Двигатель

Четырехцилиндровый карбюраторный двигатель М-20 экономичен в эксплуатации и весьма изноустойчив.

Цилиндры двигателя отлиты из серого чугуна в одном блоке с верхней частью картера и расположены вертикально в ряд. В цилиндры на всю длину хода колец запрессованы гильзы из кислотоупорного износоустойчивого чугуна. Эти гильзы увеличивают срок службы цилиндров до их расточки в 2,5-3 раза. Толщина стенок гильз равна 2 мм.
Водяная рубашка блока выполнена на всей высоте цилиндров. Седла выпускных клапанов запрессованы в блок; они изготовлены из специального жароупорного сплава высокой твердости. Обработка этих седел возможна только шлифованием. Седла впускных клапанов выполнены непосредственно в теле блока.
В нижней части блока цилиндров расположены четыре постели для вкладышей коренных подшипников коленчатого вала.
Головка цилиндров съемная, общая для всех цилиндров, отлита из алюминиевого сплава. Применение алюминиевого сплава, обладающего высокой теплопроводностью, а также надлежащая форма камеры сгорания обеспечивает работу двигателя без детонации при относительно высокой степени сжатия и умеренном октановом числе топлива.
Головка цилиндров к блоку крепится 23 шпильками. Под гайки крепления головки поставлены плоские шайбы. Порядок затягивания этих гаек очень важен. Затягивание гаек следует производить в последовательности в два приема, сначала предварительно, а затем окончательно. Рекомендуется при этом применять динамометрический ключ, контролирующий усилие затяжки. Крутящий момент должен быть в пределах 6,7-7,2 кгм. При отсутствии динамометрического ключа гайки затягивают обычным накидным ключом из комплекта инструмента водителя усилием одной руки без рывков, во избежанием обрыва шпилек или деформации цилиндров.
Затягивать гайки нужно обязательно на холодном двигателе, так как коэффициент линейного расширения у стальных шпилек значительно меньше, чем у алюминиевой головки, поэтому затяжка, сделанная на горячем двигателе, после его остывания окажется совершенно недостаточной.
Соединение головки цилиндров с блоком уплотняется прокладкой, изготовленной из сталеасбестового полотна, пропитанного фитом. Окна камер сгорания и отверстия для прохода воды в прокладке окантованы листовым металлом. Толщина сжатой прокладки составляет примерно 1,5 мм.
Перед постановкой прокладки на место ее следует дополнительно натереть с обеих сторон порошком графита для предотвращения приставания асбеста к блоку или к головке.

