BMW N20: капризный и непонятный мотор

25.03.2024

28

Первая серийная «турбочетвёрка» от компании BMW называется N20 – такой у нее каталожный номер, известный буквально каждому поклоннику баварских автомобилей. Этот двигатель появился в 2011 году и выпускался до 2017. Его реальный рабочий объем – 2 литра, но есть и 1,6-литровая модификация.

На нашем YouTube-канале вы можете посмотреть видеообзор на двигатель BMW N20.

Выбрать и купить двигатель для BMW вы можете в нашем каталоге контрактных моторов.

Именно на декоративной крышке (11128610473) этого двигателя появилась яркая надпись TwinPower Turbo. Конечно, ни о каком «двойном наддуве» речи не идёт. Просто турбина Mitsubishi имеет одну особенность: один обычный впускной канал для отработавших газов тут разделён на два. Маркетологи решили поиграться с «двойкой», взяли из словаря английского языка слово twin, что значит «парный», «сдвоенный» (вообще, первое значение этого слова – «близнец»). Разумеется, слово twin играет на чувствах тех, кто имеет представление о честных моторах с двумя турбинами. Эту турбину мы вам еще покажем, а пока обсудим другие особенности двигателя N20.

Блок цилиндров у него из алюминиевого сплава, в приводе ГРМ – роликовая цепь. Еще одна цепь – зубчатая – приводит масляный насос. В ГБЦ два распредвала с двумя фазовращателями. Присутствует система бездроссельного впуска Valvetronic – она регулирует поступление свежего воздуха в цилиндры изменением высоты подъёма впускных клапанов. Впрыск топлива непосредственный.

Двигатель N20 выдаёт от 156 до 245 л.с. Его версия объёмом 1,6-литра развивает 170 л.с. Его устанавливали на все BMW от 1-й до 5-й серии. «Единичка» F20, F22, кроссовер Х1 (E84), все «тройки» F30-F34, кроссовер X3 и X4 (F25, F25), «пятёрка» F10 и родстер Z4 (E89) оснащались этим двигателем. Также недолго BMW выпускала подключаемый гибрид X5 xDrive40e – под его капотом в паре с электромотором также трудится этот «twinpower»-мотор.

Надёжность двигателя BMW N20

Что можно сказать о надёжности этой баварской «турбочетвёрки». Наверное, в свои годы, это худший двигатель BMW. Это был непредсказуемый агрегат, склонный к саморазрушению. Поклонники BMW до его появления даже не представляли, с какими поломками, ремонтами и заменами они столкнутся. В США любители BMW в 2017 году даже подали иск по поводу проблем с цепным приводом ГРМ – настолько они отчаялись в решении проблем, что обратились в суд.

В общем, обладание автомобилем с двигателем N20 – это как хождение по минному полю. Но если знать все слабые места и предвидеть неприятные сюрпризы, то вполне можно получать удовольствие от BMW с такой «турбочетвёркой».

Декоративная крышка

Декоративная шумоизолирующая крышка (он же «кожух катушек зажигания», 11127594344, 11127636791) двигателя N20 содержит в себе вакуумный ресивер. Если по незнанию неаккуратно сдёрнуть крышку, то можно сломать оба штуцера ресивера. После этого можно забыть о нормальной работе турбонагнетателя на «дорестайлинговых» версиях мотора N20.

Если мотор N20 выпущен после июля 2013 года, то в его декоративной крышке (11 12 8 610 473) никакого ресивера нет, вакуумные трубочки к нему не подсоединены.

Турбина

На двигатель N20 установлен один-единственный турбонагнетатель Mitsubishi TD04LR6. До и после июля 2013 года турбины разные: у старой (11657634486) вестгейт открывается вакуумным актуатором, а у новой (так сказать «рестайлинговой») – электромеханическим актуатором (11657634486).

Технология TwinScroll – это прежде всего выпускной коллектор с двумя раздельными каналами, чтобы пульсации давления отработавших газов из соседних цилиндров не противодействовали друг другу. Это решение немного повышает КПД двигателя и позволяет более эффективно раскручивать ротор турбонагнетателя. И не более того.

