В Лабораторию Двигателей приехала Kia Optima 2019 года с двигателем G4ND объёмом 2.0 литра и пробегом 244 000 км. Симптом простой и недвусмысленный: на низких оборотах оборвало цепь ГРМ. Дальнейшая работа касалась только верхней части мотора — замены цепи комплектом, восстановления ГБЦ с заменой двух погнутых клапанов и превентивной замены масляного насоса. Поршневая в работу не пошла. Записаться на ремонт двигателя можно по форме на сайте, разбор кейса ниже.

Kia Optima 2019 2.0 G4ND на приёмке

С какой проблемой обратился клиент

Владелец Kia Optima описал ситуацию коротко: при движении на небольших оборотах оборвало цепь газораспределительного механизма. Машина 2019 года, под капотом 2.0-литровый бензиновый G4ND, на одометре 244 000 км. История у автомобиля характерная: ГБЦ на этом моторе уже ремонтировалась по точно такой же причине — обрыву цепи ГРМ. Случилось это более 100 000 км назад, и до сегодняшнего эпизода мотор отработал ещё шестизначный пробег без замечаний.

Есть наблюдение, объясняющее, почему такой пробег у двухлитрового атмосферника не закончился капитальным ремонтом нижней части. Машина эксплуатируется преимущественно в режиме длительных поездок. Холодных пусков по соотношению к пробегу мало, прогревов и коротких городских циклов почти нет, обслуживание делалось вовремя. Этот характер использования дальше пригодится, когда будем оценивать состояние цилиндров после снятия ГБЦ.

Подкапотное пространство Kia Optima 2019 2.0 G4ND

Особенности двигателя G4ND и причина проблемы

G4ND — бензиновый атмосферный мотор Hyundai/Kia из семейства Nu рабочим объёмом 2.0 литра. От более распространённого G4NA он отличается главной конструктивной особенностью: на впуске стоит механизм изменяемого подъёма клапанов CVVL. Высота открытия клапанов меняется в зависимости от режима работы, что нужно для оптимизации наполнения цилиндров на разных оборотах.

Для сюжета этого ремонта важно другое. У G4ND, как и у большинства современных атмосферных моторов с 16-клапанной DOHC-головкой, тесная компоновка камеры сгорания: при остановленном коленвале и движущемся по инерции поршне открытый клапан физически встречается с днищем поршня. Когда цепь обрывается, распредвалы замирают, поршни продолжают работу по инерции, и клапаны, которые в этот момент опущены в камеру сгорания, получают удар. Именно так появляются загнутые клапаны и отметины на тарелках — стандартный сценарий обрыва цепи на моторе с тесными клапанами.

Диагностика проблемы

Первый шаг после приёмки — осмотр эндоскопом. Камера в свечные отверстия зашла во все цилиндры, очевидных следов удара по тарелкам клапанов или повреждений зеркала на стенках камер сгорания не нашлось. По одному только осмотру эндоскопом понять, загнуло клапаны или нет, не получилось: следы могут быть мелкими, а часть тарелки просто скрыта от обзора в положении ВМТ.

Чтобы не разбирать мотор вслепую, выбрали поэтапную тактику. Сначала меняем цепь ГРМ комплектом, ставим на место навесное и крутим компрессию во всех цилиндрах. Если цифры по цилиндрам сходятся в пределах нормы — удара не было, дальше можно ехать. Если в каком-то цилиндре провал — это и будет основанием снимать ГБЦ.

Замер компрессии после замены цепи показал ожидаемое: в трёх цилиндрах значения в пределах нормы, в третьем — провал, заметно ниже остальных. Картина однозначная: удар при обрыве цепи пришёлся именно на третий цилиндр, клапаны там перестали держать. Дальше работа только одна — снимать двигатель и разбирать ГБЦ.

Снятие двигателя

Для доступа к ГБЦ и масляному насосу проще снять мотор целиком, чем работать в моторном отсеке. Сливаем масло, отсоединяем электрику, патрубки системы охлаждения, шланги топливной и вакуумной систем. Откручиваем коробку, демонтируем приводные ремни и навесное оборудование, мешающее извлечению. Двигатель извлекается из моторного отсека и переставляется на кантователь — на нём удобно крутить агрегат вокруг оси и работать с любой стороной без перехватов.

Двигатель G4ND после снятия с автомобиля

На кантователе мотор сразу видно целиком: масляный насос, лобовая крышка, поддон, ГБЦ — всё в зоне доступа. Это и сэкономит время на разборку, и позволит спокойно дефектовать масляный насос, до которого иначе пришлось бы лезть отдельно.

