Неудачный зазор или плохая смазка? Ищем причину задиров в моторах Hyundai Theta II 2,0

В 2009 году распался моторный альянс GEMA, про который мы подробно говорили в первой части. Chrysler был куплен концерном Fiat и более не мог получать технологическую поддержку от Hyundai-Kia. Компания Mitsubishi на тот момент еще не была поглощена Renault-Nissan, но просто не имела средств для участия в альянсе, а объемы ее производства упали ниже планки обязательного уровня. Заводы поделили, после чего разработками занимались раздельно. Hyundai занялась дальнейшей модернизацией моторов уже совершенно самостоятельно, без оглядки на партнеров.

Серия моторов Theta II как раз реализовала весь потенциал, который был изначально заложен в конструкцию: в нее вошли версии с наддувом и непосредственным впрыском. Вместо двух моторов в первой серии их стало семь. Атмосферные варианты  с обычным впрыском – это 2,0 G4KD и 2,4 G4KE (они и стали основными для России), «непосредственные» атмосферники – G4KG и G4KJ, а варианты с турбиной и ТНВД разной степени форсировки – G4KF, G4KH и G4KL. Все они получили обновленную поршневую группу, новую систему управления, а также много мелких модернизаций. В этом списке нас интересуют только первые два двигателя – остальные здесь редкость. 

Версия 2,0 – задиры никуда не делись

Производимые с конца 2008 года моторы 2,0 G4KD поначалу очень радовали владельцев: они были экономичнее и тише моторов Theta более ранних серий – G4KA и G4KC. Конструкция двухлитрового G4KD в сравнении с поздними G4KA изменилась минимально. Тут тот же блок и тот же маслонасос, что ставили на Theta с конца 2007 года. Совпадают по коду и поршни, и их кольца – кстати, толщиной 1,2-2,0 мм, что неплохо по современным меркам (так, например, у проблемных серий фольксвагеновского 2,0 TSI EA888 – ровно 1 мм, а у беспроблемных – 1,2-1,5 и 2 мм для маслосъемного, но там-то моторы с наддувом!). Немного выросла рабочая температура за счёт изменения сечения каналов корпуса термостата и порога включения вентиляторов, но большой круг охлаждения с радиатором включается на всё тех же 82 градусах – опять же весьма щадящий уровень для современных двигателей, многие из которых греются до 105-115 градусов, прежде чем открыть термостат. 

Проблемы ожидаемо остались те же. С давлением их не возникало, разве что на жидком масле 0W20 и пробегах за 150 тысяч километров. Но у нас эти моторы обычно эксплуатируются на 5W30 и 5W40, так что эта беда обходит их стороной, а вот задиры цилиндров стали настоящим бедствием. Жесткий звук работы моторов этой серии поначалу маскирует стук поршней на холодную, но со временем постукивание становится более явным и не уходит с прогревом. Обычно именно в этот момент можно точно диагностировать появление задиров, хотя на самом деле повреждения поверхностей происходят намного раньше. 

Часто при эндоскопии агрегатов с пробегами до 30 тысяч следы задиров уже явно видны. Просто пока владелец не слышит стук, он, конечно, не спешит ремонтировать двигатель. Более того, эндоскопия показывает, что почти все моторы серии имеют следы натертостей в средней и нижней части цилиндра, а не только в зоне верхней мертвой точки, где такой контакт типичен для моторов с Т-образными поршнями. Как правило, со временем эти следы медленно, но верно развиваются в полноценный задир, с переносом материала юбки поршня на цилиндр, с царапинами чугунной гильзы и повреждениями колец.

Самые серьезные задиры появляются на стенках 2 и 3 цилиндров, они же в первую очередь начинают расходовать масло, но 1 и 4 тоже от проблемы не избавлены.  Помимо задиров отмечены редкие случаи прогорания поршней, проблемы с давлением масла, а также закоксовкой и трещинами клапанов. Но это больше возрастные и сопутствующие задирам «болячки», они возникают при пробегах за 200 тысяч или часто связаны уже с расходом масла через «убитую» поршневую группу.

В чем причина задиров? 

Помимо замены маслонасоса в 2007 году конструкция мотора 2,0 G4KA получила еще ряд связанных изменений, направленных на удешевление, и они, судя по всему, сыграли злую шутку с надёжностью. Коленвал лишился противовесов на двух средних щеках, а шатуны – отверстий, через которые охлаждались поршни. Таким образом инженеры сократили потери при разбрызгивании масла и охлаждении поршней. Упала производительность и насоса. Сами поршни при этом также изменились, но основные их параметры и зазоры остались прежними. Кроме того, версии мотора для легковых автомобилей и кроссоверов без опции буксировки прицепа лишились водомасляного теплообменника. Масло в них стало охлаждаться по старинке, набегающим потоком воздуха прямо в картере. При этом результаты эндоскопии показывают совершенно чистые стенки цилиндров при пробегах более 100 тысяч на доработанных или  отремонтированных моторах.