Сама по себе турбина Mitsubishi служит отлично, но часто она задорно звенит – это касается обоих её вариантов. Звон возникает в тяге привода перепускной заслонки в горячей части либо в самой «тарелке» этой заслонки, которая перекрывает путь газам в обход крыльчатки самой турбины.

Что с этим делают? Если звенит тяга, то причина в люфте в шарнире на горячей части улитки. Временно может помочь подтягивание тяги. Для этого есть регулировочные винтовые элементы на самой тяге. Но тут важно не перетянуть, т.к. можно оставить заслонку в приоткрытом положении или нарушить её угол максимального открытия. Лучше заварить разбитое отверстие тяги в «ушке» и просверлить новое, чтобы избавиться от эллипса. Иногда помогает клипса (06J145220A) для турбин моторов VAG – там точно такая же проблема, а клипса просто сжимает тягу и ушко, не давая им звенеть.

Если звенит сама тарелка заслонки, то турбину придётся снимать, снимать тарелку вестгейта и перевтуливать её. Хотя некоторые просто намертво её приваривают к рычагу.

Электромеханический актуатор нередко выходит из строя при пробеге порядка 200 000 км. Новый актуатор (11 657638783) стоит от $150 до $500, но вполне можно устанавливать б/ушную деталь и калибровать её сервисным ПО.

Выбрать и купить турбину для двигателя вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.

Клапанная крышка

Пластиковая клапанная крышка крепит на себе немало деталей: ТНВД, актуатор Valvetronic, вакуумный насос и соленоиды-актуаторы муфт Vanos. Сквозь неё проходят и форсунки непосредственного впрыска.

Обычно, течи по прокладке клапанной крышки начинались на рубеже 100 000 км пробега. Часто течь масла на сторону выпускного коллектора была обильной, поэтому запах подгоревшего масла ощущался в салоне. В стандартный набор стоимостью до $70 (11 12 7 588 418) входит 5 прокладок. Отдельно продаётся сальник под вакуумный насос – примерно за $30 (11 12 7 507 217).

Если масло появится в гнёздах свечей зажигания, то придётся снимать верхнюю часть гнёзд – для этого используется специальный съёмник. 4 гнезда свечей зажигания объединены в два блока – под каждым есть металлические прокладки (11 12 7 589 830).

При пробеге от 150 000 км на эти моторах нередко трескалась и трескается сама клапанная крышка: масло начинает сочиться наружу через мельчайшие трещинки. К этому же времени устаёт и лопается мембрана клапана ВКГ, о чём говорит посвистывание воздуха и появление масла во впускном тракте.

Оригинальная клапанная крышка обойдётся в $280 (11127588412), а неоригинальные крышки – от $100. Можно отдельно поменять и мембрану в клапанной крышке, но, как правило, неоригинальная мембрана проблему не решает, т.к. её упругость сильно не соответствует оригиналу.

Прокладки теплообменника

Конечно, мотор N20 унаследовал фирменную черту остальных двигателей BMW – подтекание масла по прокладке между теплообменником и корпусом масляного фильтра. Прямо под этим стыком расположен шкив генератора и, соответственно, ремень навесного оборудования. Поэтому подтекание масла в этом месте может привести к соскакиванию ремня навесных агрегатов. В результате этот ремень может намотать и затянуть под шкив коленвала. В этом случае ремень может выдавить передний сальник коленвала. Т.е. сальник в передней крышке двигателя N20.

Замену прокладки под теплообменником (11428637820) лучше проводить вместе с заменой (11428637821) другой прокладки – между корпусом фильтра и блоком цилиндров.

Снятие теплообменника неизбежно связано с предварительным слитием антифриза из системы охлаждения двигателя. А выполнения всех работ и заполнения системы охлаждающей жидкостью развоздушивание проводится без запуска двигателя – предусмотрена специальная процедура запуска электрического насоса системы охлаждения. Главное, чтобы АКБ смог обеспечить работу насоса на протяжении примерно 12 минут.

