Владельцы автомобилей Land Rover с двигателями 5.0 SC и 3.0 SC иногда сталкиваются с плавающей и трудно диагностируемой проблемой – пропусками воспламенения. Двигатель начинает "троить", загорается индикатор "Check Engine", а стандартные методы диагностики часто не приносят результата. В данной статье поделимся историей одного сложного случая, который потребовал нестандартного подхода и привел к интересным открытиям.

Пятилитровый V8 Supercharged и трехлитровый V6 Supercharged – двигатели родственные. У них много общего в конструкции: габариты блока цилиндров похожи по размерам, как будто просто отсутствуют два дополнительных цилиндра, но по факту они отличаются диаметром и ходом поршня. В остальном конструкция компрессора, блока цилиндров, головки блока цилиндров (ГБЦ), цепного привода, газораспределительного механизма (ГРМ) всё один в один.  Даже некоторые запчасти взаимозаменяемы. Однако, по нашим наблюдениям, специфическая неисправность, о которой пойдет речь, чаще встречается именно на трехлитровых V6.

К нам в сервис обратился клиент с автомобилем, оснащенным трехлитровым двигателем Supercharged. Жалобы стандартные: горит "Check Engine", мотор периодически троит, особенно на малых нагрузках или после движения на скорости. Компьютерная диагностика указывала на пропуски воспламенения по левой головке блока цилиндров (ГБЦ). С этой проблемой клиент боролся уже давно, и не только в нашем сервисе.

Ничего из этого не помогло. Пропуски все равно сохранялись по левой стороне.

Специалисты технического отдела сервиса ЛР-ВЕСТ занялись углубленно этим случаем и обратили внимание на "стоп-кадр" ошибки. Это параметры работы двигателя, которые блок управления сохраняет в момент фиксации неисправности. Обнаружилась интересная деталь: каждый раз при записи ошибок по левому ряду цилиндров, топливная смесь по этой ГБЦ была значительно богаче (примерно на 15%), чем по правой. Это было странно. Воздух в двигатель поступает через одну дроссельную заслонку и два расходомера, но блок управления суммирует показания и делит поток воздуха виртуально пополам между ГБЦ. Теоретически, обогащение смеси могло бы быть вызвано утечкой бензина в масло через неисправный топливный насос высокого давления (ТНВД) – пары бензина через систему вентиляции картера попадали бы на впуск. Но в таком случае смесь была бы богатой по обеим ГБЦ, а не только по одной.

У нас был опыт работы с "врущими" лямбда-зондами (датчиками кислорода). Лямбда-зонд анализирует отработавшие газы: если в них мало кислорода, значит, топлива было много (богатая смесь); если кислорода много – топлива было мало (бедная смесь). Блок управления двигателем (PCM) использует эту информацию как обратную связь для коррекции топливоподачи. Если лямбда-зонд ошибочно сигнализирует о богатой смеси, PCM начинает уменьшать подачу топлива, что может привести к реальному обеднению смеси и пропускам зажигания.

Решили физически отключить лямбда-зонды. Неисправность исчезла! Автомобиль даже отдали клиенту на несколько дней для тестовой эксплуатации. Пропуски не проявлялись. "Check Engine" горел из-за отключенных датчиков кислорода. Казалось, решение найдено. Заменили оба лямбда-зонда. Но, после замены все вернулось на круги своя. Проблема осталась.

На следующем этапе диагностики решили воспользоваться многоканальным осциллографом «мотортестер», который чаще используется для диагностики дизельных двигателей. У этого прибора есть одна очень интересная функция – тест Px, или тест давления в цилиндре. Специальный датчик давления, рассчитанный до 35 бар, вкручивается вместо свечи зажигания в работающий двигатель. Это позволяет записать осциллограмму изменения давления в цилиндре на всех тактах: впуск, сжатие, рабочий ход (без воспламенения) и выпуск. Естественно, цилиндр в этот момент не работает, но обороты вполне себе рабочие, как холостые, так и во время прогазовки.

Провели тест Px на одном из цилиндров проблемной левой ГБЦ и на одном из цилиндров исправной правой ГБЦ для сравнения.

Ключевым для нас было то, что осциллограмма Px позволяет точно определить моменты открытия и закрытия впускного и выпускного клапанов относительно положения коленчатого вала.

Сравнив осциллограммы левой и правой ГБЦ, мы обнаружили существенную разницу – порядка 6 градусов по коленчатому валу в моментах открытия/закрытия клапанов. Это означало, что газообмен в цилиндрах левой ГБЦ происходил иначе, чем в правой, хотя все метки ГРМ были выставлены правильно, и ошибок по работе фазовращателей не было.

Было принято решение снова снять клапанные крышки и с особым вниманием проверить установку распредвалов. На этих двигателях распредвалы крепятся к муфтам фазовращателей через овальные отверстия, что дает некоторую свободу при затяжке. Положение распредвалов выставляется с помощью специальных приспособлений, которые фиксируют их хвостовики. Вот здесь и крылась проблема.

Приспособление для фиксации распредвала имеет шпонки, которые входят в пазы на хвостовике вала. Оказалось, что из-за конструктивных особенностей (неидеальная параллельность плоскостей приспособления и ГБЦ) можно было затянуть распредвал так, что шпонка вставала с небольшим перекосом. Этот, казалось бы, незначительный перекос, например, перепад высот в 0,8 мм по краям шпонки, приводил к отклонению распредвала на 2 с лишним градуса, что на коленчатом валу давало уже 5 и более градусов! Выпускной распредвал левой ГБЦ "отставал" – открывал и закрывал клапаны позже, чем нужно.

Из-за позднего закрытия выпускного клапана, в начале такта впуска в цилиндр успевала попасть порция отработавших газов из выпускного коллектора. Эти газы замещали собой часть свежего воздуха.

Получался замкнутый круг: цилиндр, и так страдающий от недостатка кислорода из-за "загрязнения" выхлопными газами, дополнительно "душился" электронным блоком управления (ЭБУ), который урезал топливо. Это и приводило к пропускам воспламенения. Отключение лямбда-зондов разрывало этот круг, так как ЭБУ переставал корректировать смесь на основании их ошибочных в данном контексте показаний, что и давало временное улучшение.

Убедившись с помощью камеры и зеркальца в параллельности паза распредвала и приспособления, мы скорректировали положение выпускного распредвала левой ГБЦ, добившись идеальной установки, и затянули болты муфты. После сборки и повторного теста Px осциллограммы левой и правой ГБЦ стали идентичными. Самое главное – пропуски зажигания полностью исчезли!

Почему же эта проблема чаще встречается на трехлитровых двигателях V6, а именно на левой ГБЦ? Дело в том, что конструкция выпускного распредвала левой ГБЦ на 3.0 SC такова, что в момент установки приспособления кулачки шестого цилиндра находятся в преднажатом состоянии на клапаны. Это создает усилие, стремящееся провернуть распредвал как раз в сторону "отставания" (позднего открытия/закрытия). Если механик не проконтролирует параллельность шпонки приспособления, распредвал легко может зафиксироваться с небольшим, но критичным смещением. На V8 или на правой ГБЦ V6 такого преднатяга в "неправильную" сторону нет, или он меньше.