Двигатели БМВ

Немного истории развития двигателей для БМВ

Во все времена, четырехцилиндровые двигатели для БМВ преследует злой рок, хотя современная история этой марки автомобилей берет свое начало именно с них. Произведено таких четырехцилиндровых двигателей достаточно много в различных модификациях, они даже успели попасть в автомобиль марки «Москвич».

Конструкция данных двигателей не является какой-то необычной, однако превосходно сочетает в себе высокую эффективность и ремонтопригодность. Для автомобилей небольшой массы с механической коробкой передач такие двигатели, пожалуй, подойдут лучше всего. После М10 было еще несколько модификаций данного двигателя, которые в конечном итоге привели к созданию довольно неплохого двигателя M40, устанавливающегося в основном в кузова Е30, E34 и Е36.

Разработанный спустя непродолжительное время двигатель М50 незамедлительно привлек к себе все внимание автомобилистов, после чего последовали еще несколько модификаций данного двигателя. Однако уже после 2001 года появился принципиально новый силовой агрегат для БМВ с индексом N42, на котором была опробована технология «Valvetronic» в совокупности с «Double Vanos».

Применение передовых технологий при разработке данного двигателя позволило стать лидером в мировом двигателестроении и опередить других производителей. В последней модификации двухлитровый двигатель N46 может выдавать в пределах 200 Нм крутящего момента. Не взирая на высокую технологичность данного агрегата, он скорее всего Вас разочарует, поскольку в совокупности с шестиступенчатым автоматом его крутящий момент вряд ли сможет впечатлить.

После того как однорядные четырехцилиндровые двигатели БМВ достигли серьезных результатов в своем развитии, их стали устанавливать на более тяжелые автомобили, которые весили в пределах полторы тонны. Однако даже хорошие ходовые характеристики и эффективные системы непосредственного впрыска топливной смеси непосредственно в камеру сгорания с последующим увеличением объема цилиндров были нивелированы гидротрансформатором и стремлением к снижению выбросов вредных гаов в атмосферу.

В конечном итоге безудержное стремление к экологичности двигателей, привело к негативным последствиям и окончательно испортило динамику, крутящий момент и в значительной степени снизило ресурс двигателя БМВ. Нужно отметить, что производители других брендов пошли по более разумному пути повышения мощности при помощи систем непосредственного впрыска топливной смеси и двухступенчатой катализации.

Компания БМВ одна из первых пошла по пути увеличения верхней точки термостатирования, которая достигла пределов более чем 110°С, что, в свою очередь, существенно повысило рабочую температуру масла в двигателе при сравнительно небольшом объеме заправки. В конечном итоге подавляющее большинство двигателей с индексом N-42...46 получили серьезную проблему массовой сворачиваемости масла в картере. Ну а поскольку масло является, в некотором смысле, кровью двигателя, в результате его сворачиваемости все детали и узлы двигателя подверглись серьезным нагрузкам и повышенному износу.

ДВИГАТЕЛИ БМВ первого поколения

Двигатели БМВ первого поколения оснащаются довольно простой системой вентиляции картера, которая основывается на принципе разности давлений. Термостат в таких двигателях открывается при температуре жидкости в пределах восьмидесяти градусов по Цельсию.

После пробега в пределах четырехсот тысяч километров износ ЦПГ будет минимальным, а маслосъемные колпаки теряют пластичность после трехсот тысяч километров. Из вышесказанного следует, что вероятность возникновения проблем с маслосъемными колпаками в двигателях БМВ первого поколения значительно выше, чем с кольцами. Стоит отметить тот факт, что в случае залипания колец, вероятность восстановления их в нормальное состояние без замены довольно высока.

Двигатели БМВ первого поколения отличаются низкой требовательностью к качеству масел, поскольку в момент их разработки пришелся на период до расцвета рынка качественных синтетических масел. Такие двигатели являются воплощением беспроблемных агрегатов, которые еще можно отремонтировать в условиях своего гаража без специальных инструментов.

Особенности эксплуатации ДВИГАТЕЛЕЙ БМВ первого поколения:

