Сложные случаи ремонта. Турбина OM656. Недодув. Ошибки P0299E5 P0299E6.

Сложные случаи ремонта. Турбина OM656. Недодув. Ошибки P0299E5 P0299E6.

Немного теории.

C 2017 почетное место мощного шестицилиндрового дизеля занял рядный OM656, сменив заслуженный V-образный OM642. Знакомство с системой случилось благодаря GLS 400 не развивающему полной мощности.

В чем идея би-турбо? Чтобы не было турбоямы! Небольшая, малоинерционная турбина, быстро выходящая на номинальное давление 0,2-0,5 и большая, с рабочим давлением до 2,5 бар для работы на оборотах выше средних. А вот и не так. Точнее не совсем так. Современные турбины с изменяемой геометрией вполне позволяют избежать провала при наборе оборотов и обеспечить любое потребное давление. Зачем огород городить? И вдобавок геометрию на маленькую турбину ставить? Экономия. И европейские нормы токсичности. При спокойной езде работает только маленькая турбина. Плавный старт и разгон до 140 км/ч обеспечен наддувом 0,5 бара и противодавлением выхлопа до 3 бар. Респектабельный автомобиль в режиме перевозки шефа неделями может кататься без подключения большой турбины.

Определяющим фактором для подключения большой турбины является именно потребная мощность. Газ в пол- вестгейт закроется, противодавление выхлопа мгновенно достигнет 6 бар, наддува 2 бар, и ехать мотор будет именно на большой турбине. Маленькая тоже добавит, и отклик в первую секунду будет бодрее, но не более. Вот как это работает на исправной машине:

Y77/1 cервомеханизм геометрии малой турбины-изменяет положение лопаток от 18 до 95 градусов. 18-максимальная скорость вращения и давление (лопатки почти закрыты), 95-минимальное (лопатки поворачиваются чтобы остановить турбинное колесо)

Сейчас 66 градусов-турбинка дует вполсилы.

B5/4 нагнетаемое давление 0,4 бара.

Y100/2 вестгейт, основная заслонка, регулирующая поток выхлопа на турбины. Отрыт на 90%, почти весь выхоп-мимо. Маленькой турбине 10% хватает.

Y77 заслонка на маленькую турбину. Отрыта на 90 %.

B60 давление выхлопа перед турбинами. 3,0 бара, что вообще говоря совсем не мало по меркам моторов прошлого поколения (там максимум 3,5 было). И это при отрытом вестгейте.

Что будет при интенсивном разгоне? Смотрим:

Y77/1 сервопривод малой турбины 18%-максимальная производительность малой турбины

В5/4 датчик давления-две турбины 3,4 бара (большая -3.2, маленькая 0.2 бара).

Y100/1 вестгейт почти закрыт-весь поток выхлопа на турбины.

Y77 заслонка на маленькую турбину-62%. Почему на 90? Сейчас-цель создать максимальное давление выхлопа перед большой турбиной. Даже путем предельного противодавления. Когда скорость приблизиться к 180 км/ч, она откроется на 90% для снижения нагрузки на выпускную систему.

B60 противодавление-5,2 бара. Максимум, который удалось получить во время теста-6.0 бар, при резком старте, когда большая турбина еще не раскрутилась.

Особенность системы в том, что блок управления не видит положения сфер. Нет обратной связи. Он даёт команду вакуумным клапанам закрыть или отрыть заслонку, а что открылось по факту, бортовой системе не известно. И если мы отключаем весь вакуум-машина просто едет на малой турбине. Меняя геометрию и раздувая свои 0,5 бар. Квази аварийный режим. И если не форсировать-можно не заметить перемен в работе мотора.

Как это устроено:

Агрегат турбонаддува представляет собой два турбокомпрессора: низкого давления (большая турбина) поз. 1, и высокого давления (малая турбина) поз. 2.

Видны заслонки изменяемой геометрии малой турбины и сервопривод управления поз М16/7 (он же 77/1).

Borg Warner R2S. Турбины работают параллельно или последовательно.

Производительность большой турбины ограничивается классическим вестгейтом (поз.5) на вакуумном управлении, как на приснопамятном OM606, малая же оснащена системой изменяемой геометрии а ля OM642.

Изменение потока выхлопных газов к малой турбине осуществляется вакуумным клапаном поз 2. Поз. 1 – катализатор. Компоновка довольно плотная.

Сжатый воздух по трубопроводу 10 сзади мотора направляется в интеркулер 70, расположенный на левой стороне двигателя, затем через дроссель 90 попадает во впускной коллектор 110, стоящий под турбинами на правой стороне.

Принцип работы.

Принципиальная схема представлена ниже, красным обозначен выхлоп, синим нагнетаемый воздух, оранжевый и зелёный – вакуумные каналы управления сферами.

Зажигание выключено, мотор не работает, разряжения нет.