Косвенно подтверждает версию о недостатке смазки на цилиндре тот факт, что задиры появляются у моторов после того, как их лишили дополнительного отверстия на нижней головке шатуна, которая работала своеобразной форсункой и брызгала маслом на поршень, и после удаления противовесов с коленчатого вала, которые улучшали разбрызгивание масла как раз на стенки цилиндров.

Возможно, сказывается и удаление теплообменника, который создает более благоприятные условия для работы масла. Моторы Theta I вполне себе доживали до пробегов в 350 с лишним тысяч километров, если только их раньше не добивала проблема с падением давления масла. 

Итак, значит, проблема только в отсутствии маслофорсунок? Скорее всего, нет. Их не было на моторах до 2007 года, хотя очевидно, что масло распылялось с «дореформенных» коленвала и шатунов значительно лучше (и в большем объеме, ведь двухступенчатый маслонасос имеет большую производительность). Да и масляный канал, на который они устанавливаются, тут расположен не лучшим образом: форсунка будет лить масло в основном на ненагруженную сторону цилиндра, главным образом просто охлаждая поршень. Судя по всему, в Hyundai не угадали с зазором между поршнями и цилиндрами – здесь он составляет необычно малые для конструкции с чугунной гильзой 0,02 мм. Любопытно, что у Mitsubishi c такими же блоками никаких массовых проблем нет, и там заводской зазор составляет чуть больше – 0,03 мм. А это уже вполне типичный зазор для облегченных поршней из заэвтектического сплава и тонкостенной чугунной гильзы. 

Практика показывает, что двигатели после капремонта даже с оригинальной поршневой группой, без доработок, но с неоригинальной гильзой, дающей чуть увеличенный зазор, не имеют следов задиров после значительного пробега. С неоригинальными поршневыми тоже никаких проблем, а рекомендуемый зазор у большинства производителей поршней составляет как раз 0,03 мм. Выходит, что оригинальные поршни просто не могут работать с выбранным тепловым зазором в наших условиях, когда дельта температур между поршнем и цилиндром колеблется в большем диапазоне, чем в более жарких странах.

Почему же дает эффект установка маслофорсунок? Увеличение объема поступающего на поршень и цилиндр масла снижает температуру поршня и не даёт уменьшаться зазору между юбкой и цилиндром, да еще и масла в зоне контакта становится больше.  Особенно выражен эффект на режиме прогрева, когда гильза еще не прогрета, а поршень уже близок к рабочей температуре. Если поливать его очень холодным маслом, то его температура (и размеры) сильно снижаются, выравнивая тепловые зазоры. И даже с зазором в две «сотки» двигатель работает без сбоев.

Возникает и другая мысль: рекомендуемое корейцами масло 0W30 или даже 5W40 слишком вязкое и не попадает в зазор между поршнем и цилиндром – есть даже движение владельцев Hyundai «за масло 0W20 на G4KD». Но очевидно, что вязкость при рабочей температуре никакого отношения к смазке на холодную не имеет – мы уже писали про это подробно. А на холодную вязкость мало того, что на порядки выше, чем при рабочей температуре, так еще и сильно зависит от реальной температуры двигателя.

Есть еще одна «народная» версия: 2,0 G4KD якобы очень сильно переливает топливо при работе на прогреве, и оно смывает масляную пленку, что вызывает масляное голодание и, как следствие, задиры. Эта мысль не лишена оснований, ведь в теплых странах проблем с задирами у этих моторов нет. Скорее всего, это дополнительный фактор риска вдобавок к недостаточному тепловому зазору и уменьшенному поступлению масла на поршни и цилиндры.

Катализаторы и высокая температура выхлопных газов (EGT) также называются причинами возникновения задиров. Это вполне возможные факторы, ухудшающие ситуацию. Но их реальный вклад в проблем требует дополнительного исследования.

Сравнительно слабый блок цилиндров тоже часто называют причиной появления задиров, но прямой связи тут не видно. Все же конструкция open-deck работает даже в наддувных моторах этой серии без существенных изменений. Да и на Mitsubishi с точно такой же конструкцией блока таких массовых задиров нет. 

Что делать?

Моторы 2,0 G4KD серии Theta II ставились на машины Hyundai вплоть до последнего времени. Так, именно G4KD стоял на Hyundai Tucson до обновления 2019 года, а на Sonata LF – до 2017 года. И заменили их моторы 2,0 серии Nu, у которых ровно та же проблема, так что не пропустите абзац с рекомендациями, если у вас совсем свежая модель.  

