Экологические стандарты и проблемы TDI CR в частности

Введение

Хотелось бы рассмотреть некоторые экологические аспекты, поскольку часто слышу: «Немцы зря систему устанавливать не будут», «это экология, и так дышать нечем». При этом ДВС требует вложений по ремонту систем, не связанных с ним непосредственно, а работа этих систем значительно усложняет нормальное его функционирование. Пожалуй, с этой темы и начнем.

В то же время, тема про мотор TDi CR – достаточно надежный, по сравнению с FSi-моторами, и вроде не требующий особого внимания – задумывалась давно. Еще на этапе общения с владельцами «Пассатов», Q7 и А6, а также владельцами «Мерседес», «БМВ», «Форд», оснащенных ДВС с такой топливной системой, возникло устойчивое ощущение, что они пытаются перенести свой опыт эксплуатации моторов с насос-форсунками на новый двигатель.

Сразу скажу, что невозможно, по моему скромному мнению, аргументировать свою точку зрения на некоторые отклонения в поведении мотора без анализа теоретических данных в контексте конкретной проблемы. Точки зрения бывают разные, единственное правильное решение – опираться на официальные данные. Все эти данные (SSP) давно находятся в свободном доступе в Интернете, да, видимо, никто не хочет их внимательно изучать. Во всяком случае, я очень редко их вижу среди аргументации своей точки зрения при общении на форумах. Однако если вы действительно хотите решить проблему, и решить ее эффективно и в сжатые сроки, надо все-таки знать и теорию. Слишком сильно различается понимание некоторых процессов у разных людей, причем у тех людей, которые должны эту проблему решить. Я изложу свою версию проблемы и решения, а также особенностей ремонта.

PCV и EGR – нужна ли принципиальность в сохранении экологических стандартов?

Эти буквы с давних пор известны практически любому автовладельцу, они символизируют его борьбу с производителем за эффективные эксплуатационные характеристики автомобиля: крутящий момент, общий КПД ДВС и трансмиссии, максимально эффективная температура сгорания и т.д. Производитель, в свою очередь, «зажат» экологическими нормами, которые постоянно ужесточаются. В свете последних событий по претензиям к VW, думаю, будет интересно сравнить, а в чем собственно различаются тесты по американской (FTP 75) и европейской системе (NEFZ) ездовых циклов, в результате которых делается заключение о соответствии стандартам.

Как видите, уже к 5 минуте, по мнению американцев, ДВС должен быть в полной готовности к эксплуатации на скоростях выше 90 км/ч. Стоит ли удивляться материалу изготовления ДВС, максимальному облегчению силового агрегата, установленной высокой рабочей температуре ОЖ ДВС, значительно измененной конструкции впускных каналов, топливной системы, дополнительным системам на автомобиле, если при небольшом объеме ДВС хотят получить еще и высокий и равномерный по линейке оборотов крутящий момент (предпочитаю говорить о нем, а не о мощности, поскольку считаю именно крутящий момент эталонным показателем при обсуждении и сравнении ДВС)? Хорошо, но тогда надо понять, ради чего это, ведь в контексте дизельного ДВС, к примеру, речь идет в большей степени не о СОх. C каталитическим нейтрализатором и борьбой с СОx знакомы практически все и очень давно, проблема достаточно серьезная, но как дела обстоят с NOx – с чем, собственно, призвана бороться система EGR ? Посмотрим.

Как видим, процентное соотношение не такое большое, чтобы говорить, будто блокирование системы приведет к значительному ухудшению выброса ОГ. Другая «сторона медали» – при идеально работающей системе возврата ОГ и использовании топлива с низким цетановым числом (весьма распространенного, увы, на наших заправках) Вы не уйдете от этого.

В некоторых случаях может привести и к этому.

Как видим, результаты весьма впечатляют, а ведь есть еще и сажевые фильтры, которые при вышеперечисленных условиях (и добавляя городские условия эксплуатации без возможности штатной регенерации) просто не «живут» долго, которые, честно говоря, в Россию вообще не должны поставляться официально. Напрашивается совершенно очевидный вывод: блокировка системы EGR и удаление сажевого фильтра – путь не только к душевному спокойствию владельца. Не стоит ожидать «ракетного ускорения» ДВС или сильного снижения расхода топлива. Надо помнить, что более чистое сгорание на более высоких температурах вполне может справляться с выбросом взвешенных частиц, поскольку при таких условиях не только выпуск ОГ (отработавших газов) становится чистым, но и – что значительно важнее – впускной коллектор не загрязняется. Надо понимать, что даже при принудительном охлаждении на свежих моторах перепад температур впускного воздуха и рециркуляционного ОГ значителен. Вкупе с системой вентиляции картерных газов это приводит к активному образованию «литольного» налета на стенках впускного коллектора. В то же время в городских условиях повышенный выброс NOx весьма затруднителен.

