Двигатель G4KJ объёмом 2,4 литра с системой непосредственного впрыска топлива GDI широко устанавливался на автомобили Kia. При своевременном обслуживании и использовании качественных расходных материалов этот силовой агрегат способен обеспечивать длительный срок службы. Однако на практике владельцы нередко сталкиваются с одной из наиболее распространённых неисправностей — повышенным расходом моторного масла.
В наш технический центр поступил Kia Optima 2017 года выпуска с двигателем G4KJ. По словам владельца, мотор начал активно расходовать масло, а регулярные доливки между заменами стали нормой. Пробег автомобиля на момент обращения составлял около 160 тысяч километров. Причинами повышенного расхода масла является износ цилиндро-поршневой группы и основное это потеря подвижности маслосъёмных колец.
Для восстановления двигателя было принято решение выполнить капитальный ремонт с полной разборкой, контролем геометрии основных деталей и последующим восстановлением всех изношенных узлов. Основная задача ремонта — устранить причину масложора, вернуть двигателю штатные рабочие параметры, восстановить компрессию и обеспечить дальнейшую надёжную эксплуатацию автомобиля. На протяжении всего ремонта покажем состояние деталей, выявленные дефекты и подробно разберём выполненные работы по восстановлению двигателя G4KJ.
Автомобиль на подъемнике.
Сначала выполняем слив всех технических жидкостей, после чего отсоединяем электрические разъёмы, шланги системы охлаждения и элементы топливной магистрали.
Двигатель извлекаем вверх — такой способ наиболее удобен и позволяет избежать излишнего демонтажа элементов передней части. После демонтажа перемещаем на стенд для дальнейшей разборки.
Двигатель достаточно сухой — имеются запотевания, но без подтеков. Прокладки не текут, герметик не потрескан.
Снимаем клапанную и переднюю крышки, чтобы оценить состояние мотора изнутри.
Под крышкой ГБЦ картина очень хорошая: никаких лаковых отложений, всё чисто. Кулачки распредвалов ровные, без следов выработки или задиров. Такой вид двигателя — явный показатель того, что масло меняли своевременно.
По передней части никаких нареканий, в связи с пробегом Оптимы цепь ГРМ не сильно растянута. На контактных дорожках муфты впускного распредвала есть сильная выработка, также и на щетках, которые идут в сборе с крышкой фазовращателя. Муфта и крышка под замену.
Натяжитель цепи ГРМ вышел на 6 зубьев, что говорит о среднем износе цепи ГРМ. Гидронатяжитель, цепь при капитальном ремонте проходят обязательную замену. На успокоителях цепи выработки не обнаружено, они годятся для дальнейшей эксплуатации. Герметик родной, двигатель не вскрывался до нас.
В поддоне картера не наблюдаем следов антифриза, металлической стружки и сгустков масла. Что подтверждает качественное обслуживание и отсутствие провернутых вкладышей.
Что если в поддоне будет металлическая стружка?
Крупные частицы металлической стружки указывают на проблему в нижней части двигателя, а именно на провернутые вкладыши. Когда проворачивает вкладыш, стружка появляется не “сама по себе” — это результат того, что двигатель начинает буквально точить собственные детали металлом по металлу. В нормальном двигателе между шейкой коленвала и вкладышем всегда есть масляная плёнка. Коленвал не должен касаться вкладыша напрямую.
Проблемы могут возникать из-за:
- падения давления масла;
- перегрева масла;
- забитого маслоприёмника;
- работы мотора на грязном или жидком масле;
- перегрев или детонация.
Масляная плёнка рвётся, и шейка коленвала начинает тереться о вкладыш напрямую. На данных моторах также как на 2.4 G4KE, по заводу установлен масляный насос со встроенным блоком балансировочных валов. Данные насосы страдают появлением клина редукционного клапана, в следствии чего появляется масляное голодание, которое в свою очередь приводит к провороту вкладышей и последующему дорогостоящему ремонту. Этим болеют оптимы, санта фе, соренто и др. Чтобы избежать данной проблемы, компания Лаборатория Двигателей советует произвести превентивно замену узла на насос от двухлитрового G4KD, который не имеет таких проблем. В нашей практике уже не раз был произведен подобный комплекс работ, с которым вы можете ознакомится тут и в других статьях профиля: Замена масляного насоса Kia Sorento 2014
Записаться на капитальный ремонт двигателя или замену масляного насоса
Следующим этапом у нас разборка механизма газораспределения. Откручиваем крышки распредвалов и снимаем детали ГРМ. Распредвалы оцениваем для начала внешне, на шейках и кулачках распредвалов присутствует минимальный рабочий износ — поверхность ровная, без задиров и рисок, ногтем ничего не цепляется. По профилю кулачков также видно, что геометрия сохранена. Это говорит о том, что не было масляного голодания и использовалось хорошее масло.