Вакуумный насос

Нельзя обойти вниманием вакуумный насос двигателя N20. Вакуумный насос необходим, т.к. из-за системы Valvetronic и «пассивного дросселя» во впускном коллекторе этого бензинового не образуется достаточного разряжения. Т.е. ситуация такая же, как в дизельном двигателе.

Так вот, вакуумный насос мотора N20 известен тем, что может пропускать масло в вакуумную систему. Как правило, проблему обнаруживают после снятия декоративной крышки, в которую, напомним, встроен вакуумный ресивер. Если отсоединить трубочки от вакуумного ресивера, то и из трубочек, и из ресивера польётся масло.

Причина в том, что в малом штуцере на самом вакуумном насосе есть обратный клапан с небольшой резиновой мембраной. Она рвётся, после чего в трубки и ресивер поступает масло. К счастью, на стороне вакуумного усилителя тормозов такого безобразия не происходит. Это касается только вакуумных магистралей на управление вестгейтом турбины и заслонки в выпускном коллекторе.

Изначально при возникновении этой проблемы меняли сам вакуумный насос (11 66 7 622 380), а его стоимость сегодня составляет $350 – 700, хотя есть совсем неоригинальные предложения гораздо дешевле.

Потом владельцы BMW с этим мотором обнаружили более дешевые решения проблемы. Это, во-первых, внедрение внешнего обратного клапана (720235010) в магистраль дополнительных потребителей. Т.е. установка обратного клапана в трубку между насосом и ресивером. Во-вторых, китайские производители начали производить неплохие по качеству «малые штуцеры» с той самой мембраной (обратным клапаном). И некоторые сервисмены и владельцы умудряются менять этот штуцер, не снимания насос. Купить такой клапан (11667640279) можно не только на китайских маркетплейсах.

Выбрать и купить насос вакуумный для двигателя вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.

Помпа

Двигатель N20 получил электрическую помпу – её крыльчатку приводит электромотор. Такой оригинальный агрегат стоит $470 (11518635089), но есть дешевые заменители по $190.

Эта помпа вполне надёжная – 150 000 км служит точно. Как правило, течи по ее уплотнениям не происходит. Обычно возникают неполадки по её электронной начинке. Об этом говорят ошибки от 2E81 до 2E84. Плюс вентилятор основного радиатора начинает работать на максимальной скорости.

Катушки зажигания

Катушки зажигания двигателя BMW N20 (12 13 8 616 153) вполне надёжные и служат не менее 150 000 км. Оригинальные стоят по $100. Очень редко случается отказ драйверов катушек зажигания в блоке DME, в блоке управления двигателем.

ТНВД

Топливный насос высокого давления вполне надёжный, но владельцам машин с мотором N20 нужно знать некоторые его особенности. Эти ТНВД до и после марта 2014 года имеют разные ревизии. Внешне они отличаются электрическими разъёмами. У насоса старого образца разъём широкий, а у последней ревизии – узкий. Они немного отличаются по цветам: соответственно чёрный и темно-серый. Причем для подключения ТНВД нового образца к проводке старого образца нужно отрезать старый разъём на проводке и припаять новый уменьшенный разъём (12518638006). Он продаётся отдельно примерно за $20.

Вообще, особых жалоб на ТНВД 1-й ревизии (13518604229) не было, однако он еще в гарантийный период начинал громко тарахтеть. Однако тарахтение или чёткий цокот может издавать изношенный толкатель (11 32 7 601 233), расположенный между ТНВД и кулачком распредвала, толкающим шток самого насоса. Этот толкатель стоит менять каждые 100 000 км или даже раньше.

В редких случаях этот насос начинает пропускать бензин: топливо будет стекать под клапанную крышку и примешиваться к маслу. В общем, если масло начало пахнуть бензином, то нужно поскорее менять ТНВД. Кстати, при наличии топлива в масле нередко перестаёт работать электронный датчик уровня масла: он просто не измеряет уровень масла. И, конечно, из-за паров масла, которые через систему ВКГ засасываются во впускной коллектор и сгорают в цилиндрах. Из-за этого топливные коррекции уходят в минус, но это видно при диагностике, а без диагностики совершенно явно ощущаются еще более сильные вибрации двигателя N20.

