• Charakterystyka silników 1.8 TFSI I 2.0 TFSI – główne elementy konstrukcji. 
• Znaczenie wałka rozrządu zaworów wydechowych z mechanizmem AVS dla sprawnego działania całego układu napędowego. 
• Typowe usterki w silnikach TFSI. Zalecenia co do obsługi serwisowej. 

Wszystkie silniki typoszeregu EA888 mają napęd rozrządu przekazywany za pośrednictwem łańcucha. Zostały one zaprojektowane w oparciu o założenia, które miały na celu zmniejszenie zużycia paliwa i emisji spalin przy jednoczesnym zwiększeniu osiągów tych jednostek. Te, wydaje się na pozór sprzeczne, osiągnięto dzięki zaadoptowaniu innowacyjnych technologii w konstrukcji zarówno samego silnika, jak i jego układach (wtryskowym, smarowania, chłodzenia itp.). Z technicznego punktu widzenia, obsługa silników EA888 wymaga od niezależnego warsztatu sporej wiedzy i niezbędnego zaplecza sprzętowego.

Zdjęcie 1. Różnice w fazach rozwojowych między silnikiem I generacji (B) i III generacji (A) są wyraźnie widoczne. Źródło: M.Leśniewski

Charakterystyka silników 1.8 TFSI I 2.0 TFSI

Norma emisji spalin Euro 5, jak i nadchodząca Euro 6 stały się wyznacznikiem, który niemieccy inżynierowie wzięli pod uwagę, projektując silniki EA888. Bazowo jednostki 1.8 TFSI i późniejsze 2.0 TFSI przygotowano do zabudowy poprzecznej lub wzdłużnej, co pozwalało na ich montaż w szerokiej gamie modeli koncernu Audi i Volkswagena.

Główne cechy konstrukcyjne silników TFSI to m.in.

• układ 4 cylindrów ustawionych rzędowo,
• wał korbowy usztywniony w bloku za pośrednictwem pięciu podpór,
• układ wałków wyrównoważających,
• aluminiowa 16-zaworowa głowica z dwoma wałkami rozrządu – układ DOHC,
• napęd układu rozrządu realizowany za pośrednictwem łańcucha,
• układ zmiennych faz rozrządu po stronie dolotowej jak i wylotowej (w późniejszych wersjach rozwojowych),
• system zmiennego wzniosu zaworów Audi Valvelift zaadoptowany do niektórych wersji silnika,
• układ chłodzenia z innowacyjną strategią regulacji temperatury silnika,
• układ smarowania z pompą oleju o zmiennej wydajności (niektóre silniki I i II generacji),
• kombinowany układ wtrysku paliwa MPI i FSI.

Silniki 1.8/2.0 TFSI dzięki zwartej zabudowie pozwalają na bezproblemową obsługę serwisową i swobodny dostęp do większości podzespołów (zdjęcie 1). Sterowniki silnika: Bosch MED 17.X lub Simos 18.X (w zależności od wersji silnika) kontrolują pracę jednostki napędowej, monitorując systemy następujących układów:

• zapłonowego,
• zasilania,
• doładowania,
• chłodzenia,
• smarowania,
• zmiennych faz rozrządu
• oraz oczyszczania spalin.

Ponadto sterowniki te w zależności od konfiguracji, odbierają sygnały z prawie 30 czujników oraz realizują funkcje wykonawcze ponad 40 nastawników. Układ chłodzenia jednostek napędowych EA888 został wyposażony w wiele ciekawych funkcji które umożliwiły osiągnięcie temperatury roboczej silnika w bardzo krótkim czasie. Sercem tego układu jest innowacyjny algorytm zarządzania temperaturą, który kontroluje pracę modułu termicznego. Moduł termiczny zawiera:

• termostat,
• pompę cieczy chodzącej,
• 2 suwakowe zawory sterujące,
• nastawnik regulujący pracę zaworów.

Zdjęcie 2. Rozmieszczenie poszczególnych podzespołów w komorze silnika 1.8 TFSI drugiej generacji. Źródło: M.Leśniewski

Zastosowanie modułu pozwala na wprowadzenie programu ochrony jednostki napędowej przed nadmiernym przegrzaniem i współpracę z układem chłodzenia automatycznej skrzyni biegów. Układ smarowania silników 1.8/2.0 TFSI został zoptymalizowany pod względem wydajności, co skomplikowało jego budowę. Pompa oleju o specjalnej konstrukcji pozwala na pracę w dwóch trybach: niskiego ciśnienia przy ciśnieniu równym ok. 1.8 bar oraz w trybie wysokiego ciśnienia, który jest uruchamiany w momencie przekroczenia przez wał korbowy prędkości 3500 obr./min i pozwala na uzyskanie ciśnienia oleju wynoszącego 3,3 bar. Zmianę ciśnienia (a co za tym idzie zróżnicowaną wydajność) osiągnięto dzięki zastosowaniu układu, który pozwala na osiowe przesunięcie kół zębatych pompy oleju.