Почему начинают крошиться кулачки распредвалов?
Кулачок работает в очень тяжёлом режиме контактной нагрузки. В момент открытия клапана давление в пятне контакта огромное, особенно на современных моторах. Когда нарушается смазка или разрушается закалённый слой, начинается выкрашивание поверхности.
Постели распредвалов и крышки проверены на наличие задиров, прихватов и следов перегрева. Поверхности ровные, без особой выработки и потёртостей, рабочее пятно равномерное. Следов проворота распредвала или работы «на сухую» нет. Подписываем толкатели клапанов и убираем их.
Головка блока демонтирована и осмотрена. На клапанах присутствует сильный нагар связанный с повышенным расходом масла.
Почему моторы с прямым впрыском (системой GDI) страдают появлением сильного расхода масла на относительно небольших пробегах?
Моторы с прямым впрыском чаще страдают расходом масла из-за более высокой тепловой нагрузки на поршневую группу и особенностей конструкции из-за подачи топлива непосредственно в камеру сгорания, в отличие от подачи во впускной канал. За счет системы впрыска со временем появляется эллипсная выработка цилиндров. В таких двигателях быстрее закоксовываются маслосъёмные кольца, ухудшается их подвижность и масло начинает попадать в камеру сгорания. Дополнительно на ресурс влияет образование нагара во впуске. В результате со временем двигатель начинает расходовать масло даже при нормальной компрессии и отсутствии серьёзных механических повреждений.
В третьем цилиндре G4KJ отложения выражены заметно сильнее остальных — это может указывать на более сильный износ поршневой и следствием повышенный расход масла.
Разбираем шорт-блок. Откручиваем и убираем родной масляный насос, вместо него встанет новый комплект от двухлитрового двигателя G4KD. Как раз данные насосы имеют проблемы по редукционному клапану, что было описано выше.
При дальнейшей разборке демонтируем крышки коренных подшипников и проводим осмотр вкладышей. На рабочих поверхностях присутствуют лёгкие потёртости и следы естественного износа, однако критических задиров, прихватов и следов перегрева не обнаружено. Общее состояние вкладышей можно оценить как рабочее.
На шейках коленчатого вала заметны следы естественной выработки и поверхностные потёртости, однако глубоких задиров и критического износа не обнаружено. После очистки состояние шеек необходимо дополнительно проверить микрометром. Если измерения подтвердят минимальный износ, будет достаточно выполнить полировку поверхностей без шлифовки под ремонтный размер.
Коренные и шатунные вкладыши осмотрели. На рабочих поверхностях присутствуют характерные следы эксплуатации, при этом задиров и признаков масляного голодания не обнаружено. Для данного пробега выглядит вполне нормально. Тем не менее при капитальном ремонте повторное использование старых вкладышей недопустимо — они будут заменены комплектом вместе с новой поршневой группой.
Извлекаем поршневую группу, на днищах поршней присутствует заметный слой нагара, что напрямую указывает на попадание и сгорание масла в камере сгорания. Характер отложений подтверждает повышенный расход масла в процессе эксплуатации двигателя.
На юбках поршней потертости, задиры или неравномерный износ отсутствуют. Нижняя часть двигателя без отложений, шатуны не потемневшие
Маслосъёмные кольца полностью закоксованы и утратили подвижность. Именно это является основной причиной повышенного расхода масла: кольца больше не способны эффективно удалять излишки масла со стенок цилиндров, из-за чего оно попадало в камеру сгорания и сгорало вместе с топливной смесью, от чего остаются отложения на днищах поршней.
Мотор разобран, методом внешнего осмотра оцениваем состояние стенок всех цилиндров. Хон в хорошем состоянии но имеются потертости и небольшие вертикальные полосы. Вероятнее всего при дефектовке блока мы обнаружим эллипсный износ, который появляется почти на всех моторах G4KJ.
Что такое эллипсный износ?
Эллипсный износ — это изменение формы цилиндра, при котором деталь из круглой становится овальной (эллипсной). То есть диаметр в одном направлении отличается от диаметра в другом.
После полной разборки двигателя все детали проходят обязательную сортировку и маркировку. Каждый элемент подписывается и раскладывается по группам.