Поршни , изготовляемые из алюминиевого сплава, имеют плоские днища и юбки эллиптической формы (величина эллиптичности 0,29 мм). Для придания поршню пружинящих свойств на его юбке сделан П-образный прорез. Большая ось эллипса юбки поршня расположена перпендикулярно оси поршневого пальца. Поэтому в двигателе зазор между поршнем и цилиндром в направлении, в котором на поршень действуют боковые силы от шатуна (перпендикулярно оси коленчатого вала), значительном меньше, чем в направлении, в котором боковых сил нет (параллельно оси коленчатого вала).
Во время работы двигателя поршень от нагревания расширяется больше в направлении оси поршневого пальца, чем в направлении, перпендикулярном ему; эллиптичность поршня при этом уменьшается, и его форма приближается к круглой. Такое свойство поршня получено за счет распределения его материала и за счет П-образного прореза на юбке. Это свойство позволяет уменьшать зазор между цилиндром и поршнем в направлении действия боковых сил и обеспечивать, с одной стороны, работу холодных двигателей без стука поршней, а с другой - уменьшение трения между поршнем и цилиндром, что предотвращает образование задиров на поршнях во время работы двигателя с полной нагрузкой. В цилиндре поршень установлен так, что П-образный прорез обращен в сторону, противоположную клапанной коробке.
На головке поршня сделано 5 кольцевых канавок. Верхняя, самая узкая канавка задерживает распространение тепла от днища поршня и этим уменьшает нагрев верхнего компрессионного кольца, предохраняя его от пригорания. В двух следующих канавках помещаются компрессионные кольца и в двух последних (самых широких) - маслосъемные кольца .
В канавках для маслосъемных колец просверлены отверстия, через которые смазка, снимаемая кольцами со стенок цилиндров, поступает во внутреннюю полость поршня, а затем стекает в картер. В средней части поршня имеются бобышки с отверстиями для поршневого пальца. В нижней части юбки поршня под бобышками сделаны 2 прилива, срезанием которых на заводе подгоняют поршни по весу. Для улучшения прирабатываемости пары поршень - цилиндр, поршни покрыты оловом.
Поршневые кольца изготавливаются из серого чугуна. Каждое кольцо делается из отдельной отливки, чем обеспечивается надлежащая структура материала.
Компрессионные кольца на внутренней поверхности имеют фаску, вызывающую некоторый перекос кольца в его канавке. Вследствие этого перекоса кольцо прилегает к цилиндру не всей своей поверхностью, а лишь нижней кромкой, что улучшает и ускоряет приработку кольца. При установке колец на поршень их фаски должны быть обращены вверх, в сторону днища.
Компрессионные кольца по размерам одинаковы. Верхнее компрессионное кольцо, находящееся ближе других колец к камере сгорания и поэтому работающее в очень тяжелых условиях, покрыто пористым хромом, что резко повышает его долговечность. Повышение стойкости верхнего компрессионного кольца, защищающего остальные кольца от воздействия продуктов сгорания, увеличивает стойкость всех колец, а также зеркала цилиндра.
Оба маслосъемные кольца одинаковы, они имеют щели в средней части для отвода масла. Замки у всех колец прямые. Второе компрессионное и оба маслосъемных кольца лудятся для лучшей прирабатываемости к цилиндрам.
Поршневые пальцы плавающего типа, стальные, пустотелые. Наружная поверхность пальцев закалена токами высокой частоты. От осевых перемещений пальцы удерживаются двумя плоскими пружинными стопорными кольцами, установленными в канавках бобышек поршня. Снятие и установка стопорных колец должна производиться кругогубцами.
Шатуны двутаврового сечения стальные кованые. В верхние головки шатунов запрессованы бронзовые втулки. Для смазки пальца в верхней головке сделан прямоугольный вырез.
Нижняя головка шатуна разъемная, с крышкой. Крепление крышки осуществляется двумя болтами и гайками, шплинтуемыми по отдельности. На верхнем конце шатуна, над его малой головкой и на крышке нижней головки имеются массивные бобышки, при срезании которых на заводе подгоняется общий вес шатуна и распределение веса между головками. В комплекте для одного двигателя разница в весе шатунов допускается в пределах 8 г.
В нижние головки шатунов устанавливаются взаимозаменяемые тонкостенные вкладыши, сделанные из стальной ленты, залитой свинцово-теллуристым баббитом марки БСТ. Вкладыши удерживаются в головке при помощи отогнутых усиков, входящих в прорезы на шатуне и на крышке.
Шатуны двигателя М-20 несмотря на одинаковые основные размеры не взаимозаменяемы с шатунами двигателя ГАЗ-51. Шатуны двигателя М-20 имеют симметричные нижние головки, а шатуны двигателя ГАЗ-5 - несимметричные. Для отличия на шатунах М-20 делается круглый выступ.
Коленчатый вал четырехопорный, стальной, кованый, статически и динамически сбалансированный, снабжен противовесами для разгрузки коренных подшипников от действия инерционных сил. Шейки вала для повышения износоустойчивости подвергнуты поверхностной закалке на глубину 3-5 мм. Смазка от коренных подшипников к шатунным подводится по каналам, просверленным в теле вала.
Крышки коренных подшипников плотно входят в паз на блоке, что удерживает их от боковых перемещений; крепятся они болтами, ввертываемыми в тело блока. Болты, крепящие три первых крышки (считая спереди), шплинтуются попарно проволокой, а болты крепления задней крышки стопорятся отгибанием усиков пластины, поставленной под ними.
Вкладыши коренных подшипников взаимозаменяемые, такого же типа, как и шатунные, но изготовлены из более толстой ленты. Верхние вкладыши коренных подшипников отличаются от соответствующих нижних формой масляных канавок и отверстиями для подвода масла.
Осевые перемещения вала ограничиваются упорным подшипником, состоящим из двух шайб, расположенных по обе стороны переднего коренного подшипника. Шайбы изготовляются из стальной залитой баббитом ленты.

BMW M20 крепко занял свою нишу на рынке моторов, расположившись аккурат между M10 и M30. Он также прожил весьма долгую производственную жизнь и получил широкое распространение, в том числе в России, где его активно раскупали в комплектации с кузовом №34.

Историческая справка

Данный двигатель впервые сошел с конвейера в 1977 году и выпускался вплоть до 1993-го.
Предназначался он в первую очередь для вышедшего со стапелей в том же 1977-м нового и первого BMW 5-й серии - Е12.