Разборка двигателя

Дальше идёт последовательное снятие. Откручиваем декоративную крышку, под ней — клапанная крышка с прокладкой. Снимаем поддон, демонтируем лобовую крышку. Здесь стоит зафиксировать важное наблюдение: на пробеге 244 000 км мотор внутри чистый. Лаковых отложений на крышке клапанов и постели распредвалов нет, шламом масляные каналы не забиты, картина больше похожа на двигатель с пробегом раз в пять меньше.

Снятие клапанной крышки Kia Optima 2019 2.0 G4ND

Под клапанной крышкой видна штатная картина DOHC-головки G4ND: два распредвала в постели, цепной привод сверху, на впускном валу — кулачки с механизмом изменяемого подъёма. Внешне кулачки распредвалов и пятки коромысел без задиров, полировка в норме — тут вмешиваться не придётся.

Состояние ГРМ Kia Optima 2019 2.0 G4ND под крышками

На цепи ГРМ та самая поломка, ради которой машина сюда и приехала. Цепь разорвана, на успокоителях видны глубокие борозды от длительной работы с уже выработанным гидронатяжителем. Это классическая картина ресурсного обрыва: износ натяжителя и успокоителей, нарастание провисания цепи, удар о направляющие, разрыв звена.

Обрыв цепи ГРМ Kia Optima 2019 2.0 G4ND

Постель распредвалов снимаем целиком, в сборе с обоими валами. Разбирать её не будем — кулачки оба в порядке, механизм CVVL работает свободно, без заеданий и люфтов. После снятия постели извлекаем гидрокомпенсаторы, откручиваем болты ГБЦ по обратной схеме затяжки и снимаем головку с блока.

Постель распредвалов с механизмом CVVL Kia Optima 2019 2.0 G4ND

Состояние двигателя при разборке

ГБЦ снята с блока, клапаны открыты для осмотра. Дальше дефектуем по узлам: сначала головка и клапаны, затем визуальный контроль цилиндров через открытую плоскость блока, после этого — холодная дефектовка ГБЦ на стенде с обмерами и проверкой геометрии.

Состояние ГБЦ и клапанов

С внешней стороны камеры сгорания на клапанах виден тонкий рабочий нагар — типичный для бензинового атмосферника с такими пробегами. Цвет ровный, без масляных дорожек по штокам, без следов попадания антифриза в камеру.

Снятая ГБЦ Kia Optima 2019 2.0 G4ND

На большей части клапанов дефектов нет: тарелки целые, фаски не выкрошены, следов перегрева на сёдлах не видно. Это сразу сужает зону работ — удар при обрыве цепи прошёлся локально, а не по всей головке.

Состояние клапанов ГБЦ Kia Optima 2019 2.0 G4ND

В третьем цилиндре картина сразу другая. На двух тарелках видны характерные отметины от поршня — вмятины и следы контакта с днищем. Это и есть результат удара, который и спровоцировал падение компрессии. Никаких других дефектов на остальных клапанах ГБЦ при осмотре не выявлено — ремонт сводится именно к этим двум клапанам.

Удар по клапанам в третьем цилиндре Kia Optima 2019 2.0 G4ND

Состояние цилиндров и блока

После снятия ГБЦ есть редкая возможность визуально оценить цилиндры через открытую плоскость блока. По договорённости с клиентом разбирать поршневую и колоть юбки поршней не планировали, но беглый осмотр зеркала всё равно обязателен — если там задиры, разговор с владельцем меняется радикально.

Блок цилиндров Kia Optima 2019 2.0 G4ND без задиров

По зеркалу: потёртости от рабочих циклов есть, местами хонинговочная сетка стёрта почти под полировку. Это уже не идеальная заводская поверхность, износ виден — но задиров, продольных царапин и борозд от заклинивших колец нет ни в одном цилиндре.

Цилиндры Kia Optima 2019 2.0 G4ND в нормальном состоянии

Для контекста — наблюдение, не вывод в качестве факта. Машины с двухлитровыми атмосферными моторами Hyundai/Kia в плотном городском цикле приезжают на капитальный ремонт уже на 100-150 тыс. км: задиры на юбках поршней и зеркале цилиндров — частая картина. Объяснение, которое наблюдают мастера, простое: количество холодных пусков примерно одинаковое у города и трассы, а вот пройденное на одном пуске расстояние — совершенно разное. Чем больше времени мотор работает на прогретом масле, тем меньше суммарный износ за километр пробега.