Следующий этап — технологическая мойка деталей. Все элементы очищаются от масла, нагара, металлической пыли и старых отложений. Для этого используются специальные моечные составы и оборудование с подогревом раствора и циркуляцией жидкости. Особое внимание уделяется масляным каналам, резьбовым отверстиям и труднодоступным полостям, где обычно скапливаются продукты износа.
После мойки все детали продуваются сжатым воздухом и проходят повторный осмотр уже на чистой поверхности. Именно после очистки можно объективно оценить состояние.
Рассухарили клапаны, демонтировали старые маслосъёмные колпачки и тщательно очистили масляные каналы от нагара и накопившихся отложений, после чего отправили головку блока на повторную технологическую мойку. Распредвалы оставили — проверка показала, что их износ находится в пределах заводских допусков и замена не требуется.
Клапаны мы обработали в пескоструйной камере: такой способ позволяет эффективно удалить нагар с тарелок и штоков, не повреждая геометрию рабочих поверхностей. Далее проверили состояние штоков и тарелок клапанов, измерили, осмотрели сёдла клапанов. Геометрию рабочих фасок на сёдлах восстановили на специализированном оборудовании, чтобы обеспечить правильное прилегание клапанов и герметичность камеры сгорания.
ГБЦ прошла фрезеровку плоскости, поскольку обязательна проверка плоскости на возможные деформации. Снимается минимальный слой поверхности, чтобы ее выровнять и новая прокладка ГБЦ прилегала равномерно, обеспечивая надёжную герметичность.
После этого мы обработали фаски клапанов и выполнили притирку каждого клапана к своему седлу, добившись правильного пятна контакта и плотного прилегания. Такая процедура необходима для восстановления герметичности камер сгорания и стабильной работы двигателя. После чего приступили к регулировке тепловых зазоров клапанов, так как в двигателях G4KD/G4KE/G4KJ установлены обычные толкатели. Когда зазоры выставлены, проводим проверку вакуум-тестером.
Мы установили новые маслосъёмные колпачки, после чего собрали клапанный механизм. На этом этапе сборка ГБЦ завершена — головка полностью готова к установке на блок цилиндров.
Мы отправили блок цилиндров на дефектовку и выполнили контрольные замеры нутромером в нескольких плоскостях. Проверили диаметры в верхней, средней и нижней части гильз, а также оценили степень эллипсности каждого цилиндра. Полученные результаты сравнили с заводскими допусками, чтобы определить степень износа и понять, получится ли расточить под ремонтные поршни. Картина блока цилиндров G4KJ достаточно хорошая, критичного износа нет, поэтому подготавливаем новый комплект поршней и приступаем к расточке.
Хонингование мы выполнили в три последовательных этапа. Сначала провели грубую обработку: бруски с крупным зерном сняли основной припуск, оставшийся после расточки цилиндров. Затем выполнили чистовое хонингование — более мелкие абразивные бруски вывели цилиндры в точный размер и сформировали правильную перекрёстную сетку с рабочим углом.
В процессе обработки с поверхности убрали острые вершины, оставив площадки для стабильной опоры колец и углубления, удерживающие масляную плёнку. В результате получили шероховатость поверхности цилиндров в диапазоне, предусмотренном под установку новых поршней и колец.
После механической обработки мы удалили заглушки масляных каналов и тщательно промыли блок цилиндров, полностью удалив остатки абразива и металлической пыли. Даже мелкие частицы, оставшиеся в каналах, при эксплуатации двигателя могут попасть в систему и привести к повышенному износу деталей.
Далее мы профрезеровали привалочную плоскость блока, выполнив минимальный съём металла с обязательным контролем геометрии поверхности под установку ГБЦ с новой прокладкой. После завершения обработки установили новые заглушки масляных каналов и отправили блок на повторную технологическую мойку перед сборкой двигателя.
Старые поршни мы демонтировали с шатунов. После выпрессовки старых поршневых пальцев проверили состояние верхних головок шатунов и посадочных мест — следов перегрева, трещин и критического износа обнаружено не было. Установку новых поршней выполняли методом термической посадки. Для этого шатуны предварительно нагрели до рабочей температуры в специальном нагревателе: при нагреве металл расширяется, и поршневой палец входит в отверстие без нагрузок и чрезмерного натяга. После совмещения поршня с шатуном палец устанавливается в посадочное место, а по мере остывания шатун обжимает его с необходимым натягом.