Итак, вот что стоит предпринять, если у вас машина с 2,0 G4KD.

1. Стоит минимизировать интервалы замены масла: ни о каких 15 тысячах километров от замены до замены в городском цикле речи не идет, 10 тысяч – это максимум, если только вы не используете специальные серии масел с богатым набором противозадирных присадок. Ну или если вы ездите в основном по трассе, и средняя скорость – за 50 км/ч.

2. Используйте масла с минимальной «зимней» вязкостью, но не очень жидкие при теплой погоде – например, 0W30 и 0W40. Лучше всего – с хорошим набором противозадирных присадок. Лучше даже строго полнозольные. Особенно если катализатора уже нет. И остерегайтесь подделок. Наличие какой-то связи холодной вязкости и проблем у этих моторов остается под вопросом, но теоретически это снижает влияние некоторых факторов, а обходится недорого. 

3. Прогрев у машин при минусовых температурах должен быть достаточно долгим, от нескольких минут, и с очень аккуратным движением до полного прогрева – серьезную нагрузку до полного прогрева давать нельзя, даже если очень хочется. Желательно установить дополнительный теплообменник на моторы для прогрева масла вместе с антифризом и охлаждения его летом. Это увеличит плотность масляного тумана на этапе прогрева и снизит шансы перегреть масло в долгих пробках. А если есть возможность, то можно установить и автономный или электрический подогреватель. Напротив, системы автозапуска не рекомендуются, они требуют слишком частого срабатывания – во всяком случае, на машинах с автозапуском в холодных регионах проблемы проявляют себя раньше всего. Да и катализатор при работе таких систем умирает очень рано.

4. Летом нужно следить за чистотой радиаторов, картера двигателя и реальной температурой мотора. Стрелка указателя температуры привирает, не сигнализируя о легком перегреве. Но даже при небольшом загрязнении радиаторов в городском режиме моторы греются до 110 градусов и более при включенном кондиционере, несмотря на термостат, открывающийся на 82 градусах. И не забывайте менять антифриз – чем он свежее, тем лучше теплопередача от стенок блока. А защиту картера, если она не имеет отверстий для охлаждения картера, летом лучше снимать. 

5. Так как проблема с задирами, скорее всего, уже есть (просто еще не проявилась стуком), не поленитесь провести эндоскопию цилиндров – особенно второго и третьего. Это позволит планировать расходы на ремонт и минимизировать затраты на него. А заодно просто растянуть их во времени за счет закупки запчастей заранее по оптимальным ценам, оптимального выбора сервиса и способа ремонта. Поверьте, это важный фактор. Цены на экстренный ремонт могут оказаться раза в два выше, чем на плановый.

На фоне двухлитрового мотора G4KD его старший брат 2,4 G4KE выглядит менее проблемным. Действительно, задиры цилиндров здесь случаются редко, но все же  имеются небольшие шансы на задранные вкладыши коленвала из-за падения давления масла вследствие клина перепускного клапана маслонасоса и его износа. А вот задиров поршневой группы при нормальном давлении масла не бывает – они появляются только как следствие проблем с падением давления масла перед тем, как мотор «застучит». Как с этим бороться, можно почитать в первой части материала.

Скорее всего, дело именно в более мощном маслонасосе, который создает более плотный масляный туман в картере (пока исправен), и наличии водомасляного теплообменника. Напомню, изначально моторам 2,0 Theta тоже полагался такой маслонасос, и теплообменники тоже ставились на ряд машин. Но их убрали, чтобы поставить более дешевый и надежный маслонасос и снизить стоимость мотора.

И немного о серии Nu 2,0

Двигатели 2,0 на машинах после 2013 года относятся к другой серии. Они сделаны в более компактном блоке и имеют варианты с рабочим объемом 1,8 и 2,0 литра. У нас чаще всего встречаются именно последние. Как ни странно, более новая линейка моторов унаследовала полный спектр проблем серии Theta. У них задирает поршневую группу, и при этом при пробегах выше 120 тысяч километров возможно падение давления масла и задиры вкладышей коленвала. И решение оказалось примерно такое же, как для Theta: с 2017 года моторы с завода оснастили маслофорсунками и доработали маслонасос. 

В сухом остатке 

Даже на Солнце бывают пятна, и у удачной линейки моторов Hyundai есть свои неприятности. Это не повод отказываться от покупки вовсе, но о таких особенностях стоит помнить при выборе машины. Ведь о высоких шансах на задиры или потерю давления масла не прочитать в фирменном каталоге. На первый взгляд, это самые простые, современные, а значит, и максимально надежные агрегаты. Увы, не всегда бегущие от проблем «непосредственных» и наддувных моторов к простым решениям покупатели получают гарантию беспроблемной эксплуатации.