Общая информация
Общая информация
"АБС" 04.1999
Г.Цвелев, "Моторсервис"
Фирма BMW— известный во всем мире производитель мощных и динамичных автомобилей спортивного нрава. Дизель же, по сложившемуся мнению, не вполне соответствует высоким скоростям — он, де, шумный и недостаточно мощный, да и вообще агрегат для любителей неспешной экономичной езды.
Возможно, это несоответствие и стало причиной того, что дизельные BMW появились на рынке намного позже других — только в 1983 году. Но надо отдать должное фирме — ей удалось создать удачный компромисс между экономичностью, тяговыми характеристиками дизеля и собственным спортивным имиджем. Все, кому довелось поездить на дизельных BMW, отмечают их отличные тяговые и скоростные качества, невысокие шумность и вибрации. Речь идет, разумеется, об исправных двигателях в хорошем техническом состоянии.
До последнего времени фирма BMW выпускала 3 типа дизельных двигателей (все рядные, вихрекамерные): шестицилиндровый М21D24 объемом 2.4 л с турбонаддувом или без него; шестицилиндровый M51D25 объемом 2.5 л с турбонаддувом; четырехцилиндровый M41D18 объемом 1.7 л с турбонаддувом.
В настоящее время появилось новое поколение турбодизелей BMW с непосредственным впрыском и четырехклапанным газораспределением. но их конструкция пока вряд ли представляет практический интерес, так как в России находятся единичные экземпляры таких моторов.
Дизели из ряда М21 появились сначала на BMW пятой серии (кузов E28), а затем на BMW серии 3 (кузов Е30). Двигатели имеют чугунный блок цилиндров, наклоненный на 30° вправо, что традиционно для всех моторов BMW. Головка блока алюминиевая, с верхним расположением распределительного вала, привод которого осуществляется зубчатым ремнем.Привод клапанов через коромысла, причем
клапанные зазоры регулируемые. Топливные насосы — только Bosch типа VE. До 1988 г. использовались ТНВД с механическим приводом рычага подачи. Затем на дизельных BMW появились электронная цифровая система управления двигателем и топливный насос Bosch VE с электронным управлением.
В системе управления двигателем на BMW 324TD и BMW 524TD используются два электронных блока управления: ME и SB.
Блок управления ME формирует сигналы для изменения количества подаваемого топлива. Это количество (так называемая цикловая подача) задается электромагнитным регулятором ТНВД, который изменяет положение золотника плунжера и, соответственно, ход его нагнетания. Регулятор имеет обратную связь с блоком ME при помощи потенциометра положения золотника. Величина подачи ТНВД рассчитывается на основании обработки сигналов
от датчиков частоты вращения коленвала, положения педали газа, температуры охлаждающей жидкости, температуры всасываемого воздуха и топлива, давления наддува и скорости движения автомобиля.
В зависимости от сигналов датчиков блок управления ME рассчитывает подачу топлива для различных режимов, таких как пуск двигателя, прогрев до рабочих температур, регулирование оборотов холостого хода с учетом внешних условий и дополнительных потрлюбителей энергии, движение при оптимальных тяговых и экономических характеристиках. При этом учитывается содержание вредных веществ в отработавших газах и даже демпфирование продольных рывков автомобиля при резких нажатиях на педаль акселератора.
Блок управления SB вырабатывает команды начала подачи топлива (опережения впрыска) на основании сигналов датчиков частоты вращения коленвала, температуры охлаждающей жидкости и всасываемого воздуха, давления наддува и начала впрыска топлива (соответствующий датчик установлен на форсунке 4-го цилиндра). Момент начала подачи топлива задается электромагнитным клапаном регулятора опережения впрыска, находящимся в нижней части ТНВД
Кроме управления опережением впрыска и количеством подаваемого топлива в системе предусмотрено регулирование давления наддува. Для этого электронный блок посылает сигнал электропневматическому преобразователю, управляющему перепускным клапаном
турбокомпрессора.
Надежная работа системы управления двигателем обеспечивается встроенной самодиагностикой. Так. при появлении сбоев в работе системы или отказах датчиков система управления обеспечивает нормальную работу двигателя, задействуя дублирующие элементы или переходя на резервную программу. Одновременно в запоминающее устройство вводятся данные о появившейся неисправности, которые можно идентифицировать с помощью специального
диагностического прибора — сканера.
Поршень двигателя BMW не спутаешь с другим из-за характерной формы днища.