 Сфера Y100/1 вестгейта большой турбины и сфера Y77 заслонки подачи выхлопа на малую турбину открыты.

Запуск двигателя, холостой ход.

Разряжение в вакуумной системе мгновенно достигает 5-7 Hg, тяги Y100/1 и Y77 двигаются до до среднего положения открывая заслонки на 100%.

От выпускного коллектора отработавшие газы направляются к турбинам. На холостом ходу обе заслонки открыты на 100%, В начале разгона — на 90%. Если разгон плавный-положение заслонок не меняется, регулирование наддува обеспечивается изменением геометрии малой турбины. Большая фактически не работает.

При резком разгоне Y100/2 (вестгейт) закрывается до 5%, Y77 сначала прикрывается до 38%-66%, с ростом скорости открывается до 90%. При сбросе газа заслонки мгновенно открываются на 100%, геометрия Y77/1 встает на 90 градусов, останавливая маленькую турбину.

Разряжение в системе создается вакуумным насосом тормозной системы, расположенным в масляном поддоне картера, быстродействие обеспечивает ресивер 3, стоит под интеркулелером с левой стороны ДВС.

Для снижения рабочего вакуума с 15-20 Hg в тормозной системе до 5-7 HG в системе управления сферами предусмотрен дроссель в вакуумной трубке.

Кроме управления наддувом, вакуумная система также управляет насосом водяного охлаждения 2. 

Перейдём собственно к диагностике конкретного автомобиля.

Глава 1. Общая диагностика. Профессионализм. Триумф.

Обведены ошибки с которыми машина приехала. Недодув по основной (большой) турбине низкого давления.

Первым делом снимаем трубку ведущую к клапану Y77 (см. рис 3 поз.2) и проверяем на наличие антифриза. У нас же вакуумная система и помпой управляет, а помпа может гнать антифриз прямиком в ресивер, и далее по всем элементам. Это все знают, дефект распространённый. В особо запущенных случаях, антифриз добирается до вакуумного насоса и убивает его, оставляя машину без усилителя тормозов. Конструкция так себе, учитывая расположение и привод вакуумного насоса.

У нас трубка сухая. Совсем. Прогоняем тест сервопривода малой турбины и сфер Y100/1 и Y77, всё вроде работает. Но и дефект не постоянный: то едет, то не едет. Причём после резкого разгона газ сбросить и опять нажать – принимает как-то не очень. Потом раздувается.

Поехали кататься.

Разгоняемся. Заслонки открыты на 90%. Должно дуть 3000 hPa, дует 2201. Маловато. При этом противодавление 4088-норма. И дифференциальное давление 584 вместо привычных 160-300. По словам водителя дефект проявляется на прогретой машине, плюс 90% времени машина работает на малых нагрузках. На что похоже? Многолетний опыт работы с OM642 однозначно указывает проверить сажевый фильтр.

Состояние фильтра. На вид идеально. Но раз сняли-промываем, проверяем, ставим. И собственно всё! Работает! Правда разок вроде тупанула при разгоне, но наверно так и должно, экология там, экономия. Отдаю машину, радуюсь собственной проницательности.

Глава 2. Как бы не так.

Прошёл месяц. Машина исправно возила детей в школу, чек иногда загорался, но сам собой гас. Потом тяга стала пропадать чаще и становилось очевидно-дефект не ушёл. С места машина принимает вроде бодро, но потом темп снижается. Хотя на полноценный аварийный режим это не похоже.

Звонок другу. Владимир (turboclinic.ru), не раз выручавший меня, не подвел и сейчас.

Указано было проверить плотность закрытия заслонки подключения малой турбины и работоспособность электромагнитных клапанов управления сфер (рис 9, поз 4 и поз 5).

Путём нехитрых манипуляций с тягой сферы Y77 приходим к выводу, что заслонка закрывается до упора и сильнее закрыться не может.

Проверяем электромагнитный клапан управления сферой Y77.

Подключаем манометр, заводим. Разряжение 7 Hg. Норма. Но клапан может заедать при работе, решаю проверить на ходу. Покупаю трубки, ставлю тройник, едем. При разгоне разряжение падает, восстановление происходит довольно медленно: 3-5 секунд. То ли наша трубка удлинитель влияет, то ли клапан подвисает… Проверяем вакуумметром мембрану сферы-держит, отрабатывает на 5 Hg.

Решили менять клапан управления сферой Y77.

Стрелка номер 2. Он там. Надо снимать дроссельную заслонку и отодвигать интеркулер.

Вот клапан. 1-атмосфера, 2-разряжение (идёт в ресивер), 3-управление на сферу.

Нет напряжения-соединены 1+3, есть 2+3.

Клапан явно неисправен. При проверке подсасывает 1+2+3.