Именно М20 впоследствии послужил базой при разработке таких моторов, как М21, М70 и V12.

Технические характеристики

M20 представляет собой шестицилиндровый двенадцатиклапанный двигатель достаточно небольшого по меркам BMW объема. Относительно своего предшественника M30 мотор располагает более легкой конструкцией и ременным приводом распределительного вала. Вместе с тем в M20 сохранился блок цилиндров из чугуна и алюминиевая головка.
Объем мотора по завершению всех усовершенствований составил 2.5 литра, а мощность - 170 л.с.
Вес М20 - 113 кг.

Модификации M20 на моделях BMW 5-й серии

M20B20

M20В25

М20В27

Наиболее распространённые неисправности

При эксплуатации двигателя M20 зачастую возникают неполадки следующего характера:

• образование трещины в головке блока цилиндров, соединяющей полости охлаждения и картера;
• повреждение клапанов при обрыве ремня газораспределительного механизма;
• нарушение положения натяжного ролика, что приводит к сильному износу передачи газораспределительного механизма.

Бензина меньше АИ-92 больше не будет. Это факт.

А что применение 92 в М-20 чревато поломками - в основном мифы, кочующие из уст в уста.

Давайте вместе проанализируем в очередной раз. И как-то систематизируем опыт и знания.

I. Начнём с поломок:

Считается, что 92 бензин горит медленнее но с более высокой температурой, и догорая в течение рабочего хода, перегревает двигатель, клапана и поршни.

Так вот: горит он с одинаковой скоростью и температурой. Но об этом потом.

1. Прогар клапанов (чаще выпускных) случается и на 72 бензине.

Причин несколько:

Трещина в кольце гнезда. Гнездо по заводу изготавливается из белого чугуна. А треснуть может от термических напряжений при закалке, криворукой запрессовки и прочее. В случае перегрева при выпуске дыма с недогоревшим топливом, или подвисшим, или плохо притёртым клапаном.

Наши газики ездят не каждый день. Это теперь сезонная машина. Для ежедневки у всех, думаю, другой легковичёк есть. Так вот... при длительном простое, в каком-нибудь из цилиндров клапана остаются открытыми... на них засыхает нагар, налёт всякий и прочее. (особо внимательные водители могли замечать при первом запуске стук увеличенного зазора в клапанах. который вскорости исчезает). Так вот этот вот мусор, обладая низкой теплопроводностью, не позволяет передать температуру от нагретого клапана водоохлаждаемому блоку... оттого и образуется точечный прогар, могущий перерасти в значительный. Усилению этого эффекта способствует езда на форсированных режимах в скорости после запуска...

Бедная (как ни пародоксально!!!) рабочая смесь. Так как обеднённая смесь на треть примерно медленнее горит, а остаточный кислород из воздуха, прорываясь с пламенем через микрощели, производит эффект кислородной резки.

2. Прогар поршней:

Задиры на поршне, произошедшие по разным причинам (о них отдельно поговорим чуть позже) поджимают канавки поршневых колец... кольца подзалегают... а когда некоторые мотористы располагают замки со стороны коллектора (туда поршень прижимается во время рабочего хода) ... можем получить полное залегание. Кольцо перестаёт герметизировать цилиндр и происходит тот же эффект кислородного резака как и с клапанами.

Залегание колец. Причины те же. Редкая езда, несвоевременная замена масла, работа двигателя без прогрева и т.д.

Уважаемые читатели и сами могут назвать ещё несколько причин поломок.

И где есть вина именно 92-го бензина. Я не вижу. Это как бомжа накормить сервилатом вместо ливерки... эффект тот же, только дороже.

II. Переделка двигателя под 92

1. Что мы хотим получить увеличивая степень сжатия? Степень сжатия увеличивают, для увеличения скорости горения газовоздушной смеси (ГВС). А это, в свою очередь, позволит увеличить максимальные обороты и мощность двигателя. Заметьте ту мощность, которая за счёт оборотов и прирастает. Крутящий момент не меняется... ведь в начале рабочего хода, уже на первых миллиметрах, эффект маленькой камеры сгорания уже нивилировался.

Увеличить максимальные обороты М20 невозможно никакими переделками по следующей причине - он длинноходовой. А при длинных ходах, при прочих равных, скорость движения поршня и так высокая. При 3600 об/мин равна 12 м/с. (Допустимые скорости 10 - 15 м/с и зависят от конструктивных особенностей дигателя). При превышении критической скорости поршня происходит подплавление алюминиевого сплава поршня... и задиры - прогары.