ТНВД с электронным управлением по конструкции привода и гидравлической части аналогичен обычному механическому, но в нем механические регуляторы опережения впрыска,
частоты вращения и подачи заменены на электрические исполнительные механизмы.
Электрический топливный насос низкого давления (0.4 кг/см2) обеспечивает устойчивую работу ТНВД, предотвращая образование воздушных пробок в топливопроводах на
любых режимах движения. Он установлен в топливном баке и создает постоянное избыточное давление на входе в ТНВД. Это техническое решение хотя и недешевое, но очень полезное, поскольку именно оно избавило дизели BMW от проблем с подсосом воздуха, в той или иной мере свойственных любым дизелям. Интересно, что при отказе
электронасоса двигатель полностью сохраняет работоспособность, и очень часто владелец даже не замечает этого дефекта. На BMW выпуска до 1988 г. с механическим
ТНВД электронасос отсутствует.
Корпуса топливных фильтров BMW любых моделей имеют штатный злектроподогреватель — вещь редкая у других производителей и, несомненно, очень полезная в России.
С 1991 года устаревший двигатель М21 был заменен на М51 объемом 2.5 л. Последний имеет усовершенствованную конструкцию и более сложную систему управления, чем достигаются высокие мощностные и экономические характеристики.
Двигатели М51 ставились на BMW 3 и 5 серии (Е-36, Е-34, Е-39), а с 1996 года — и на BMW серии 7 (Е-38).
Этот дизель имеет цепной привод распредвала через две однорядные цепи, одна из которых передает вращение с колен вала на ТНВД, а вторая — от ТНВД на распредвал.
Привод клапанов непосредственный, через гидротолкатели. На модификациях TDS мощностью 143 л.с. после компрессора установлен промежуточный охладитель воздуха, — интеркулер (intercooler), позволяющий увеличить массовое наполнение цилиндров и поднять мощность.
В отличие от моторов М21 система управления двигателем нового поколения сведена в единый блок, формирующий сигналы количества подачи, начала впрыска, давления наддува, работы реле свечей накала и реле электрического топливного насоса. В основном система управления аналогична предыдущей, за исключением, разумеется, параметров датчиков и исполнительных механизмов.
ТНВД двигателей М51 и М21 по конструкции идентичны, но абсолютно невзаимозаменяемы из-за различий в конструкции самих двигателей и электронной системы управления. Невзаимозаменяемы и блоки управления двигателей 115 л.с. и 143 л.с. (TDS) из-за различий в управляющих программах.
Четырехцилиндровый двигатель М41 объемом 1665 см3 является модификацией двигателя М51, но с уменьшенным до четырех числом цилиндров. Он устанавливался на BMW3-M серии с кузовом Е-36 и очень редко встречается в России. Поршни, шатуны, детали газораспределительного механизма и форсунки взаимозаменяемы с деталями М51. Программа управления двигателем и состав информационных датчиков так же аналогичны М51, хотя, естественно. невзаимозаменяемы.
Эксплуатация, неисправности и ремонт
Дизели BMW всех серий выполнены из отличных конструкционных материалов и в состоянии. при хорошем обслуживании, обеспечить пробег 300-400 тыс. км даже в российских условиях. По крайней мере при ревизии двигателей с пробегом более 250 тыс.км очень часто не удавалось обнаружить сколько-нибудь заметного износа блока цилиндров и коленчатого вала. и весь ремонт сводился к замене поршневых колец и вкладышей.
У автомобилей BMW предусмотрена электронная система информации о необходимости техобслуживания, но, несмотря на это, смену масла в российских условиях следует проводить примерно через 7,5 тыс. км, что несколько чаще, чем
обычно задает электронная индикация.
Замену ремня ГРМ желательно производить каждые 60 тыс. км, совмещая эту процедуру с заменой натяжного ролика. Загрязненный воздушный фильтр, помимо появления сажи в выхлопе, провоцирует ускоренный износ турбины, поэтому рекомендуется менять его не реже. чем через 20 тыс. км.
ТНВД фирмы Bosch типа VE с электронным управлением устанавливаются на всех дизельных BMW с 1988г.
На автомобилях с двигателем М21 при каждом техническом обслуживании (через 7,5 тыс.км) необходимо проверять и регулировать зазоры в клапанах. На двигателях М51 следует
хотя бы раз в 60 тыс. км контролировать состояние цепей привода ГРМ (об их вытяжке свидетельствует уход углов впрыска и фаз газораспределения) и раз в 120-150 тыс. км менять цепи и звездочки. Особого контроля на BMW требует система охлаждения (уровень антифриза, состояние шлангов и т.д.), поскольку она имеет довольно сложную конструкцию.
