Плата за прогресс

Конструктивные особенности

Двигатели FSI – VAG-овский вариант бензиновых двигателей с технологией непосредственного впрыска топлива. Первый мотор, на котором применялась эта система, был разработан еще в 2000 г. С ее помощью немецкому концерну удалось в значительной степени повысить эффективность и экологичность своих машин. Сделать их более приемистыми и экономичными.

Принципиально конструкция немецких двигателей типична для бензиновых моторов с непосредственным впрыском. Подача топлива осуществляется с помощью двух топливных насосов. Один из  них – топливный насос низкого давления – на двигателях FSI монтируется в топливном баке автомобиля и служит для подачи топлива в контур низкого давления. Он создает давление в пределах 3  бар и управляется с помощью электроники. На некоторых машинах в контуре низкого давления устанавливается собственный датчик давления. Но чаще управление осуществляется благодаря показаниям датчика, встроенного в контур высокого давления.  Через контур низкого давления бензин подается на топливный насос высокого давления. В VAG-овских машинах он монтируется на корпусе распределительных валов и приводится кулачком впускного распределительного вала. Насос создает давление в топливной системе в диапазоне от 50 и до 100 и более бар в зависимости от модели двигателя. Производительность насоса постоянно контролируется и регулируется блоком управления.

Насос качает топливо через топливную рамку на форсунки. В разных двигателях используются различные (керамические, пьезоэлектрические) форсунки, рассчитанные на высокое давление. Благодаря сильному сжатию появляется возможность сжигать максимально обедненную смесь, что и становится основой экономичности и высокой производительности двигателей с непосредственным впрыском.

Все вышесказанное относится практически к любому подобному двигателю. Однако дальше – начинаются всевозможные усовершенствования, которые становятся «фишкой» именно VAG-овских моторов. Например, для правильной циркуляции смеси (а именно благодаря ей в момент искрообразования достигается наибольшая концентрация топлива в районе электрода свечи, что существенно увеличивает эффективность двигателя) на моторах FSI используются поршни, форма днища которых создает вихревые потоки в камере сгорания. Той же цели  максимальной концентрации топлива в нужном месте в нужное время служит  практически горизонтальное расположение форсунок, размещенных таким образом, что факел топлива достигает свечи зажигания почти без касания поршня. В ряде случаев используется двойной впрыск топлива. Первый производится на такте впуска, когда в камеру сгорания подается две трети от предназначенной на один такт порции топлива. Оставшаяся треть подается в процессе второго впрыска, который производится приблизительно за 60° до ВМТ конца сжатия. На многих моторах применяется регулируемый впускной коллектор, геометрия которого изменяется в зависимости от оборотов двигателя. В системе предусмотрена рециркуляция отработавших газов, которые при определенных режимах работы поступают вновь в камеру сгорания и за счет более полного сжигания оставшегося в них топлива локально повышают концентрацию смеси, одновременно снижая токсичность выхлопов. Используется система коррекции фаз газораспределения выпускных клапанов в зависимости от режимов двигателя. Все это позволяет двигателю работать с очень высокой эффективностью. Однако за технический прогресс приходится платить.

Характерные неисправности

В случае с двигателями FSI плата заключается в усложнении всех операций по диагностике и техническому обслуживанию таких моторов. Которые к тому же очень болезненно относятся к любым изъянам в эксплуатации.

Федор Даров, технический директор компании «Слалом»:

– У меня двойственное отношение к таким моторам. С одной стороны, они демонстрируют очень хорошие динамические качества и достаточно надежны. Но – при условии правильной эксплуатации в хороших условиях. В нашей же стране такие условия мало достижимы. И климат у нас суров, и трафик в городах , сами знаете какой, и топливо не всегда продается должного качества. Так что случаев отказов таких моторов предостаточно. И правильно диагностировать их порой бывает очень и очень непросто.

Львиная доля таких отказов связана с проблемами в системе подачи топлива.

Федор Даров:

– По частоте обращений я бы на первое место поставил отказы, связанные с ранним выходом из строя свечей зажигания. Особенно часто с ними приходится сталкиваться в зимнее время. Летом проблема тоже существует, но просто обращений не так много. Вся беда в том, что немецкому мотору не нравится ритм езды в российских мегаполисах, когда большую часть поездки машина стоит в пробках. Либо же – автомобиль эксплуатируется для коротких поездок на маленькие расстояния, за которые двигатель не успевает даже толком прогреться. При таких условиях эксплуатации свечи очень быстро покрываются нагаром. Машина начинает троить, плохо заводиться. Причем – удивительно – нередки случаи, когда выходят из строя не одна, а сразу несколько свечей. Вплоть до того, что автомобиль вовсе отказывается заводиться из-за того, что все свечи начинают работать в половинную силу.