Есть, конечно, и минусы убирания сажевого фильтра. Надо честно предупредить: при удалении сажевого фильтра (корректном) сами выхлопные трубы на выходе, если не переделывать систему штатных резонаторов – глушителей, будут выглядеть «не очень». Во всяком случае, при перепрограммировании в наших условиях надо быть к этому готовым.

Если касаться системы работы вентиляции картерных газов, то следует отметить, что большинство проблем самой вентиляции связано с правильным функционированием редукционного клапана, который отвечает за регулирование давления в блок-картере двигателя. «Больное» место этого редукционного клапана – мембрана, деталь в принципе универсальная и легко подбираемая. Правда, конструктив исполнения разный. Он может быть достаточно простой:

А может быть и так, что клапан виден, а разобрать сложно (обратите, кстати, внимание, какая бывает удивительная конструкция под названием крышка-коллектор):

Разумеется, нормальное функционирование любой системы, а в особенности системы вентиляции картерных газов, в деле сепарирования (отделения от масла) совершенно невозможно, если, скажем, ТО проводится нерегулярно и фильтр выглядит вот так к примеру:

При таком состоянии воздушного фильтра можно и о замене турбины подумать (в интеркуллере охлаждения можно масло стаканами сливать), и о проблемах с масляными колпачками, ведь расход масла значительно увеличивается. Кстати, заметили надпись на маслозаливной крышке?

Коснувшись общих аспектов, довольно спорных, разумеется, все же давайте коснемся частностей, а именно автомобилей VAG-группы, ибо здесь есть масса «своих» особенностей, присущих только автомобилям этой группы.

Дела механические…

Часто самая простая операция, к примеру, по замене маслосъемных колпачков, начинает вызывать вопросы у сервисменов, поскольку именно на моторах TDI CR применена разрезная шестерня распределительных валов. Ее назначение – снижение шумности, однако такое конструктивное решение приводит к усложнению процесса сборки, а именно вот к этому:

Обратите внимание на «странное» расположение и размер клапанов:

Не все так просто, геометрия здесь важна, как никогда (и вибрационные нагрузки не исключение).

К сожалению, такое расположение клапанов сказывается и на ресурсе направляющих. Большинство моторов TDI CR с заменой маслосъемных колпачков без замены направляющих клапанов не обходятся, ибо большие радиальные зазоры в паре «втулка – клапан» делают бессмысленной операцию по замене самих колпачков.

Хочется отметить еще один очень часто обсуждаемый узел – впускной коллектор с вихревыми заслонками. Малейшее рассогласование по верхнему или нижнему упору механизма неминуемо вызывает предупреждение (чек) и ограничение мощности ДВС. Ограничение в принципе небольшое, но цена решения слишком высокая. Материал тот же, поэтому следует ждать повторного выхода из строя этого же узла через определенный и весьма небольшой пробег. В чем вопрос?

Итак, посмотрим, сама конструкция:

Понятно, что проблемы будут с подвижными элементами. На моделях первых выпусков из-за конструкции «ушек» тяги они просто соскакивали с привода. После этого был выпущен рем. комплект тяг, и проблема должна была быть решена. Не тут-то было! Остались еще пластиковые втулки самих осей заслонок. Они априори не могут быть вечными, а малейший износ приводил к тому же самому. При желании можно найти рекомендации как по замене этих втулок и ремонту самого зубчатого механизма привода заслонок, так и по строгому соответствию официальной литературе по ремонту, которая подразумевает замену коллектора в сборе. Так что мы имеем, когда в коллекторе установлены вихревые заслонки? Опустим мнение, что «немцы зря делать не будут», и попробуем понять, из-за чего столько страданий.

Режим работы непосредственно заслонок:

То есть вихревые заслонки используются, судя по всему, на Х.Х. Хорошо, а когда они начинают открываться?

Это значит, что вихревые заслонки используются именно на Х.Х. в режиме минимальных нагрузок, т.е. к динамическим качествам приемистости автомобиля они отношения не имеют. Явное напоминание из прошлого – клапан EGR, сажевый, не находите? По моему мнению, реанимация этой системы – неэффективное решение. Гораздо полезнее будет для всех, как и в случае с сажевым фильтром или клапаном возврата отработавших газов (EGR), просто исключить работу сервоприводов вихревых заслонок из программы ЭБУ ДВС. Конечно, нужно не только вырезать кусок программного кода, но и корректировать топливную карту, одновременно исключая переобеднение на Х.Х. Думаю, специалисты это знают. Но это решение, по моему мнению, куда более эффективно, чем попытка отремонтировать или заменить (в очередной раз) проблемный узел. Хотя рекламы таких операций в Интернете в последнее время просто огромное количество.

Конечно, есть и исключения. Принцип работает и на рядном моторе, но на моторе 3.0 коллекторов целых два, и элегантным решением в виде установки ограничительных болтов в корпус сервопривода, как это делается на 2.0, здесь, к сожалению, вопрос не решить. Да и надо ли, учитывая механику работы вихревых заслонок? В любом случае решать Вам.