Раньше масла были хуже, - скажите вы?

Да. Конечно. Но... раньше в состав поршней не жалели добавлять медь (самая противозадирная составляющая). Теперяшние наши поршни меди не имеют. (Сплав пишут иногда на днище поршня с обратной стороны. Сами посмотрите.)

Скорость горения бедной смеси 14 м/с нормальной 21 м/с, богатой - 15 м/с.

Считаю гораздо эффективнее не извращаться с головкой цилиндров, а заняться правильным карбюратором, обеспечивающим оптимальную смесь на каждом режиме, включая обеднённую смесь при средненьких оборотах и малой нагрузке. (все замечают как отзывчив М20 на замену и настройку карбюраторов... тут и мощность, и тяга, и экономичность.) Может имеет смысл применения и электромагнитных клапанов на разных режимах карбюратора и двухкамерных карбюраторов.

Переделка распредвала и изменение фаз газораспределения также имеет смысл и замтна разница только на высоких оборотах. Правильное смесеобразование и это заменяет.

Можно попробовать установить моновпрыск, но кто возьмётся программировать контроллер (само - собой ни от одной машины идеально не подойдёт. Хоть и работать будет.).

2. Долговечность двигателя. На страничке одного победовца (не найду уже), расписано про канавку в шатунных вкладышах... полностью его поддерживаю. Масла им не хватает.

Клапана с натрием - излишество. Не помню, чтобы клапана зависали. Если масло не менять по 50 тыс.км так и натрий зависнет.

Замена масляного насоса на большей производительности очень желательна (способ каждый выбирает сам).

А вот масляные фильтры, а возможно и сам принцип масляной системы (в плане фильтрования и охлаждения), стоит изменить на современный, да простят меня "смотрители музеев". Но это отдельная тема.

Вывод: Правильный угол зажигания, правильный карбюратор, аккуратное обслуживание - вот и все переделки под 92 бензин.

P.S. Хотела написать про особенности горения и детонацию разных бензинов, но передумала. Воспользовалась женским правом №1.

добавлю и отвратное какчество(особливо по окт. числу) ГСМ. форсированный под товарный стандарт бензина ДВС получает неустранимые траблы при заправке "леваком".(малофорсированный мотор обойдёца корректироффкой УОЗ). а ваще форсировать или нет - вопрос религии и навыкофф преодоления бездорожья("внатяг"-дефорс., "дуром" - форс.)

Двигатель BMW M20B20

Характеристики двигателя М20В20

Производство	Munich Plant
Марка двигателя	М20
Годы выпуска	1977-1992
Материал блока цилиндров	чугун
Система питания	карбюратор/инжектор
Тип	рядный
Количество цилиндров	6
Клапанов на цилиндр	2
Ход поршня, мм	66
Диаметр цилиндра, мм	80
Степень сжатия	9.2 9.8 9.9 9.8 8.8 (см. модификации)
Объем двигателя, куб.см	1991
Мощность двигателя, л.с./об.мин	122/6000 125/5800 126/5800 129/6000 129/6000 (см. модификации)
Крутящий момент, Нм/об.мин	160/4000 170/4000 170/4000 174/4000 174/4300 (см. модификации)
Топливо	92-95
Экологические нормы	-
Вес двигателя, кг	~113 (сухой)
Расход топлива, л/100 км (для E30 320i) - город - трасса - смешан.	13.0 7.5 9.5
Расход масла, гр./1000 км	до 1000
Масло в двигатель	5W-30 5W-40 10W-30 10W-40 10W-50 15W-50
Сколько масла в двигателе, л	4.25
Замена масла проводится, км	7000-10000
Рабочая температура двигателя, град.	~90
Ресурс двигателя, тыс. км - по данным завода - на практике	- ~250-300
Тюнинг, л.с. - потенциал - без потери ресурса	400+ н.д.
Двигатель устанавливался