Опережением впрыска в насосах типа VE управляет специальный электромагнитный клапан.
Если при движении стрелка указателя температуры начинает значительно уходить вправо от своего обычного положения, следует немедленно прекратить эксплуатацию и найти причину, потому что даже при небольшом перегреве образуются трещины в головке блока цилиндров (особенно у М21), после чего она требует замены. Кроме того, при перегреве на BMW почти всегда повреждаются (теряют уп-
ругость. пригорают) поршневые кольца, и без их замены уже не обойтись.
Довольно частые неисправности двигателей М21 связаны с потерей давления масла из-за повреждения шлангов подвода его к масляному радиатору и обрыва алюминиевой трубки подвода масла к подшипникам турбокомпрессора. На М51 конструкция этих узлов иная и описанная неисправность возникает реже. Но турбокомпрессор, увы, трудно отнести к долгожителям — его ресурс редко превышает 150 тыс. км.
Из-за довольно высокой теплонапряженности этих двигателей часты случаи тепловой эрозии, прогара поршней и форкамер, провоцируемые неисправностями топливной аппаратуры. Нередки также случаи повреждения двигателя из-за неисправности цепного привода в результате отказа гидронатяжителя цепи. Правда, перечисленные дефекты обычно возникают при варварской эксплуатации, когда
масло меняют нерегулярно, а владелец долгое время не обращает внимания на характерные стуки под капотом.
При ремонте дизелей BMW необходимо использовать рекомендованные изготовителем спецприспособления, основными из которых являются фиксатор маховика, устройство для блокировки зубчатого шкива (на М21), съемник ТНВД (на М51), фиксатор распределительного
вала, индикатор момента начала подачи, спецключ для форсунки 4-го цилиндра. Однако больше всего сюрпризов приподносят владельцам система управления двигателем и топливная система.
Следует отметить, что из всех неисправностей топливной системы дизелей BMW устойчивое первое место держит износ плунжерной пары ТНВД. Трудно объяснить причину, но по частоте появления этой неисправности BMW опережает все аналогичные машины с такими же топливными насосами Bosch VE, даже имеющими более высокое давление в форсунках (например, Audi A6).
Износ плунжера обычно проявляется в затрудненном запуске горячего двигателя и последующем снижении мощности. В подобных случаях ремонт насоса неизбежен, но довольно
дорог и возможен только при наличии специального стенда с приставкой для регулировки электронных насосов Bosch.
Специнструмент, необходимый при ремонте дизелей BMW:
1,2 - приспособления для установки фаз газораспределени;
3 - съемник ТНВД; 4 - индикатор момента начала подачи;
5 - спецключ для форсунок; 6 - фиксатор маховика.
Отказы электронной части ТНВД нередко возникают из-за износа токосъемных дорожек потенциометра положения золотника подачи и сопровождаются провалами и рывками при движении, неустойчивым холостым ходом. В этом случае требуется замена всего электромеханизма управления подачей, — и такой ремонт насоса также невозможен без специального стенда. Но чаще всего отказы электронной системы управления двигателем связаны с выходом из строя датчиков и нарушением контактов электропроводки из-за их окисления.
После устранения неисправности нормальная работа двигателя восстанавливается, причем никакого специального стирания ошибок из памяти блока управления не требуется, достаточно на короткое время отсоединить питание блока. Отказы самих электронных блоков очень редки и обычно вызываются ошибками при подсоединении электропроводки или коротким замыканием при проверке.
В заключение хотелось бы коснуться электронной диагностики дизельных двигателей BMW. На всех автомобилях предусмотрен диагностический разъем, при подключении к которому специальным сканером считываются коды состояния и неисправности цифровой си-
стемы управления. Однако таким образом удается обнаружить неисправности только примерно в 40% случаев.
Электронный блок на дизельных BMW формирует электрические сигналы для управления опережением впрыска, количеством подаваемого топлива и другими параметрами.
Чаще приходится выполнять обычные проверки с использованием
стандартных диагностических приборов: компрессометра, пневмотестера. манометров, максиметра и других. Так, к примеру, неисправности механической части двигателя, гидравлической части топливной системы или системы охлаждения невозможно обнаружить с помощью сканера — он не выдает в этих случаях кодов ошибок.
Поэтому диагностику дизельных BMW нельзя ограничивать электронными средствами — она должна проводиться комплексно, с проверкой как электронной системы управления, так и механических параметров.
