Двигатель Mercedes M111

Бензиновый двигатель Mercedes M111 был запущен в серийное производство в 1992 году. Агрегат стал для компании первой 4-цилиндровой моделью, оснащенной 16-клапанной головкой блока цилиндров. Конструкция мотора имела большой потенциал развития, благодаря которому двигатель продержался на конвейере до 2003 года.

Характеристики

Применяемость

Мотор Mercedes M111 предназначен для продольной и поперечной установки в моторном отсеке. Двигатели, созданные для работы с механическими и автоматическими трансмиссиями, отличаются некоторыми элементами конструкции.

Модификации

Мотор производился в нескольких модификациях, которые отличались объемом цилиндров:

• для комплектации базовых версий седанов С-класса предлагался 122-сильный мотор Е18, имевший рабочий объем 1,8 л;
• атмосферные моторы серии E20 имеют рабочий объем 2,0 л, развивают мощность 129-136 л. с.;
• модификации 2,0-литрового агрегата с компрессором имеют отдачу 163-197 л. с.;
• атмосферный мотор E22 отличается блоком и поршневой группой, которые повысили объем до 2,2 л;
• безнаддувный агрегат Е23 с рабочим объемом 2,3 л и мощностью 143-150 л. с.;
• версия мотора 2,3 л с компрессором, развивающая до 193 л. с.

Каждая модификация поставлялась в нескольких версиях, которые отличались блоками управления и навесным оборудованием. Также могут быть отличия в конструкции узлов, вызванные компоновочными требованиями.

Особенности конструкции

Моторы поколения М111 оснащены блоком цилиндров, отлитым из чугуна. На боковых поверхностях выполнены ребра жесткости, одновременно служащие для снижения шумов при работе. Блоки цилиндров моторов, собранных в различные годы, отличаются привалочной поверхностью для установки коробки передач.

Алюминиевая головка блока цилиндров имеет различную конфигурацию камеры сгорания. На двигателях Evolution применены детали с овальным сечением каналов подачи воздуха, что позволило улучшить наполнение цилиндров. Кованые шатуны изготовлены по технологии направленного излома, которая позволяет увеличить точность установки деталей.

Запас масла хранится в поддоне, в процессе производства двигателя узел несколько раз модернизировался и менял конфигурацию. На серии Evolution используется деталь, изготовленная из легкого сплава. На внешней поверхности имеется оребрение, улучшающее охлаждение масла и мотора.

На нижней части поддона выполнено сливное отверстие, закрываемое резьбовой пробкой с уплотнительным кольцом. В картере установлен датчик, определяющий уровень масла. При падении объема ниже запрограммированного параметра происходит включение предупредительной лампы на комбинации приборов.

Система охлаждения жидкостная, принудительная циркуляция осуществляется помпой, имеющей ременной привод от шкива коленчатого вала. В конструкции применен термостат, поддерживающий температуру на уровне 90°С. На моторе установлена крыльчатка вентилятора с вязкостной муфтой. Для интенсивного охлаждения радиатора установлены 2 вентилятора, из них только 1 оборудован электрическим двигателем. Привод дополнительной крыльчатки осуществляется отдельным ременным приводом.

Для улучшения наполнения цилиндров топливной смесью и более интенсивного сгорания на ДВС некоторых модификаций применяется механический компрессор. Автомобили, оснащенные такими силовыми агрегатами, имеют в обозначении приставку Kompressor. При использовании компрессора устанавливается модернизированная поршневая группа, позволяющая снизить степень сжатия.

На двигателях применялись нагнетатели Eaton, построенные по схеме Рутс. В конструкцию узла входят 2 ротора с криволинейными лопастями. Детали связаны между собой шестеренной передачей, обеспечивающей вращение в противоположных направлениях. Сжатие воздуха происходит в результате вращения роторов. Зазор между рабочими поверхностями делается минимальным, что позволяет снизить потери давления газа.

Завод устанавливал на моторы 2 модификации нагнетателей, которые отличаются механизмом привода. Устройство М45 оснащено постоянным ременным приводом от коленчатого вала. В конструкцию компрессора М62 ввели электромагнитную муфту с микроэлектронным управлением. Применение такого устройства позволило оптимизировать работу наддува и снизить расход топлива. Но узел оказался шумным и увеличивал вес силового агрегата, поэтому от него отказались в пользу постоянного привода.

На моторах поздних выпусков (Evolution) применялась система управления впрыском топлива Siemens ME Sim4. Для повышения экологических параметров установлена дополнительная магистраль отсоса картерных газов. На ранних агрегатах ресурс свечей зажигания не превышал 20 тыс. км, на последней модификации стали использоваться 3-электродные детали со сроком службы 100 тыс. км.