Надежность, проблемы и ремонт двигателя БМВ М20Б20

Рядный шестицилиндровый двигатель БМВ М20Б20 («Паук») появился в 1977 году, в качестве замены рядных четверок и является родоначальником семейства М20, в которое входят еще и 2.3-литровый М20Б23, 2.5-литровый и М20Б27 рабочим объемом 2.7 л. Мотор M20B20 использовался на автомобилях с индексом 20i.
В основе двигателя лежит чугунный блок цилиндров, сверху алюминиевая 12-ти клапанная ГБЦ с одним распредвалом SOHC 12V. Сперва использовалась головка известная как 200, позже ее заменили на 731, которая отличалась большим диаметром впускных каналов. Диаметр впускных клапанов 40 мм, выпускных 34 мм. Гидрокомпенсаторы отсутствуют, регулировка клапанов требуется каждые 10-20 тыс. км, зазоры клапанов впуск 0.25 мм, выпуск 0.3 мм. В приводе ГРМ используется ремень, замена которого требуется каждые 50 тыс. км, при обрыве ремня, двигатель гнет клапана.
Система питания на первых вариациях мотора карбюраторная, c 1981 года карбюраторы уступили место механическому и электронному впрыску.
В 1990 году на смену 2-х литровому представителю серии М20, пришел новый движок - .

Модификации двигателя BMW M20B20

1. M20B20 (1977 - 1981 г.в.) - первая версия двигателя с карбюраторной системой подачи топлива. Степень сжатия 9.2, мощность 120 л.с. при 6000 об/мин, крутящий момент 160 Нм при 4000 об/мин.
2. M20B20 (1981 - 1987 г.в.) - версия с электронным многоточечным впрыском L-Jetronic, степень сжатия 9.8, мощность 125 л.с. при 5800 об/мин, крутящий момент 170 Нм при 4000 об/мин.
3. M20B20 (1982 - 1984 г.в.) - модификация с механическим многоточечным впрыском K-Jetronic, степень сжатия 9.9, мощность 126 л.с. при 5800 об/мин, крутящий момент 170 Нм при 4000 об/мин.
4. M20B20 (1985 - 1991 г.в.) - двигатель с электронным непосредственным впрыском LE-Jetronic, степень сжатия 9.8, мощность 129 л.с. при 6000 об/мин, крутящий момент 174 Нм при 4000 об/мин.
5. M20B20 (1987 - 1992 г.в.) - версия с электронным непосредственным впрсыком Motronic, степень сжатия 8.8, мощность 129 л.с. при 5800 об/мин, крутящий момент 174 Нм при 4300 об/мин.

Проблемы и недостатки двигателей БМВ М20Б20

Минусы и неисправности двигателя M20B20 полностью аналогичны старшему 2.5-литровому собрату M20B25, о них можно узнать . Помимо всего прочего, если речь идет о БМВ пятерке, данный силовой агрегат еще и слишком слабый, потому для E34 лучше купить двигатель M50B25.

Тюнинг двигателя BMW M20B20

M20B20 Строкер

За долгие годы существования серии М20, были наработаны многие варианты по увеличению рабочего объема M20B20. Наиболее простым и действенным вариантом является строкер до 2.3 L так как высота блока цилиндров обоих движков одинакова. Для переделки M20B20 в M20B23, достаточно купить коленвал, поршни, шатуны и маховик от M20B23, новую прокладку головки блока цилиндров, болты, вкладыши и кольца. Построив такой двигатель, вы получите примерно 150 л.с.
Интересным вариантом является переделка M20B20 в M20B25, но мы пойдем дальше и увеличим рабочий объем с 2.0 L до 2.8 L. Для данных целей нам необходимо расточить цилиндры до 84 мм, купить коленвал M52B28, шатуны оставим сток, поршни M20B25 Kat (подрезать на 3 мм), маховик M20B20 Carb. Плюс к этому заменить радиатор, стандартный не справится. В итоге получаем более мощный M20B28.
Дальше все как : валы, портинг, впуск, выпуск…
Нужно понимать, что при расточке цилиндров до 84 мм, стенки блока станут совсем тонкими и ресурс двигателя существенно сократится. Подобные моторы ездят около 10 000-20 000 км.

M20B20 Turbo

Постройка турбо М20 на самом слабом моторе серии решение сомнительное, но право на жизнь имеет. Для реализации проекта необходимо купить турбо-кит на базе турбины Garrett T04E или Garrett GT30, с турбоколлектором, блоу-оффом, интеркулером, пайпингом, с маслоподачей и маслосливом, масляным радиатором, бустконтроллером, вестгейтом, даунпайпом и полным выхлопом 2.5”. Кроме того, необходимо заменить поршни и шатуны на кованые, степень сжатия ~8.5, а также купить металлическую прокладку головки блока цилиндров. К этому добавляются форсунки производительностью 440 cc, топливный насос Walbro 255 lph, датчик давления наддува, датчик кислорода, датчик давления масла, датчик температуры выхлопных газов, ECU Megasquirt.
При постройке такого турбо проекта на M20B28 Stroker, мощность двигателя составит около 350-400 л.с.