Кроме описанного, есть особенности и в вышеперечисленных системах. Иногда не знаешь, плакать или смеяться. Вот, например, этот узел:

Обратили внимание? Звук прогоревшей прокладки выпускного коллектора, как Вы понимаете, ни при чем. Уточню:

Вылетела подшипниковая втулка оси заслонки переключения обогрева системы EGR (обратите внимание, как ее закрепили на заводе). Учитывая, что это машина 14 года с пробегом в 70 000 км, становится грустно.

Разумеется, немцы предполагают замену узла целиком (как и при замене клапана EGR ), но ведь можно ее и отдельно изготовить. Будьте внимательны в диагностике таких «мелочей».

Отдельная тема для дизельных моторов TDI CR – функционирование узлов топливной системы. Чаще всего, именно в непонимании назначения отдельных узлов кроется проблема диагностики неисправностей этой системы.

В системе TDI CR предусмотрены два элемента для регулирования давления топлива. Это дозирующий клапан, выполненный в корпусе ТНВД

и отдельно стоящий клапан – регулятор давления, установленный в топливной рампе.

Напоминаю, различие в функционировании этих узлов – выдержка и программы.

А вот так выглядит диаграмма работы этих клапанов.

Что это означает в практическом применении? Запуск ДВС и создание необходимого давления топлива на Х.Х. обеспечивает клапан-регулятор на топливной рейке и ТОЛЬКО он! Если физически ТНВД может создать давление, то клапан дозирования топлива (на ТНВД) в этот процесс НЕ вмешивается. Зато если машина легко заводится и работает на Х.Х, и даже разгоняется, если разгон осуществлять плавно, но совершенно не хочет резко ускоряться, то по диаграмме отлично видно, кто может быть виноват. Обратите внимание на дельту между описанными клапанами по участию в процессе смесеобразования при резком разгоне. Да, это он – дозирующий клапан. По наблюдениям, с тех пор как коренным образом переработали конструкцию и материал корпуса ТНВД (сменив поставщика), крайне тяжелая проблема с образованием стружки на ранних моделях в топливном контуре исчезла. На данный момент вопросы вызывает в основном механика самих форсунок (не держат рабочее давление). Однако не совсем надежные электрические узлы, подобно дозирущему клапану (N290), остались. Отдельно от ТНВД они, согласно оригинальному каталогу, не идут. Но прошу помнить, известен поставщик («Бош»), и есть каталожный номер. Правда, достать его непросто, ибо искать его приходится непосредственно в Германии. Но если стоит вопрос о разнице в 10-12 раз, думаю, все же стоит попотеть.

Пожалуй, последним, наиболее часто встречающимся неисправным элементом будут заслонки – воздушная заслонка и заслонка системы EGR.

Причем неисправность, как и с заслонкой переключения обогрева возврата отработавших газов, носит больше «веселый» (в начале), чем принципиальный характер, поскольку не проявляется до последнего момента. Но запускать все же не стоит, поскольку у «последнего момента» могут быть последствия более тяжелые. О чем же идет речь? Речь идет о проникновении масла через осевые уплотнения заслонок в электронную часть самой заслонки. Сам факт виден по масляным подтекам в нижней части электронного отсека заслонки в районе прокладки.

Конечно, масло – диэлектрик и антиоксидант в «одном флаконе», и проблем с замыканием или окислением принести не может, но только при малом количестве. Когда это масло накапливается, оно может физически воздействовать на плату потэнциометров, деформируя ее при нагреве и вызывая ошибки по клапану. При этом на работу ДВС такой процесс влияния не оказывает. Однако существует опасность замыкания контактов опорного напряжения на массу с выгоранием в последствии дорожек в ЭБУ ДВС. (P.S. Следует отметить, что опорное напряжение в данном случае объединено с другими компонентами TDI CR, например датчиками давления, и надо быть очень внимательными при анализе протокола неисправностей.) В целом такие случаи встречаются редко, но запускать, по моему мнению, не стоит. В большинстве случаев масло под крышкой просто удаляется, но, как понимаете, такой процесс приходится делать регулярно. Даже если уплотнение втулки оси можно было бы изготовить физически, чтобы его поменять, придется демонтировать механизмы сервопривода полностью, что в условиях ремонтной мастерской достаточно проблематично. На другой чаше весов стоит новая заслонка в сборе с точно такой же проблемой в будущем. Пожалуй, на этом можно закончить рассказ о наиболее часто встречающихся проблемах на дизельных моторах с системой Common Rail выпуска до 2013 года. Но статистика – вещь упрямая, вполне возможно, что проявится какая-либо другая неисправность, и тогда мы обязательно ее рассмотрим. Так что продолжение следует…

Денис Карпов.