Takie rozwiązanie pozwoliło na ograniczenie mocy potrzebnej do napędu pompy oleju. Po remoncie jednostki napędowej, producent przewidział zaprogramowanie układu smarowania na ciśnienie o podwyższonej wartości (ok. 3,3 bar) za pośrednictwem urządzenia diagnostycznego (zdjęcie 2). Wzrost osiągów silnika i lepszą reakcje na naciśnięcie pedału przyśpieszenia uzyskano, adaptując do jednostek TFSI układ zmiennego wzniosu zaworów wydechowych lub dolotowych (najnowsze generacje silników), zwany Audi Valvelift System – AVS (zdjęcie 3).

Zdjęcie 3. Wałek rozrządu zaworów wydechowych z mechanizmem AVS – na zdjęciu widoczny stopień skomplikowania budowy wałka względem wałka rozrządu zaworów dolotowych.

Funkcjonowanie układu AVS opiera się na specjalnej konstrukcji mechanizmu tulei krzywkowych, które mają dwa różne profile krzywek – o małym skoku odpowiadające skokowi 6,35 mm, i dużym, który wynosi 10 mm. W zależności od prędkości obrotowej wału korbowego sterownik silnika uruchamia odpowiedni nastawnik (zawór elektromagnetyczny), który przesuwa tuleję krzywkową, regulując wznios zaworów wydechowych w położeniu profilu krzywki o większym lub mniejszym skoku zaworu (zdjęcie 4).

Zdjęcie 4. Szczegóły budowy systemu Audi Valvelift. Elektromagnetyczne nastawniki odpowiadają za wysunięcie trzpieni sterujących przesuwem tulei krzywkowej. Źródło: M.Leśniewski

Typowe usterki 

Przyjrzyjmy się teraz popularnym problemom, jakie występują w trakcie eksploatacji i obsługi serwisowej silników typoszeregu EA888. Większość usterek dotyczy pierwszych wersji silników produkowanych od 2007 r. Później producent stosował liczne modyfikacje mające na celu wyeliminowanie typowych awarii oraz sprostanie rosnącym wymogom norm emisji spalin. Sporym problemem pierwszych wersji jednostek TFSI było nadmierne zużycie oleju silnikowego. W głównej mierze zjawisko to było spowodowane konstrukcją tłoków i ich pierścieni, w których celem zminimalizowania tarcia zastosowano pierścienie o bardzo cienkiej grubości (zdjęcie 5).

Zdjęcie 5. Tłoki pierwszych generacji silników EA888 posiadały bardzo cienkie pierścienie zgarniające, a ich denka szybko pokrywały się nagarem. Źródło: M.Leśniewski

W kolejnych fazach rozwojowych, producent zmodyfikował tłoki wraz z pierścieniami co w znacznym stopniu ograniczyło zużycie oleju. Niebagatelne znaczenie na wspomniane zużycie oleju i powstawanie nagaru na tłokach miały awarie układów odpowietrzania skrzyni korbowej, które występowały najczęściej w pierwszej generacji tych silników produkowanych w latach 2007-2008. W systemie AVS najczęściej dochodzi do awarii elektromagnetycznych nastawników sterujących profilem krzywki.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Nowości produktowe

Produkt Roku 2024 – dokonaj wyboru

Największym wsparciem w rozwoju firm i całych branż są innowacyjne maszyny, urządzenia, technologie. Jednak, by mogły one efektywnie wspierać firmy, muszą stać się powszechnie znane. Skierować reflektory na innowacyjne rozwiązania oferowane firmom motoryzacyjnym – to właśnie główny cel konkursu Produkt Roku marki medialnej autoEXPERT.

Diagnostyka tych nastawników powinna obejmować procedurę testu elementów wykonawczych i pomiar ich rezystancji. Pod względem mechanicznym, system zmiennego wzniosu zaworów nie przysparza praktycznie żadnych problemów. Wyjątki dotyczą napraw w których poszczególne podzespoły układu AVS zostały nieprawidłowo złożone. Układu paliwowego silników 1.8/2.0 TFSI dotykają awarie pomp wysokiego lub niskiego ciśnienia. Do typowych objawów należą: brak mocy silnika oraz nierównomierna praca jednostki napędowej na biegu jałowym.