Состояние цилиндра Kia Optima 2019 2.0 G4ND

Этой машине в плане эксплуатации повезло. Длительные поездки, мало холодных пусков, своевременная замена масла — в сумме это и сберегло поршневую к 244 000 км. Капитальный ремонт нижней части не показан, цилиндры с лёгким износом без задиров отрабатывают свой ресурс дальше штатно.

Износ хонинговки в цилиндре Kia Optima 2019 2.0 G4ND

Дефектовка ГБЦ

Перед механической обработкой все детали ГБЦ маркируем гравером по цилиндрам и положениям — чтобы после мойки и работ ничего не перепутать. Головку и снятые мелочи отправляем в технологическую мойку, после которой деталь идёт уже в цех механики чистой и без масляных плёнок.

Гнутые клапаны третьего цилиндра Kia Optima 2019 2.0 G4ND

В цеху ГБЦ ставится на стенд. Рассухариваем все клапаны, снимаем сухари, тарелки пружин и сами пружины, удаляем старые маслосъёмные колпачки. Извлекаем все клапаны и раскладываем по гнёздам — так сразу видно, какие тарелки бьют от прямой оси, а какие лежат ровно.

Блок цилиндров Kia Optima 2019 2.0 G4ND после мойки

Два клапана из третьего цилиндра при осмотре подтвердили картину сверху: оба заметно погнуты, отклонение штока от оси видно даже без индикатора. Их под замену. Остальные клапаны прямые, тарелки в порядке — идут на обработку фаски и притирку.

По самой ГБЦ дефектовка идёт по стандартному списку: проверка плоскости привалочной поверхности на трещины и поводку, контроль геометрии головки, осмотр сёдел клапанов на трещины и выкрашивание, проверка направляющих втулок на износ. На этом моторе сёдла без выкрашиваний и трещин, направляющие в допусках по диаметру — замена не нужна. Каналы рубашки охлаждения и масляные каналы продуты и осмотрены на предмет коррозии и засоров.

Восстановление ГБЦ

Когда дефектовка показала, что менять нужно только два клапана и комплект колпачков, переходим к восстановительным работам. Чистим масляные каналы и каналы охлаждения, ещё раз промываем головку — после механической обработки эта повторная мойка обязательна, иначе мелкая стружка пойдёт по системе при первом запуске. Подобные кейсы со снимками каждого этапа собраны в разделе примеров работ, там можно посмотреть результат до и после на других моторах.

Плоскость ГБЦ Kia Optima 2019 2.0 G4ND после фрезеровки

Плоскость ГБЦ фрезеруется минимально, до получения ровной матовой поверхности без следов старой прокладки и пятен от термической работы. Сёдла клапанов проходят обработку на станке — снимается рабочий износ, восстанавливается рабочий угол фаски седла. После этого занимаемся клапанами: чистим тарелки от нагара, обрабатываем фаску.

Обработка фаски на клапане — это механическая обработка скошенной поверхности на тарелке клапана, которая прилегает к седлу в головке блока цилиндров. После обработки фаски клапан и седло притираются вручную абразивной пастой — проверяется ровный пятно прилегания по всей окружности тарелки. Без этого нового герметичного контакта между клапаном и седлом не получить.

Зазоры клапанов на сборке выставлять не требуется — в G4ND это конструктивно делают гидрокомпенсаторы. Они автоматически выбирают тепловой зазор в приводе клапана и не нуждаются в ручной регулировке шайбами или винтами.

Сборка ГБЦ

Собираем головку. На штоки клапанов ставим новые маслосъёмные колпачки — старые в дело не идут, замена комплектом обязательна, иначе через 10-15 тысяч километров пойдёт расход масла на угар через сальники клапанов. Вставляем все клапаны на свои места — неповреждённые после притирки, плюс два новых на третий цилиндр.

Установка новых клапанов Kia Optima 2019 2.0 G4ND

Сверху ставим тарелки пружин с пружинами и сжимаем рассухаривателем. Сухари вкладываются в проточку штока и фиксируют пружину. Засухариваем все клапаны по очереди, проверяем посадку каждого. На этом ГБЦ готова к установке на блок: кроме двух новых клапанов и колпачков, других новых деталей в головку не пошло.