Другая распространенная поломка  связана с огрехами в системе рециркуляции отработавших газов, которая в двигателях FSI играет важную роль в процессе смесеобразования.

Федор Даров:

– Часто причиной неустойчивой работы двигателя становится неисправность клапана системы рециркуляции. В первую очередь эта проблема характерна для ранних двигателей FSI, хотя в принципе и более современные моторы не гарантированы от таких поломок.

Довольно распространенной неисправностью становится выход из строя одного из топливных насосов.

Федор Даров:

– Очень часто уже при пробеге в 150–180 тысяч начинаются проблемы с насосом высокого давления. Обычно они связаны с банальным износом плунжерной пары. Насос низкого давления тоже бывает что отказывает. Здесь привязка к определенному пробегу менее выражена. Бывает, что он ломается уже на 50–60 тысячах, но немало случаев, когда владельцы ездят по нескольку сот тысяч километров безо всяких проблем.

Другим распространенным недугом топливной системы является засорение форсунок. Как правило, большая часть из указанных выше дефектов в той или иной степени связаны с дефектами топлива или неправильной эксплуатацией.

Федор Даров:

– Я как-то был на семинаре, посвященном ремонту таких двигателей. И там прозвучала информация о том, что в той же Германии ранние поломки элементов системы подачи топлива встречаются в разы реже, чем в нашей стране. Скорее всего, их распространение связано с невысоким качеством топлива.

Но, кроме того, двигателям FSI (по крайней мере, некоторым из их разновидностей) свойственны определенные системные неисправности, не связанные с эксплуатацией.

Федор Даров:

– Нельзя сказать, что такие неисправности носят массовый характер, но все-таки периодически с ними приходится сталкиваться. Во-первых, по моим наблюдениям довольно часто уже на 100 тысячах пробега на двигателях, имеющих цепной привод механизма ГРМ, наблюдается растяжение цепи, приводящее к нарушению фаз газораспределения. На тех же моторах, где используется ременная передача, своя проблема: на некоторых из них производитель предписывает замену ремня раз в 90 000 км. На моей практике было несколько случаев, когда ремни обрывались раньше этого срока. Из других системных неисправностей я бы отметил слабость сальника коленчатого вала, того, который располагается со стороны маховика. Много раз приходилось наблюдать течь масла из него, причем при разборке было видно, что уплотняющая часть отставала от металлического корпуса.

Но зато само «железо» мотора обычно нареканий не вызывает.

Федор Даров:

– Возможно, что с такими неисправностями к нам просто не обращаются, но случаи, когда неправильная работа двигателя была связана с износом поршневой или там вкладышей – на пересчет. В этом плане мотор очень надежный.

Последний фактор облегчает диагностику неисправностей двигателей FSI, позволяя механикам не отвлекаться до поры до времени на исключение из возможных причин износа деталей двигателя, а сосредотачиваться сразу на системах подачи топлива, электронике и пр.

Диагностика

Главная проблема при диагностике двигателей FSI заключается в том, что она требует наличия специального оборудования, без которого поставить точный диагноз во многих случаях оказывается невозможным. С другой стороны, эти двигатели наделяются высокоэффективной системой самодиагностики. Ситуаций, когда неисправность двигателя не находит отражения в памяти блока управления, на этих машинах практически не возникает.

Федор Даров:

– Первым шагом в диагностике таких двигателей становятся подключение сканера и считывание кодов ошибок. В подавляющем большинстве случаев после этой операции существенно сужается область поиска.

Одно из распространенных сообщений об ошибке, с которым сталкиваются диагносты при работе с двигателями FSI, – сообщение о низком давлении в топливной системе.

Федор Даров:

– Довольно часто приходится сталкиваться с таким симптомом, как снижение давления в топливной системе. Он выявляется во время компьютерной диагностики – сканер выдает сообщение о соответствующей ошибке. При этом владелец машины обычно жалуется на потерю мощности, повышенный расход топлива, затрудненный пуск. В критических случаях машина вовсе не заводится. Причин, вызывающих снижение давления, может быть несколько. И требуется немалый опыт диагноста для того, чтобы суметь локализовать поломку.

Частой причиной падения давления является неисправность насоса высокого давления.

Федор Даров:

– Чаще всего снижение производительности ТНВД происходит из-за износа плунжерной пары. Заподозрить именно эту поломку можно тогда, когда потеря мощности двигателя сопровождается провалами при резком увеличении нагрузки.

