение поршней с радиатором дают существенное увеличение детонационной стойкости (принято считать, что требования к степени сжатия снижаются на 1), обеспечивает оптимальный режим цилиндропоршневой группы. Косвенно это подтверждается практикой NF\NG\AAR – это атмосферное семейство имеет масляное охлаждение (без радиатора, но достаточное для атмосферного двигателя) и блоки этих моторов также изнашиваются заметно меньше.

*** Применительно же к АКПП ситуация следующая – как правило, моторы на таких машинах работают в нижнем диапазоне оборотов, что приводит к повышенному образованию низкотемпературных отложений и, как следствие, большей загрязненности масла, что несколько увеличивает износ и иногда приводит к закоксованию колец.

*** Как ни странно, дольше всего живут моторы, которые не стесняются «крутить», часто работают в режимах близких к мах., разумеется, своевременно меняя масло. Такие двигатели не «зарастают» внутри, их кольца не забиты нагаром и на клапанах нет наростов.

***Обычно, износ мотора выражается в росте расхода масла и постепенной потере мощности, при перегазовке возможно незначительное дымление и запах масла, при этом замер компресии, как правило, не проясняет ситуацию, она обычно в норме.

***Расположение датчиков. Трамблер – внутри находится датчик Холла – бывают 2-х взаимозаменяемых типов – «старый», «высокий», ремонтопригоден, датчик Холла для него поставляется в з\ч и «новый» – одноразовый (однако ремонту также поддается, но датчик Холла от отечественных а\м – не подходит). На патрубке, к которому подходит верхний шланг радиатора – сверху 2-х контактный датчик, разъем красный – датчик температуры для блока ХХ, у МС\1В – одноконтактный. Посередине, стоит горизонтально, 2-контактный – датчик блока эл.помпы. Внизу – либо большой 4-контактный, либо маленький 2-контактный – датчик щитка приборов (температура ОЖ, перегрев ОЖ, сигнал для климатика). Под гидронасосом, ввернут в головку, 1-контактный – датчик температуры для компьютера. На впускном коллекторе. На дроссельной заслонке датчики положений – у KG – 2 концевика, у МС\1В – в одном блоке, разъем – 3- контактный. У KG – на впускном коллекторе, у МС\1В в интеркулере сбоку, у гофры наддува – датчик температуры всасываемого воздуха для компьютера. Сзади головки у KG ввернут 2-контактный термовременной выключатель, у МС\1В его нет. Между клапаном ограничения давления наддува и впускным коллектором на железке, прикрученной к клапанной крышке – датчик обдува, 1-контактный. Под РУДом – длинный, металлический, с проводом – датчик детонации (для KG и «старой» МС), в более поздней версии МС\1В – их 2. От РУДа вниз и немного вперед по ходу, друг над другом – масляные датчики, при наличии прибора давления масла верхний большой, 2-контактный. По той же стороне, в месте стыка блока и КПП – 2 датчика с проводами – ближе к переду – датчик «начало отсчета» (однократный импульс от штыря на маховике при каждом обороте к\вала), дальше – «датчик оборотов мотора» (импульсы определяются зубцами венца маховика). В радиаторе, под нижним патрубком – датчик вентилятора 2-х или 3-х контактный. В расширительном бачке, внизу, изредка сверху, датчик уровня ОЖ. В маслонасосе, снизу, у моделей с прибором температуры масла – датчик температуры, 1-контактный, крепление провода винтиком.

Система >KGJYKH

Помимо описанных моторов, применяемых на А100\200, были еще турбо 10V применяемые на Audi ur-quattro (турбо спорт-купе, редкая, практически культовая машина). Старое поколение WR\GV – 2144 куб.см, степень сжатия 7.0, 200 л.с, давление наддува 2.0, по системе управления близки к KG, позднее поколение – код МВ – прямой аналог 1В. Audi ur-quattro всегда небезосновательно критиковали за ужасный доступ, в случае ремонта.

Как работает турбонаддув? Для чего он сделан?

Вкраце смысл проблемы в следующем – мощность, получаемая с мотора прямо пропорциональна количеству сгоревшей в цилиндрах топливной смеси. У обычных (атмосферных) моторов ее количество конечно и не может быть больше, чем цилиндр «всосет» на такте впуска, благодаря насосному эффекту. Однако, если подавать топливную смесь в цилиндры под давлением – ее количество там можно заметно увеличить и, соответственно, с того же объема мотора, получить большую мощность.

Для этих целей в настоящее время применяются механические нагнетатели – приводятся в действие от мотора и турбонаддув – выхлопные газы вращают одну из крыльчаток турбины, а вторая, находящаяся в ней на одном валу нагнетает воздух в систему.

Не вдаваясь глубоко в подробности, отмечу, что в принципе, наддувом в двигатель можно закачать любое количество смеси и, соответственно, обеспечить эквивалентный рост мощности, но фактически мощность ограничена параметрами топлива и конструкционными свойствами материалов мотора.

Существует заблуждение, что турбина «включается» на определенных оборотах. На самом деле, турбина работает всегда, но до определенных значений оборотов мотора ее производительности не хватает для обеспечения положительных значений давления. Т.е до этих оборотов значение наддува – отрицательно (разрежение), а свыше – положительно. Таким образом, до порогового значения, мотор работает как атмосферный, а свыше – уже как турбо, иными словами, что-то вроде «два - в одном».

Изначально, так сказать, классически, турбонаддув применялся для роста мощности. В настоящее время это его основное свойство отходит на задний план – его применяют для выравнивания характеристик мотора. Мотор создается для хорошей работы на «низах», но на «верхах» такой мотор работает плохо – тогда ставят турбонаддув и получают ровную характеристику мотора. Кроме того, имеет место и экологическая сторона вопроса.