Nowsze wersje silnikowe wyposażono w kombinowany wtrysk paliwa z podwójnymi wtryskiwaczami realizującymi program wtrysku benzyny MPI (wielopunktowy wtrysk paliwa) oraz FSI (wtrysk bezpośredni). Usterki układu chłodzenia dotyczą w przeważającej części awarii modułu termicznego (utrata szczelności) i niestety wymagają jego wymiany. Odpowietrzenie i napełnianie układu chłodzenia wymaga użycia testera diagnostycznego i uruchomienia odpowiednich procedur.

Zalecenia co do obsługi serwisowej 

Generalnie przy obsłudze i doborze materiałów eksploatacyjnych warsztat powinien stosować się do zaleceń producenta i używać części zgodnych z dokumentacją serwisową. Z uwagi na duży koszt prac związany z potencjalnymi naprawami, warto zrezygnować z przeglądów w trybie Long Life, a wymianę oleju wraz z kompletem filtrów wykonywać z częstotliwością co najwyżej 15 000 km/rok.

Podczas przegądów należy zwrócić szczególną uwagę na układ rozrządu silnika i dokładnie zweryfikować stan łańcucha, napinacza oraz jego prowadnic. Większość awarii tego układu podyktowana jest zaniedbaniami w serwisowaniu silników 1.8/2.0 TFSI, wykonywaniem nieprofesjonalnych napraw (użycie części złej jakości lub podzespołów używanych) czy też eksploatacją pojazdu po przeprowadzeniu tzw. pseudotuningu.

Ostrożnie należy podchodzić do oceny zużycia samego łańcucha – jego weryfikację warto przeprowadzić etapami, które powinny obejmować:

• odczyt pamięci usterek w sterowniku silnika – pod uwagę należy wziąć kody usterek świadczące o braku synchronizacji wałków rozrządu z wałem korbowym,
• sprawdzenie stanu napinacza – weryfikując jego w ysunięcie (demontaż zaślepki inspekcyjnej w pokrywie łańcucha rozrządu),
• weryfikację stanu łańcucha – można go ocenić na podstawie pomiaru odległości między poszczególnymi odcinkami (patrz: dokumentacja serwisowa producenta),
• pomiar ciśnienia oleju – ocena tego parametru pozwoli na późniejszą bezproblemową eksploatację łańcucha rozrządu.

Przy dokładniejszym zapoznaniu się z dokumentacją producenta, uwagę zwraca fakt, by w przypadku obsługi napędu rozrządu, przestrzegać procedur realizowanych za pomocą urządzenia diagnostycznego. Po wymianie kompletnego zestawu rozrządu, mechanik powinien wprowadzić nastawy potwierdzające wymianę tych podzespołów. Zignorowanie tego zalecenia może skutkować pojawieniem się kodów usterek mówiących o braku synchronizacji wałków rozrządu z wałem korbowym. Warto w tym punkcie przestrzec przed pochopnymi naprawami układu rozrządu wynikającymi z nieprawidłowej oceny kodów usterek związanych z dysfunkcją nastawników faz rozrządu.

Usterki nastawników są często spowodowane awarią elektromagnesów sterujących lub zanieczyszczeniem zaworów hydraulicznych. W najnowszych wersjach silnika 2.0 TFSI, producent wprowadził zmodyfikowane zawory hydrauliczne, które znacznie wydłużają czas eksploatacji systemu zmiennych faz rozrządu. Weryfikując działanie systemu AVS, należy odczytać pamięć usterek i zwrócić uwagę na kody typu: P11A1, P11A5, P11A9 i P11AD, które wskazują na problemy związane z funkcjonowaniem danego nastawnika (brak masy, zasilania) lub mogą świadczyć o jego uszkodzeniu.

Warto pamiętać iż elektromagnetyczne nastawniki są stale zasilanie za pośrednictwem przekaźnik sterownika silnika, a ich aktywacja zostaje zrealizowana przez sygnał masy. Podsumowując, obsługa serwisowa silników 1.8/2.0 TFSI nie będzie stanowić wyzwania dla warsztatu, który dokładnie zapozna się z dokumentacją techniczną producenta i dostosuje się do jej zaleceń.

Generacja jednostek typu EA888 wymaga posiadania w warsztacie profesjonalnego testera diagnostycznego który pozwoli nie tylko na odczyt kodów usterek czy parametrów, ale umożliwi przeprowadzenie procedur adaptacyjnych poszczególnych układów silnika. Szczególną ostrożność należy zachować podczas naprawy silników, które noszą oznaki napraw wykonywanych nieprofesjonalnie, dotyczyć to może egzemplarzy importowanych i przygotowanych do sprzedaży.

Źródło: Materiały redakcyjne