Установка ГБЦ на блок

Перед установкой готовим блок. Привалочная плоскость блока вычищается от остатков старой прокладки — без царапин, без выщерблений. Проверяем плоскость поверочной линейкой по нескольким направлениям: продольно, диагонально, поперёк. Перегревов на этом моторе не было, плоскость в норме, фрезеровать блок не требуется.

Протираем плоскость блока и плоскость ГБЦ обезжиривателем. На новую прокладку ГБЦ наносим аэрозольный медный герметик тонким равномерным слоем — на этом моторе с такой прокладкой это штатное решение, повышающее ресурс уплотнения и снижающее риск пробоя по микропорам. Выдерживаем технологическую паузу.

Установка ГБЦ Kia Optima 2019 2.0 G4ND

Прокладка кладётся на блок строго по направляющим штифтам. Сверху аккуратно опускаем ГБЦ. Вставляем новые болты ГБЦ — на этом моторе они одноразовые и многократному использованию не подлежат. Затягиваем по регламенту производителя: поэтапно, сначала по моменту, потом с углом доворота. Конкретные значения в статью не выносим — они есть в мануале и применяются строго по нему, чтобы не получить пробой прокладки или коробление головки.

Сборка ГРМ

Гидрокомпенсаторы перед установкой смазываем моторным маслом, ставим каждый на своё место. Сверху ложится постель распредвалов — её мы изначально не разбирали, валы стояли в постели как единый узел, в таком виде она и возвращается на головку. Затягиваем постель по схеме и по моменту.

Постель распредвалов с механизмом CVVL установлена Kia Optima 2019 2.0 G4ND

Дальше идёт сборка цепного привода. Старые успокоители в дело не возвращаем — на них видна глубокая выработка от длительной работы. Ставим новые успокоители по обоим контурам цепи. Гидронатяжитель меняем на новый: старый отработал свой ресурс и держать предзаряд цепи уже не способен.

Новый комплект цепи ГРМ Kia Optima 2019 2.0 G4ND

Надеваем новую цепь по меткам: метки на звезде коленвала и на звёздах распредвалов совмещаются по риске блока и по риске постели. Опрессовываем гидронатяжитель и снимаем фиксирующий штифт — цепь становится в рабочее натяжение. Прокручиваем коленвал на два полных оборота вручную и проверяем, что метки сошлись. Если что-то не сошлось – в двигателе встретятся клапан с поршнем при первом же запуске.

Замена масляного насоса

Отдельный пункт — масляный насос. Перед сборкой лобовой крышки осматриваем насос, который снимали вместе с ней. На деталях насоса есть тактильно ощутимая выработка, на звёздах насоса — потёртости и продольные задиры. Старый насос ставить обратно нельзя: ресурс у него очевидно подходит к концу, давление масла он держать стабильно уже не будет, а это прямой риск голодания шеек коленвала и второго захода в ремонт.

Посадочное место масляного насоса Kia Optima 2019 2.0 G4ND

Конструктивная особенность G4ND: масляный насос идёт неразборным узлом в сборе с передней (лобовой) крышкой двигателя. Отдельно поменять только сам насос не получится — меняется крышка целиком. Это дороже по детали, но проще по работам: один узел, одна установка, одна обтяжка.

Передняя крышка с масляным насосом Kia Optima 2019 2.0 G4ND

На звёздах старого насоса задиры видны невооружённым глазом — именно через эту пару звёзд проходит весь объём масла, который двигатель прокачивает за минуту. С такими задирами производительность падает, а ресурс уже исчерпан.

Задиры на масляном насосе Kia Optima 2019 2.0 G4ND

Износ идёт и по корпусу, и по шестерням — в этом сценарии замена насоса единственно правильное решение. Поставить старый изношенный насос в свежеотремонтированный мотор — это закладывать риск второго вскрытия через 10-30 тысяч километров.

Износ масляного насоса Kia Optima 2019 2.0 G4ND

Крупный план звезды — видны потёртости и риски, которые при работающем насосе будут только нарастать. На фоне свежей ГБЦ, нового комплекта цепи и нового натяжителя оставлять такую деталь в моторе нелогично.

Звезда масляного насоса Kia Optima 2019 2.0 G4ND

На сопрягаемую поверхность новой передней крышки наносим герметик по технологическому контуру. Ставим крышку на блок, центруем по штифтам, затягиваем болты по схеме и по моменту. Сверху прикручиваем клапанную крышку с новой прокладкой — старая в работу не возвращается.