Исправный ТНВД этого двигателя давит топливо под давлением порядка 200 бар.

Выбрать и купить ТНВД для двигателя вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.

Форсунки

Форсунки непосредственного впрыска, производителем которых является компания Bosch, довольно надёжные. Они запросто могут пережить два ТНВД. При выборе форсунок, если всё-таки их пришлось поменять, нужно учитывать экологический класс. То есть, форсунки мотора N20 для Euro-5 и Euro-6 разные и невзаимозаменяемые (13648625397 и 13647639994). Для снятия и установки форсунок используется специальный инструмент. Форсунки нужно устанавливать на новые уплотнительные колечки (13537577649) и прописывать 3-значные корректировочные коды.

Вообще, перед заменой форсунок нужно тщательно убедиться, что они действительно изношены. Как правило, при проблемах с форсунками они сильно переливают после холодного запуска, что выражается в виде белого дыма из выхлопных труб. Также пропуски зажигания могут указывать на проблему с форсунками. А еще уставшие форсунки громко цокают.

Valvetronic

В ГБЦ мотора N20 используется система Valvetronic 3-го поколения. Напомним, что благодаря электромеханическому актуатору, промежуточному эксцентриковому валу и специальным рычагам между кулачками распредвала и впускными клапанами происходит бесступенчатое изменение высоты открытия клапанов. Благодаря этому двигатель может работать без дроссельной заслонки, т.к. поступление воздуха в цилиндры регулируется именно клапанами. Хотя дроссельная заслонка во впуске присутствует: она используется во время прогрева двигателя и в аварийных случаях, когда Valvetronic отказал. Еще раз повторимся, в 3-м поколении Valvetronic вполне надежен и избавлен от детских болячек. Его электромотор установлен коллектором вниз, поэтому угольная пыль от износа его щеток не мешает его работе в долгосрочной перспективе.

Вообще, двигатель N20 буквально на всех машинах шумно и неровно работает на холостом ходу. Нередко в этом виноват Valvetronic и аккумулятор. Дело в том, что после включения зажигания сервопривод Valvetronic отмеряет крайние положения вала. Если аккумулятор уже слабоват, то до реальных крайних положений механизм не доходит. При прогреве двигателя клапана открываются максимально (как в обычном двигателе), дроссель регулирует подачу воздуха. Так вот, на если Valvetronic все-таки не до максимума открыл клапаны, к тому же еще и дроссельная заслонка загрязнена, то мотор N20 будет ощутимо вибрировать на холостом ходу. Эта вибрация ощущается даже на «торпедо» и на сиденьях. Если поменять или хотя бы подзарядить АКБ, и отмыть дроссель, то мотор N20 будет гораздо ровнее работать. Вдобавок, вернётся былая отзывчивость двигателя, т.к. Valvetronic будет работать корректно.

Еще есть такой совет, если все предыдущие сработали не очень явно, то можно попробовать следующее: включить зажигание, но запускать мотор не сразу, а через 15-20 секунд.

При пробегах за 300 000 км Valvetronic может отказать из-за износа электромотора актуатора – эта деталь стоит $400-700 за новый оригинал.

Кроме того, потихоньку возникает износ шестерни эксцентрикового вала и червячной шестерни актуатора. Из-за этого Valvetronic’у всё сложнее подбирать необходимое положение, что тоже сказывается на плавности работы двигателя. В этом случае придётся менять эксцентриковый вал (11 37 7 630 747): его цена сегодня доходит до $1400 за новый оригинал. Однако необходимость такой замены возникает ближе к полумиллионам км пробега и даже позже.

Double Vanos

На каждом распредвале установлены фазовращатели с фирменным названием Vanos. 

Каждая муфта Vanos прикручена к своему распредвалу специальным болтом, в котором есть каналы для подачи масла внутрь муфты и поршень-золотник для открытия и закрытия этих каналов. 

Снаружи на клапанной крышке закреплены соленоиды, которые своими штифтами нажимают на поршень. Таким образом регулируется подача масла в камеры муфт Vanos для изменения фаз газораспределения. То есть, для смещения положения распредвалов по углу относительно коленвала.