• Двигатель БМВ - М10. Карбюраторный одновальный двигатель внутреннего сгорания, имеющий распределитель зажигания. Благодаря большому количеству модификаций, срок его жизни удалось продлить до тридцати лет, поэтому его можно встретить на многих автомобилях БМВ которые до нашей страны так и не доехали.
• Двигатель БМВ - М20. Шестицилиндровый двигатель, оснащенный клиноременным приводом, заменивший двигатель для БМВ М10 и являющийся переходным образцом на пути к следующему поколению двигателей М30. Предел модернизации его предшественника ограничивался объемом цилиндров, поэтому даже при его форсировании не получалось превысить общий объем одного цилиндра в 500 кубических сантиметров. Благодаря добавлению в конструкцию двигателя еще двух цилиндров, удалось добиться достаточной мощности.
• Двигатель БМВ - М30. Это основной шестипоршневой двигатель первого поколения, со стандартным набором характеристик имеющий один распределительный вал и один распределитель зажигания. Модификаций данного двигателя существует достаточно много, в том числе и первый в истории БМВ спортивный двигатель M88, который был прототипом хорошо зарекомендовавшего себя двигателя S38. В большинстве случаев его устанавливают на модификации БМВ в 32-м и 34-м кузовах, которые являются лидерами продаж в нашей стране.
• Двигатель БМВ - М40. Очередная успешная модернизация двигателя для БМВ М10, оснащенная клиноременным приводом и гидрокомпенсаторами. Встречается довольно редко, хотя и отличается высокой надежностью.

Двигатели первого поколения отличает невысокая степень сжатия, в пределах 8:1 - 9:1, которая повышает надежность, упрощает обслуживание и делает их неприхотливыми к октановому числу топливной смеси. Кроме всего прочего существует возможность установки на них турбонагнетателей без значительных конструктивных изменений.

ДВИГАТЕЛИ БМВ M50

Эти двигатели БМВ обладают довольно высоким рабочим ресурсом, и могут по праву считаться последними образцами надежности первой волны, хотя и обладают некоторыми отличительными особенностями в сравнении с двигателями первого поколения. Основным его преимуществом перед предыдущим поколением стало наличие четырех клапанов на цилиндр, что позволило значительно повысить мощность и динамику всех двигателей БМВ следующих поколений.

В конструкции двигателей для БМВ М50 предусмотрены катушки зажигания для каждого цилиндра и свечи нового стандарта качества, что позволило в значительной степени превзойти двигатели предыдущего поколения. Именно этот двигатель, впоследствии, стал стандартом для соотношения 1 Нм на 10 кубических сантиметров объема цилиндров, чем при всем желании не могло похвастаться предыдущее поколение. Всего этого добиться получилось благодаря значительному повышению степени сжатия с 8:1 (в предыдущем поколении) до 11:1 (в текущем поколении).

Поскольку в двигателях М50 значительно увеличилась степень сжатия, автомобиль может ехать с достаточной динамикой только на топливной смеси с октановым числом не ниже 95, что для большинства автовладельцев стало неожиданным фактом, а для модификаций с повышенным объемом цилиндров лучшим вариантом была бы топливная смесь с октановым числом не менее 98. Датчики детонации, установленные на данном двигателе, позволяют, в некоторой степени, компенсировать безграмотность автолюбителей, которые заправляют свой автомобиль топливом низкого качества, но корректировка опережения зажигания позволяет лишь частично сгладить последствия заправки топливом низкого октанового числа.

Двигатели данной модификации были последней попыткой использовать проверенное временем сочетание блока цилиндров из чугуна и алюминиевой головки блока цилиндров для широкого круга потребителей. Благодаря донному шагу, получился самый удачный двигатель БМВ по совокупности потребительских качеств.

ДВИГАТЕЛИ БМВ M52

Поскольку двигатели БМВ М52 являются логическим продолжением предыдущей серии, правильнее было бы рассматривать материал этого раздела в данном контексте. Модернизированный в 1992 году двигатель М50 получил более надежный механизм распределения выхлопных газов «VANOS» получил новый индекс завода изготовителя (M50TU). Благодаря добавлению дополнительных клапанов, в два раза увеличилось проходное сечение, что привело к снижению наполняемости рабочего объема цилиндров на малых оборотах двигателя.

Снижение наполняемости рабочего объема цилиндров на низких оборотах двигателя привело к перекосу баланса крутящего момента в сторону повышения, что негативно отразилось на любителях спокойной езды. «VANOS» была задумана, чтобы минимизировать последствия и помочь снизить крутящий момент для комфортной езды на автомобиле. Нужно отметить, что существует довольно распространенное заблуждение, что «VANOS» каким-то образом способствует повышению мощности двигателя.

По некоторым данным модификации двигателей с объемами 2,3 и 2,8 литров подгонялись под налоговое законодательство Германии в период разработки данным модификаций. Блок цилиндров двигателя БМВ M52 изготавливается из алюминиевого сплава, а стенки цилиндров покрываются сверхпрочным никасиловым покрытием. Остальные модификации были направлены на повышение экологического стандарта, что позволило создать первый двигатель БМВ с экологической вентиляцией газов в картере. Для этой цели был установлен клапан с опорным атмосферным давлением, который открывался только в принудительном порядке.

Термостат срабатывает на рубеже 88 - 92 °С, что превышает ДВС в двигателях предыдущего поколения. Из-за описанных выше модификаций, ресурс двигателя снизился примерно в два раза. Стоит отметить, что колпачки и ЦПГ изнашиваются уже на рубеже 200 000 километров, а ресурсе ДВС колеблется в пределах 450 000 - 500 000 километров (в зависимости от режима езды по городу или за ним, цифры могут варьироваться в пределах 100 000 километров). Несмотря на снижение подвижности маслосъемных колец, расход масла не увеличивается, либо увеличивается незначительно.