Новый масляный насос Kia Optima 2019 2.0 G4ND

Установка двигателя на автомобиль и проверка рабочих параметров

Двигатель собран и готов к возврату на машину. На него ставится навесное оборудование: шкив коленвала, натяжитель приводного ремня вспомогательных агрегатов, катушки зажигания, электрика, патрубки. Часть навесного, которое мешало снятию, возвращается на свои места по обратной схеме разборки.

Мотор поднимается с кантователя, опускается в моторный отсек на штатные подушки, подключается к коробке. Подсоединяем приёмную трубу выпуска, заводим патрубки системы охлаждения, ставим топливные и вакуумные шланги. Подключаем электрику — все разъёмы по маркировке. Заливаем свежее моторное масло и охлаждающую жидкость, выставляем уровни по контрольным меткам.

Первый запуск — под наблюдением. Подключаем диагностическое оборудование, контролируем параметры по реальному времени: давление масла, температуру, обороты холостого хода, лямбду, отсутствие ошибок. После прогрева делаем контрольный замер компрессии. Цифры по всем четырём цилиндрам теперь сходятся в пределах рабочей нормы — в третьем цилиндре компрессия восстановлена за счёт замены клапанов и притирки, в остальных — не падала. Машина готова к выдаче владельцу.

FAQ

Что такое механизм CVVL и зачем он на G4ND

CVVL — это механизм изменяемого подъёма клапанов. Высота открытия впускных клапанов плавно меняется в зависимости от оборотов и нагрузки. На низких оборотах подъём малый, на высоких — больший, что улучшает наполнение цилиндров и отдачу. Главное конструктивное отличие G4ND от G4NA, который CVVL не имеет.

Что вызвало обрыв цепи ГРМ при пробеге 244 000 км

Прямая причина в этом кейсе — износ натяжителя и успокоителей цепи, на успокоителях видны глубокие борозды. Цепь к четверти миллиона километров уже сама по себе расходник: тянется, провисает, разрушает направляющие, в итоге рвётся. На таких пробегах цепной привод проверяется штатно, без ожидания симптомов.

Почему понадобился ремонт ГБЦ после замены цепи

При обрыве цепи распредвалы остановились, поршни по инерции продолжили работу и встретились с открытыми клапанами. Контрольный замер компрессии после замены цепи показал низкое значение в третьем цилиндре — значит, удар пришёлся именно туда. После снятия ГБЦ внутри нашли два погнутых клапана с отметинами от поршня, оба заменили.

Почему не делали капремонт мотора, если пробег 244 000 км

После снятия ГБЦ зеркала цилиндров осмотрели визуально. Потёртости и места со стёртой хонинговочной сеткой есть, но задиров, продольных царапин и борозд нет ни в одном цилиндре. Поршневая в рабочем состоянии. Капитальный ремонт нижней части в этом случае не показан — это сэкономило владельцу значительную сумму. Сберегло поршневую характер эксплуатации: преимущественно длительные поездки, мало холодных пусков.

Зачем меняли масляный насос превентивно

При осмотре старого насоса нашли тактильно ощутимую выработку на деталях и видимые задиры на звёздах. Поставить такой насос обратно в мотор после ремонта ГБЦ — это закладывать риск повторного вскрытия двигателя через короткий пробег. У G4ND есть особенность: насос идёт в сборе с передней крышкой, отдельно его поменять нельзя. Поэтому замена выполнена единым узлом за один заход.

Чем отличается ремонт ГБЦ от капремонта двигателя

Ремонт ГБЦ затрагивает только верхнюю часть мотора: фрезеровка плоскости головки, обработка сёдел, обработка фасок клапанов и притирка, замена маслосъёмных колпачков, при необходимости — замена клапанов и направляющих втулок. Капитальный ремонт включает работы по нижней части: расточка или гильзовка блока, замена поршневой группы и комплекта колец, шлифовка коленвала. В этом кейсе нижняя часть в работу не пошла.

Какие зазоры выставлять при сборке ГБЦ G4ND

Никакие. На G4ND стоят гидрокомпенсаторы, которые автоматически компенсируют тепловой зазор клапанов. Ручная регулировка шайбами или винтами не предусмотрена конструкцией. Это конструктивная особенность всех современных моторов с гидрокомпенсаторами в приводе клапана.

Итоги работ

С условиями работ, ценами и сроками можно ознакомиться на странице стоимость, а реальные отзывы клиентов — в соответствующем разделе сайта. По этому кейсу машина передана владельцу с протоколом проведённых работ.