С фазовращателями Vanos происходят стандартные проблемы: тарахтение после запуска, плюс ошибки конкретно по этой системе и, как правило, вместе с этим активируется и режим ограничения мощности двигателя.

Вся причина в потере герметичности во внутренних камерах муфт, когда давление масла не сохраняется. Следовательно, не сохраняется и желаемый угол положения распредвала. Впускной и выпускной Vanos (11367583818 и 11367583819) разные. Стоимость оригинала достигает $600 за штуку, а полный аналог почти в 2 раза дешевле. Предлагаются заменители и по $100.

Ресурс фазовращателей напрямую зависит от качества и чистоты масла. Были случаи, когда «Ваносы» изнашивались и на рубеже 100 000 км пробега. Но на самом деле они без проблем служат более 200 000 км.

Для замены муфт нужен специальный кондуктор, удерживающий валы – им же пользуются при замене цепи ГРМ. При замене муфты желательно заменить или как минимум промыть «центральный клапан», т.е. болт с поршнем (11 36 7 583 820). Они одинаковые для обеих муфт, стоимость – от $60 до $120 за качественные детали.

Иногда могут барахлить и соленоиды (11367593719), они стоят порядка $60 за каждый.

Цепь ГРМ

Цепь ГРМ двигателя N20, а также её направляющие башмаки – это боль. Начнём с того, что случаи обрыва цепи на этих моторах регистрировались уже при пробеге в 30 000 км. Саму цепь дважды модифицировали, её третья ревизия (11318648732) выпускается с февраля 2015 года.

Вообще, цепь привода ГРМ этого мотора не любила и не любит тупой чиповки, когда в ЭБУ двигателя мощностью 184 л.с. заливают оригинальную прошивку от мотора на 245 л.с. И, конечно, цепь ГРМ плохо переносит длительную работу на холостом ходу – прогревы, ожидания, простой в пробках. Если машина с мотором N20 активно эксплуатируется в трассовом режиме, то цепь запросто служит более 150 000 – 200 000 км. Особенно если производить замену масла каждые 7000 км, максимум – 10 000 км. При городской эксплуатации и некорректном чип-тюнинге она точно зазвенит к 100 000 км пробега. Если не обращать внимания на утренний звон, то цепь раскрошит свои направляющие, перескочет или вовсе порвётся.

Кстати, фрагменты фторопластовых направляющих цепи ГРМ охотно закупоривают маслозаборник, поэтому мотор быстро погибает из-за проворачивания вкладышей.

Гидронатяжитель последней ревизии появился в сентябре 2016 года – из-за его старых версий было немало проблем с натяжением и провисанием цепи.

ГБЦ

Головка блока цилиндров мотора BMW N20 не даёт поводов для беспокойства. Хотя она требует стандартного обслуживания. Это, во-первых, чистка впускных клапанов от нагара. Его тем больше, чем хуже дела с ВКГ и маслом. Во-вторых, уже к 200 000 км назревает необходимость заменить маслосъёмные колпачки.

Выбрать и купить ГБЦ для двигателя вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.

Блок цилиндров

Блок цилиндров двигателя BMW N20 полностью легкосплавный, без чугунных гильз, с открытой рубашкой охлаждения. «Ни жесткости, ни надёжности», – скажут «знатоки». По большому счёту, ничего страшного с блоком цилиндров этого двигателя не происходит. Но проблемы легко и непринуждённо начинаются на моторах, которые были перепрошиты со 184 л.с. до 245 л.с. стандартными заводскими прошивками.

Прошивка проходит легко, однако поршни у двигателей N20 для, например, BMW 320i и 328i разные. В первом случае поршни имеют «горбы» на донышках вдоль оси поршневых пальцев (11258606461), а во втором случае – донышки поршней вполне плоские (11258606459). На что это влияет? Правильно: на степень сжатия. Она разная: 11:1 и 10:1. Поэтому если мотор BMW 320i с заводской мощностью в 184 л.с. был перепрошит прошивкой от 328i (это 245 л.с.), то и заправлять его с тех пор следует бензином АИ-98. Иначе – детонация, разрушение поршней и задиры. Таких инцидентов хватает.