При должном уходе за двигателем, он прослужит довольно долго без капитального ремонта. Основными особенностями при эксплуатации этих двигателей связаны с небольшими проблемами слабо автоматизированных систем управления и дорогими расходными материалами, являющимися неотъемлемой частью конструкции, которые со временем изнашиваются. Относительно быстро растягиваются тросики привода дроссельной заслонки, выходят из строя расходомеры и датчики кислорода, изготавливающиеся из титанового сплава.

ДВИГАТЕЛИ БМВ M52TU, M54

двигатели БМВ M52TU, M54 являются результатом упорной борьбы за унификацию характеристик крутящего момента. Основным отличием данных двигателей от предыдущих модификаций является управляемый термостат открывающийся при температуре 97 °С, что привело к окончательному смещению эффективной работы двигателя в сторону частичных нагрузок, позволившему обеспечить полное сгорание топливной смеси при эксплуатации автомобиля в городских условиях.

Двигатели БМВ являются первопроходцами в применении этих систем. Производители двигателей всех последующих поколений неизменно двигаются в направлении снижения выбросов вредных газов в атмосферу. В условиях езды по городу масло в двигателе окисляется значительно интенсивнее, чем в предыдущих поколениях, что привело к значительному снижению ресурса двигателя до 200 000 километров.

Колпачки начинают создавать проблемы уже после 250 000 километров. Это первый представитель двигателей БМВ, который требует высокое качество смазывающих материалов, а пренебрежение этим правилом может привести к значительным затратам на ремонт. Конструкторы постарались сделать все возможное, чтобы повысить мощность двигателя за счет увеличения объема цилиндров и повысить крутящий момент до предела. Теперь «VANOS» участвует в управлении выпускным валом, а перед впускным каналом устанавливается довольно дорогая заслонка «DISA», которая позволяет изменять впускного канала.

В отличие от спортивной модификации этого двигателя БМВ S38B38, в данном варианте исполнения вся конструкция изготавливается из пластика, что значительно снижает ее износостойкость. Эта модификация отличается отличной тягой на любых оборотах, однако характер работы сильно отличается он предыдущих модификаций. Подача топлива отныне регулируется электрическим приводом, а бортовой компьютер самостоятельно определяет степень чувствительности педали газа, регулирует выхлопные газы и заботится о коробке передач. В блоке цилиндров сделанных из алюминиевого сплава в последний раз применены чугунные гильзы. Этот двигатель довольно часто встречается в нашей стране.

Отличительной особенностью всех двигателей серии М, является образование шлама на обратной стенке крышки горловины для заливки масла, что позволяет с достаточной степенью точности определить качество смазывающих материалов. Поэтому, если этот слой небольшой, значит с высокой долей вероятности можно утверждать, что двигатель в хорошем состоянии. Нужно понимать, что точность данного способа диагностики напрямую зависит от режима эксплуатации автомобиля. Двигатели автомобилей эксплуатировавшихся в пределах городской черты определяются с высокой степенью точности, однако если автомобиль большую часть времени ездил за городом по трассе, этот метод будет не точным.

ДВИГАТЕЛИ БМВ N52

Данные двигатели БМВ относятся к принципиально новому поколению, разработанному в 2005 году. Отличительной особенностью является плотная компоновка двигательного отделения автомобиля. Доработкам подверглись почти все узлы и агрегаты, использовавшиеся в предыдущих поколениях двигателей БМВ. Кислородные датчики стали широкополосными, а длинна впускного коллектора стала изменяться в 2 положения.

Помимо перечисленных выше изменений появились некоторые незначительные конструктивные решения, которые выразились, в частности, появлением масляного насоса изменяемой производительности. Клапан вентиляции картера стал более надежным с увеличенным ресурсом и т.д. Блок цилиндров изготовлен из алюминиево-магниевого сплава, однако стоит отметить, что теперь вместо чугунных гильз стали использовать вытравленное, химическим способом, маслоудерживающее покрытие.

Серьезной модернизации подверглась система подачи воздуха «Valvetronic» (прямое управление подачей воздушной смеси в цилиндры через клапана без использования дроссельной заслонки), которая впервые появилась в 2001 году на экономичных четырехцилиндровых двигателях. Данный шаг позволил экономить как минимум 10-12% топлива, однако потребовала, разработки непростого механизма, в конструкции которого предусмотрен дополнительный эксцентриковый вал со своей арматурой клапанов.

