Проблема неровной работы двигателя М60 на холостом ходу

Эта проблема в той или иной степени присуща большинству двигателей М60. Давайте попробуем разобраться, почему двигатели М60 так неравномерно работают на холостом ходу. Исходя из анализа большого количества файлов, относящихся к работе двигателей М60, можно сделать вывод, что нестабильная работа двигателя М60 вызвана рядом факторов, при неудачном сочетании которых получается очень грустная картина.

Результат неблагоприятного сочетания факторов представлен на картинке. Пребывание в салоне этого автомобиля очень не комфортно, ощущение, что лязгаешь зубами от тряски. Рассмотрим по порядку факторы, вызывающие неровную работу двигателя.

1. Клапан вентиляции картера расположен на задней части впускного коллектора и картерные газы (прорвавшиеся отработавшие газы) поступают в 8-й (примерно 55%) и 4-й (примерно 30%) цилиндры. Фактически, в 8-й и 4-й цилиндры вводится рециркуляция отработавших газов, что снижает эффективность их работы.
   


2. Теперь посмотрим на порядок работы двигателя М60: 1-5-4-8-6-3-7-2. 4-й и 8-й цилиндры, обладающие меньшей эффективностью из-за рециркуляции картерных газов, работают друг за другом. Это приводит к тому, что провал (снижение частоты вращения) становится более ощутимым, как бы тяжелым.
   


3. Первый и второй полублоки имеют независимую обратную связь по лямбда-регулированию. Это значит, что не происходит усреднения: разные условия протекания рабочего процесса по полублокам (разная эффективность работы цилиндров первого и второго полублоков) поддерживаются блоком управления, как бы узакониваются.

Поподробнее остановимся на третьем пункте.

Как уже отмечалось, в 8-й цилиндр поступает больше всего картерных газов. Эти картерные газы не содержат кислород и замещают собой часть свежего воздуха и в 8-й цилиндр, в результате, поступает меньше кислорода. Во все цилиндры одного полублока подаётся одинаковое количество топлива, и, в результате, в 8-м цилиндре смесь оказывается обогащенная. Лямбда зонд второго полублока усредняет результат работы 5, 6, 7, 8 цилиндров, и, если в 8-м цилиндре смесь обогащенная, то в 5, 6, 7 цилиндрах несколько обеднённая.

Возможно, это причина, почему второй полублок у М60 на холостом ходу имеет всреднем более низкую эффективность, чем первый. Ещё одной причиной, вызывающей неодинаковую работу полублоков, является наличие у М60 четырёх распредвалов, взаиморасположение которых между собой и относительно коленвала не всегда является оптимальным. При увеличении угла перекрытия клапанов эффективность работы двигателя на холостом ходу снижается.

Это объясняется повышением обратного заброса отработавших газов в цилиндр в момент перекрытия клапанов. Это происходит из-за того, что при работе на холостом ходу давление во впускном коллекторе около 0.4 бара, а в выпускном близко к атмосферному. В момент перекрытия, когда оба клапана приоткрыты, отработавшие газы перетекают из выпускного коллектора обратно в цилиндр. Нужно отметить нелинейную зависимость изменения эффективности работы двигателя от ширины перекрытия фаз.

При малом перекрытии двигатель ровно работает на холостом ходу, но под нагрузкой наполнение цилиндров свежим зарядом отличается от максимального. Нужно найти золотую середину, когда двигатель работает приемлемо и на холостом ходу, и под нагрузкой.

На первой представленной картинке распредвалы стоят строго по меткам. При этом можно отметить явно не одинаковую эффективность работы двух полублоков. Первый полублок работает явно более эффективно. Теперь посмотрим на линию цикловой подачи топлива. В первый полублок топлива подаётся явно больше. Не будем забывать, что двигатель работает по лямбда-регулированию, следовательно, меньшая подача топлива во второй полублок вызвана подачей меньшего количества воздуха. Давление перед впускными клапанами первого и второго полублока одинаково (общий впускной коллектор).

Таким образом, мы неизбежно приходим к выводу, что меньший расход топлива через второй полублок вызван меньшим расходом воздуха, который вызван обратным забросом отработавших газов из выпускного коллектора в момент перекрытия клапанов. Повернув вперёд выпускной распредвал второго полублока, мы добились более раннего закрытия выпускных клапанов второго полублока. Угол перекрытия клапанов второго полублока уменьшился, снизился заброс отработавших газов, повысилась эффективность работы второго полублока. Это вызвало снижение цикловой подачи в целом по двигателю. Если раньше цикловая подача составляла для первого полублока 3.79 мс., для второго 3.41 мс., то теперь она выровнялась и составила для обоих полублоков 3.19 мс. Двигатель стал работать значительно ровнее. При исследовании свободного разгона двигателя до и после коррекции положения выпускного распредвала второго полублока видимых различий не выявлено. Ответить на вопрос, почему появилась необходимость отклоняться от заводских установок, сложно, но факт успешной коррекции фаз имеет место быть.