Ставим новый. Заводим. Горит чек. Машина не едет совсем. Ошибки на недодув и, в добавок, на дроссельную заслонку (см. рис 10) -сигнал ниже допустимого значения. Проверяем разъём заслонки-целый. Пробуем адаптировать-безрезультатно. Похоже сломали заслонку. Ладно, еду на разборку, беру заслонку. Меняем. Не работает.

Смеркалось. Прибегаю к помощи коллег из Абикара. Короче так. Жгут проводов проходит снизу заслонки, болты крепления тоже, их не видно. При закручивании болта головка пережимала жгут и провода замыкали. Откручиваешь-жгут визуально целый. Матерюсь, отвожу заслонку обратно на разборку. Стираем ошибку-заслонка работает. Собираем все на место-еду кататься. Не работает. Что до замены клапана, что после-без разницы. Вечер и так-то был не скучным…

Ладно. Проверяем систему дальше. Сферы, как вы помните две. Одна на заслонку подключения малой турбины, вторая – на вестгейт большой турбины. При запуске двигателя обе сферы должны отрабатывать-втягивать тяги.

Поз.5 это сфера Y100/2 вестгейта большой турбины. После запуска тяга должна уходить до упора.

Заводим-сфера не отрабатывает. Вешаем вакуумметр-сфера целая. Мы знаем что делать. Меняем электромагнитный клапан управления вестгейтом Y100/2. Стоит в том же районе, между интеркулером и блоком. Добраться до него легче. Клапан (рис.13 стрелка 1) явно неисправен-тот же подсос воздуха.

Он же, поз. 220. Клапана для Y77 и Y100/2 одинаковые.

Заводим, проверяем. Не работает. Поломалась окончательно. Тяги вестгейта и сферы Y77 неподвижны вообще. Что блин этой машине ещё надо.

Подключаем вакууметр, смотрим разряжение в системе. Около 3-5Hg. И нарастает очень медленно-секунд 10. Может система негерметична?

Добираемся до ресивера (рис 9 поз. 3) находим трубку к вакуумному насосу, перетыкаем на вакууметр, качаем 7-держит, вся система герметична. Может вакуума нет? Насос сдох? Но тормоза-то работают… И куда могло деться разряжение-два часа назад было же. Лезем к основному трубопроводу, соединяющему вакуумный насос с усилителем тормозов.

Он там. Не видно его, и подлезать неудобно. Меряем. 20 Hg-нарастает молниеносно.

Два часа ночи.  Может соединить напрямую с ресивером. Но 20 многовато, должно быть 7. Ощупываем трубку от ресивера 3 к основному вакуумному трубопроводу насос-усилитель тормозов. В трубке крохотный белый дроссель-переходник-фильтр. Вытаскиваем. Он забит. Продуваем. Ставим. Всё. Тяги обеих сфер втягиваются за секунду. Динамика машины сравнима с мотоциклом.

Глава 3. Выводы.

Поскольку весгейт и заслонка работают в режимах частичного открытия/закрытия, принципиально важна абсолютная исправность и герметичность трубопроводов и клапанов, стабильное разряжение в ресивере, отсутствие заеданий и люфтов механической части.

Изначально, с завода, был немного забит дроссель в вакуумной трубке к ресиверу от насоса. Разряжение нарастало медленно, поэтому после сброса газа сфера вестгейта закрывалась с задержкой и давление наддува росло медленно. Это воспринималось как провал после повторного нажатия газа при разгоне.

В процессе эксплуатации электромагнитные клапана изнашивались и рассогласования в работе турбин становились всё более заметными. В итоге клапан вестгейта перестал закрываться и большая турбина низкого давления периодически не работала. В тоже время потока выхлопных газов хватало для раскрутки малой турбины и мотор как-то тянул. Манипуляции с проверками и заменой клапанов привели к попадания частиц грязи и окончательному закупориванию дросселя в самый драматический момент.

При этом машина до последнего пыталась игнорировать неисправность. Если на ОМ642 блок управления при недодуве скидывает в аварийный режим до перезапуска, то здесь мотор до последнего пытался ехать. На одной маленькой турбинке, с недостаточным разряжением он двигал сервопривод, пытался создать наддув имеющими средствами. Даже при отсоединённом интеркулере и разъёмах датчиков – управление турбинами продолжалось. Видимо разработчики ПО и конструкторы пошли навстречу чаяниям поклонников старой школы. Вы вздыхали вспоминая надежные OM 606 на W140? Без моторчиков и умных блоков? Пожалуйста. Вот вам большая турбина на вакуумных клапанах. Хотели, что бы мотор не сваливался, чуть что, в овощной аварийный режим? Распишитесь. Бесил вечно горящий чек? Он сам погаснет, даже если одна турбина почти на работает. Поклонники хай-тека есть? Для вас есть маленькая турбина  с изменяемой геометрией.  Наддув мечты, не иначе-едет действительно здорово.