Цепь масляного насоса

Под коленвалом двигателя N20 находится модуль с балансирным валом. Со стороны маховика к этому модулю пристыкован масляный насос. Для привода непосредственно масляного насоса от балансирного вала использована косозубая передача. Весь этот механизм приводится зубчатой цепью Морзе от шкива, расположенного на коленвале спереди.

Взгляните на эту зубчатую цепь. Как думаете, сколько она служит? Если вы никогда не имели дел с мотором N20, то, скорее всего, ответите неправильно. Эту цепь приходится менять вместе с цепью ГРМ. Почему? Потому что она тоже рвётся, а её направляющие разрушаются. Цепь короткая, а шкив коленвала, который она обкатывает совсем крохотный в диаметре. Но иначе в данном случае быть не может. В случае сильного износа эта цепь шелестит и цокает.

Много случаев обрыва цепи балансира и масляного насоса происходило в первые годы выпуска этого двигателя. А когда сервисмены и владельцы осознали проблему, то стали менять привод насоса, поэтому фатальных неприятностей, связанных с гибелью двигателя N20, стало меньше. Инженеры BMW модифицировали цепь: её внутренние пластины стали одинарными, но с удвоенной толщиной.

Цепь балансира и масляного насоса для мотора N20 продаётся и меняется в сборе с шестернями, направляющими и натяжителем (11417605366). Такой комплект стоит от $80 до $220.

Масляный насос

Как правило, масляный насос двигателя N20 проблем и нареканий не вызывает. Насос, кстати, не регулируемый и обычно исправно обеспечивает необходимое давление. Однако если произошло закупоривание маслозаборника с последующим падением давления и проворачиванием вкладышей, то его стоит разобрать и проверить на предмет износа. Также если произошёл серьёзный износ цепи балансира и масляного насоса, что вызвало перескоки цепи, то тоже стоит тщательно осмотреть его внутренности.

Выбрать и купить масляный насос для двигателя вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.

Поршни

Мы уже затрагивали тему «рестайлинга» мотора N20. Глядя на поршни, снова вернёмся к ней. Дело в том, что до и после августа 2013 поршни разные. Инженеры решили, что в первоначальном юбки у поршней всё-таки маловаты. После технического рестайлинга юбки поршней значительно расширили по нижним краям и увеличили их длину (11258606461 и 11258606459): они приобрели выраженный профиль трапеций. Это позволило уменьшить болтание поршней при перекладке в верхней мёртвой точке.

В действительности, знатоки мотора N20 отмечают, что после рестайлинга этот двигатель работает тише в том числе благодаря отсутствию «шуршания» поршней при перекладке. Однако дорестайлинговые моторы с отчётливым шумом поршней без проблем проходят более 400 000 км. Старые поршни с узкими юбками не оказывают негативного влияния на ресурс ЦПГ.

Новые и старые поршни полностью взаимозаменяемые, однако вместе с новыми поршнями в мотор N20, выпущенный до августа 2013 года нужно установить новые масляные форсунки: они чуть короче, чем старые, чтобы не упираться в новые поршни.

Итог

Двигатель N20 – это очень распространённый мотор на BMW с 2011 до 2017 года. И альтернатив у него не было – это единственный агрегат на машинах с индексами от 20i до 28i. Но поклонники BMW смогли приручить его, чтобы он серьёзно и дорого не ломался. Лучше всего «рестайлинговые» моторы – после августа 2013 года. И нужно готовится к глубокому обслуживанию раз в 100 000 км: менять цепь ГРМ, цепь маслонасоса, менять прокладки клапанной крышки, переуплотнять поддон, оценивать состояние впускных клапанов на предмет нагара, менять прокладки теплообменника. При трассовых пробегах это всё служит раза в 1,5 дольше. Если менять масло каждые 7000 км, то мотор N20 ведёт себя почти образцово. Но всю изложенную информацию всё-таки нужно знать.

Выбрать и купить двигатель для BMW вы можете в нашем каталоге контрактных моторов.

Здесь по ссылкам вы можете посмотреть наличие на авторазборке конкретных автомобилей и заказать с них автозапчасти.