Все детали подготавливаем к сборке, очищаем от остатков налета и старого герметика. Мы установили блок цилиндров на кантователь, подготовили необходимый инструмент и заранее подготовили все моменты затяжки по регламенту производителя для двигателя G4KJ. Такой подход позволяет контролировать каждый этап сборки и исключить ошибки при установке ответственных элементов.
После подготовки уложили новые коренные вкладыши, тщательно очистив и обезжирив посадочные поверхности. Шейки коленчатого вала также обезжирили, после чего нанесли моторное масло и уложили его. Смазываем для того чтобы обеспечить безопасный первый запуск и исключить работу деталей «на сухую» в момент появления давления масла. Далее ставим задний сальник и переходим к установке крышек коренных подшипников, а также их протяжке.
Следующим этапом собрали и установили шатунно-поршневую группу. Новые поршневые кольца относительно друг друга, чтобы исключить образование прямого канала для прорыва картерных газов и потери компрессии. Вкладыши шатунные смазываем маслом перед сборкой.
Для аккуратной установки в цилиндры смазываем стенки и используем специальную оправку, которая позволяет равномерно сжать кольца и избежать их повреждения. Крышки шатунов затянули по регламентированному моменту. После установки всей шатунно-поршневой группы провернули коленчатый вал вручную — вал вращается свободно, без подклиниваний и постороннего сопротивления.
Устанавливаем шестерню привода на коленчатый вал. После этого монтируем успокоители цепи, натяжитель и новый масляный насос — в данном случае используется узел от двухлитрового двигателя G4KD. Все элементы привода устанавливаем в соответствии с регламентом, с контролем посадки и правильного позиционирования деталей. Это обеспечивает стабильную работу цепного механизма и корректную подачу масла в системе смазки двигателя.
В рамках сборки устанавливается масляный насос от двухлитрового двигателя G4KD. Данный узел конструктивно не имеет проблемы, характерной для штатного насоса G4KE с блоком балансирных валов, и не подвержен заклиниванию редукционного клапана. Такое решение повышает надёжность системы смазки и снижает риск падения давления масла в процессе эксплуатации двигателя.
Замена масляного насоса G4KE на G4KD
Следующий этап — установка головки блока цилиндров. Мы тщательно обезжириваем сопрягаемые поверхности блока и ГБЦ, после чего на новую прокладку ГБЦ наносим аэрозольный герметик и устанавливаем её по направляющим. Головку аккуратно опускаем на блок, исключая любые смещения. Далее подготавливаем новые болты ГБЦ.
Затяжку выполняем строго по регламенту, с соблюдением заданного момента и последовательности. Использование старых болтов в данном случае недопустимо: при затяжке они работают в зоне предельных деформаций, и повторное применение не гарантирует корректного усилия и герметичности соединения.
Устанавливаем толкатели клапанов, после чего смазываем постели распределительных валов и укладываем сами валы на штатные места. Крышки распредвалов затягиваем с соблюдением необходимого момента и последовательности, чтобы обеспечить равномерную посадку и правильную работу механизма газораспределения.
Замена распределительных валов не потребовалась — результаты дефектовки показали, что их состояние находится в пределах допустимого износа и позволяет дальнейшую эксплуатацию без вмешательства.
Далее устанавливаем новую муфту впускного распредвала, успокоители цепи, новый гидронатяжитель и новую цепь ГРМ. После монтажа выполняем установку по меткам и контролируем правильность фаз газораспределения. Закрываем передней крышкой.
Остаётся установить клапанную крышку, новую крышку муфты с щетками и смонтировать оставшееся навесное оборудование. На этом этапе двигатель полностью собран и подготовлен к установке в подкапотное пространство автомобиля.
Мотор перемещаем в автомобиль. Заливаем все технические жидкости с обязательным контролем уровней: моторное масло, охлаждающую жидкость. Производим первый запуск двигателя. Двигатель уверенно работает на холостых. После прогрева считываем параметры с диагностического сканера и проверяем работу системы охлаждения: термостат своевременно открывается, вентилятор включается, обе скорости.
Дополнительно контролируем герметичность всех соединений — утечек масла и охлаждающей жидкости по стыкам не выявлено. Двигатель работает ровно и стабильно, посторонние шумы отсутствуют, все системы функционируют в штатном режиме. Дополнительных работ не потребовалось.
Обращайтесь в техцентр «Лаборатория Двигателей», мы знаем все о двигателях Hyundai/Kia и решим проблему любой сложности с Вашим двигателем!
Записывайтесь на бесплатную диагностику двигателя по телефону:
+7 925 103-33-30
Наш адрес: г. Москва, ул. Талалихина 41с45