Двигатель оснащен каталитическим нейтрализатором отработавших газов с возможностью управления инжектором топлива. Моторы соответствуют нормативам Евро 2 или 3, а версия Evolution — Евро 4. Для снижения вредных выбросов применена система ускоренного прогрева активной зоны нейтрализатора. В системе зажигания используются индивидуальные катушки, размещенные на свечах. В магистрали подачи топлива удален трубопровод слива излишков бензина в бак, вместо него используется клапан.

Дроссельный узел силового агрегата оснащается заслонкой с электронным приводом, который позволил повысить точность позиционирования. Узел оснащен системой обогрева, подключенной к магистралям охлаждения двигателя. Впускной коллектор изготовлен из термоустойчивого пластика, внутри предусмотрены специальные пустоты, предназначенные для снижения шума всасывания воздуха. Для устранения пульсаций давления потока используется отдельная камера.

Достоинства и недостатки

Преимущества моторов серии М111:

1. Ресурс превышает 350-400 тыс. км при условии регулярного обслуживания и использования рекомендованных производителем жидкостей и запасных частей.
2. Не требует регулировки клапанного механизма.
3. Цепной привод распределительных валов.

Недостатки конструкции двигателей:

1. Течи масла по линии стыка головки и блока являются частой проблемой на двигателях М111. Причиной дефекта служит поврежденная прокладка, которую необходимо регулярно менять. На расход масла влияет состояние магистралей вентиляции картера.
2. Снижение мощности при одновременном росте расхода топлива возникает из-за вышедшего из строя датчика использования воздуха. Деталь имеет конструктивные недостатки, из-за которых ресурс не превышает 100 тыс. км пробега. Узел не подлежит ремонту, меняется на новый.
3. Шум при работе возникает из-за контакта юбок поршней и стенок цилиндров. Поршневая группа изнашивается к 200-250 тыс. км, меняется на детали с номинальным размером.
4. Поломки и течи помпы охлаждающей жидкости возникают в силу естественного износа. Ресурс узла не превышает 100 тыс. км.
5. Возможно появление температурных трещин во впускном коллекторе. Дефект возникает на моторах с большим пробегом, которые неоднократно перегревались.

Неисправности и ремонт

Моторы поколения Е111 оснащаются электронной системой управления, оборудованной памятью для хранения ошибок. При обнаружении неисправностей на комбинации приборов зажигается индикатор Check Engine. Считывание ошибок выполняется диагностическим прибором или компьютером, который подключается к специальному разъему.

Конструкция мотора позволяет выполнять капитальный ремонт с расточкой и нанесением хона на зеркала цилиндров. Ремонтные детали производятся сторонними поставщиками.

Обслуживание

Интервал замены моторного масла составляет 10 тыс. км. Для моторов с большими пробегами рекомендуется заливать свежую жидкость через 7,5 тыс. км. Одновременно производится замена фильтрующего элемента системы смазки. Завод-изготовитель допускает расход масла в пределах до 1000 г на 1000 км пробега. Цепной привод распределительных валов выхаживает до 200 тыс. км. При замене цепи требуется установка новых звездочек и натяжителей.

Объем масляного поддона не зависит от рабочего объема цилиндров. Вместимость картера моторов, собранных до 2000 года составляет 5,5 л, последующие версии рассчитаны на 7,0 л. При замене требуется 5,0 и 6,5 л соответственно. Для заливки рекомендуется использование синтетической жидкости, соответствующей стандарту 0W 30/40, 5W 30/40 или 10W 30/40. Поликлиновые ремни привода навесного оборудования рекомендуется проверять ежегодно. Детали требуется заменить при появлении трещин или расслоения.

Замена воздушного фильтра производится через 60 тыс. км. При эксплуатации автомобиля в условиях повышенной запыленности рекомендуется снизить интервал замены до 30-40 тыс. км. Свечи зажигания с электродами из стали без покрытия требуется менять каждые 20 тыс. км. При использовании деталей с иридиевыми наконечниками ресурс увеличен до 100 тыс. км (или 4 года эксплуатации). Охлаждающая жидкость имеет срок службы 15 лет или 250 тыс. км. Досрочная замена выполняется при появлении примесей или изменении цвета.

Тюнинг

Для доработки целесообразнее использовать моторы, оснащенные компрессором Eaton M45 в заводских условиях. Для улучшения интенсивности наддува требуется повысить частоту вращения роторов нагнетателя. Для этого устанавливаются доработанные приводные шкивы, одновременно заменяется прошивка в блоке управления двигателем, которая обеспечивает увеличенную подачу топлива.

Доработка позволяет довести мощность 2-литрового агрегата до 200-210 л. с. без снижения моторесурса. Установка выхлопных магистралей с уменьшенным сопротивлением позволит поднять мощность еще на 5-7 л. с. Применение турбокомпрессора требует переделки всей системы впуска и поршневой группы, что экономически нецелесообразно.

Доработка атмосферных вариантов заключается в перепрошивке контроллера и замене выпускного трубопровода. Другие доработки требуют переделки всей конструкции мотора, поэтому рекомендуется приобретение контрактного силового агрегата с улучшенными параметрами.