В случае выхода из строя системы «Valvetronic» в двигателях для БМВ этого типа потребуется дорогостоящий ремонт не на одну сотню евро. При таких затратах экономия топлива в 12% едва ли будет веской причиной оправдывающей установку этой системы на двигатель. Помимо всего прочего, все двигатели с индексом «N» имеют свои особенные проблемы в работе, которые связаны с нестабильной работой блока управления. Проще говоря, для увеличения мощности двигателя, ему банально увеличили число оборотов программным способом.

По пути увеличения объема цилиндров не пошли, поскольку имеющийся объем оптимален и проверен временем на трехлитровой версии предыдущего поколения двигателей. Проблемы с залипанием колец возникают практически во всех случаях эксплуатации автомобиля в городских условиях уже через 40 000 километров и возрастом двигателя от 2 лет. Исправить данную ситуацию малыми затратами представляется возможным только при пробеге не более 65 000 километров, кроме того после указанного пробега уже начинают возникать проблемы с маслосъемными колпаками.

Уже приближаясь к пробегу в 100 000 километров проблемы с залипанием поршневых колец и маслосъемных колпачков в совокупности приводят к очень серьезным проблемам, связанным с расходом масла в пределах одного литра на сто километров. Через 120 000 километров уже наблюдаются проблемы с катализатором, который забивается довольно быстро. В случаях неправильной обкатки новых автомобилей, даже при небольшом пробега проявляется залипание колец, которые даже не успевают к тому времени притереться

В среднем ресурс двигателей БМВ N52 не превышает 180 000 километров. Нужно отметить, что основная часть таких двигателей, которые уже были в употреблении и имеют пробег более 100 000 километров лучше не покупать. В свою очередь модификация этого двигателя в трехлитровом исполнении может похвастаться ресурсом примерно на треть большим, чем у своего собрата, что, по всей видимости, обусловлено другим материалом, из которого изготовлены маслосъемные кольца. Эти двигатели довольно распространены и встречаются в основном на автомобилях первой, третьей и пятой серий.

Как показала практика, даже модифицированные маслосъемные кольца и измененная форма юбки цилиндра никоим образом не смогли повлиять на ресурс двигателя этой серии. Улучшенная вентиляция картера с помощью добавленного в крышку клапана появившегося на двигателях N52N также ощутимого увеличения ресурса не дает.

ДВИГАТЕЛИ БМВ N53, N54, N55

Все двигатели БМВ этого поколения отличаются увеличением деталей изготовленных без применения металла. Что довольно неприятная тенденция в двигателестроении такого популярного бренда как БМВ. Двигатели БМВ с индексом N53, еще на один шаг приблизились к дизельным агрегатам в угоду экологичности, но в ущерб экономичности, а автолюбители получили в свое распоряжение прецизионные форсунки высокого давления, ТНВД и сопутствующие возможные недостатки дизельного двигателя.

Стоит отметить, что в двигателях N53 и N54 не устанавливается «Valvetronic», что попытались компенсировать установкой двух турбин. Однако уже в N55 снова вернули «Valvetronic» и убрали одну турбину, облегчив, таким образом, конструкцию. Хотя нужно отметить, что конструкция N55 теперь наиболее близка к дизельному двигателю. Непосредственный впрыск топливной смеси в бензиновом двигателе БМВ, не сразу решились массово выпускать на все рынки из-за опасений значительного коксообразования на форсунках.

Отличительной особенностью форсунок SIEMENS используемых в двигателях БМВ является распыление топливной смеси через открывающийся клапан, по форме напоминающий вершину пирамиды, что позволяет очищать седло клапана в процессе распыления топливной смеси. Данная конструкция работает по тому же принципу, что и очистка впускных каналов клапанов в двигателях с традиционной системой впрыска.

Коксование форсунок является «ахилесовой пятой» всех двигателей с непосредственным впрыском и пока еще не придумали способа предотвратить этот процесс. Поскольку конструкция клапанной крышки кардинально отличается от двигателей М серии, метод первичной диагностики тоже значительно отличается. Начальным признаком неполадок в двигателе является появление на лепестках крышки красно-коричневого нефтяного налета, который на начальном этапе достаточно просто удаляется. Еще одним признаком является появление бурого песка вначале по периметру крышки, а потом и по всей ее внутренней поверхности. В некоторых случаях вместо песка под крышкой, можно обнаружить маслянистый желеобразный налет.

Степень загрязнения моторного масла можно определить по состоянию торсионной пружины, которая прекрасно видна под крышкой. На начальных стадиях эта пружина имеет металлический цвет под желтоватой масляной пленкой. С течением времени торсионная пружина становится красно-бурого цвета, а при последующей эксплуатации двигателя с моторным маслом повышенной кислотности, на поверхности пружины появляются дефекты, что говорит о необратимо изношенной ЦПГ. Вероятность приобрести двигатель серии N52 со сроком эксплуатации, в городских условиях, более пяти лет очень мала.