Правда, схожим образом машина будет себя вести и в том случае, если будет неисправен топливный насос низкого давления. Кроме того, иногда такие симптомы могут быть связаны со сбоем электроники. Поскольку из всех этих неисправностей труднее всего продиагностировать именно насос высокого давления, поиск поломки имеет смысл начинать с контроля насоса низкого давления.

Федор Даров:

– На некоторых двигателях контур низкого давления оборудуется собственным датчиком. На таких машинах определить неисправность именно насоса низкого давления не составляет труда. Хуже, если такого датчика нет. В этом случае используется специальное оборудование для контроля давления, которое подключается к топливопроводу на выходе контура низкого давления.

Если диагностика насоса низкого давления не выявит неисправности, велика вероятность того, что причина кроется все-таки в насосе высокого давления.

Федор Даров:

– К сожалению, с диагностикой насоса высокого давления на таких двигателях возникает больше всего проблем. Высокое давление в системе не позволяет использовать стандартные средства замера давления. По-хорошему, убедиться в исправности или неисправности насоса можно лишь на специальном стенде. У нас этого стенда нет. Как, думаю, и у большинства небольших сервисов. Независимой компании, не специализирующейся на автомобилях VAG, приобретать такой стенд невыгодно. Поэтому, если у нас возникает подозрение на ТНВД, мы направляем клиентов к дилерам. Но перед этим стараемся полностью убедиться в том, что проблема именно в насосе высокого давления. Проверяем электронику. Смотрим перепускной клапан. Хотя его неисправность, как правило, имеет несколько другие симптомы – снижение мощности двигателя наблюдается на всех режимах работы двигателя, а не усиливается при возрастании нагрузки, как это происходит в случае выхода из строя насоса. Часто износ плунжера сопровождается появлением характерного звука, наличие которого может стать дополнительным свидетельством в пользу неисправности насоса высокого давления.

Часто бывает так, что компьютерная диагностика генерирует сообщение о пропусках в отдельных цилиндрах. Как правило, такая ошибка сопутствует жалобам владельцев не только на стандартный набор симптомов, связанных с неполадками двигателя, – не тянет, расходует бензин, плохо заводится, но и на неровную работу двигателя на холостых оборотах.

Федор Даров:

– Причин такой неисправности может быть несколько. На двигателях FSI каждый цилиндр имеет собственную катушку зажигания. Поэтому одной из причин пропусков может стать отказ какой-то катушки. Определить эту неисправность проще всего с помощью тестера катушек, позволяющего выявить даже те катушки, которые еще работают, но уже не способны выдавать стабильно мощные разряды. Другая причина пропусков - неисправность свечей зажигания. Проверять их работоспособность также лучше всего с помощью специального стенда. Удобное устройство, которое, как и в случае с тестером катушек, может быть использовано на многих автомобилях. Поэтому иметь его в своем арсенале имеет смысл любому сервису. Стенд позволяет не только выявить полностью неисправные свечи, но и определить те, которые работают в неполную силу, а также установить ресурс свечи. Ну и, наконец, причина может быть связана с неправильной работой форсунки.  

Поскольку дефекты форсунок обычно приводят к нарушениям смесеобразования, дополнительным признаком их неисправности станет сигнал об изменении состава выхлопных газов.

Федор Даров:

– Но для того, чтобы полностью убедиться в неисправности форсунки, опять же потребуется специальный стенд.

В случае если будет выявлена неисправность форсунки, скорее всего ее придется заменить. Хотя в некоторых случаях проблему решает промывка. При проведении этой операции важно помнить, что на двигателях FSI ни в коем случае нельзя производить очистку форсунок с помощью ультразвука. Дозволяется лишь химическая промывка с применением специальных очистительных препаратов.

Сообщение об изменении состава выхлопных газов может поступать и в ряде других случаев.

Федор Даров:

– Во-первых, могут сказаться нарушения в работе рециркуляции отработанных газов. Чаще всего они происходят из-за дефекта клапана. Чтобы обнаружить его, надо снять клапан и внимательно осмотреть  – зазора между рабочей кромкой и корпусом клапана быть не должно. При его обнаружении необходимо клапан заменить.

Чрезмерное обеднение смеси часто происходит из-за несанкционированного подсоса воздуха. Причем, что любопытно, кроме обычных для многих двигателей случаев подсоса в результате разгерметизации во впускном тракте, несколько раз мы сталкивались с тем, что источником доступа воздуха на таких моторах становился сальник коленчатого вала – по-видимому, это специфическая неисправность, свойственная именно некоторым из двигателей  FSI.