Em 2011, a BMW introduziu o motor a gasolina turboalimentado N20 com um volume de 2,0 litros, que permaneceu em produção até 2017. Uma de suas versões era uma unidade com um volume de cilindros reduzido para 1,6 litros.
Na tampa decorativa que cobre este motor está escrito TwinPower Turbo, mas não se trata da presença de duas turbinas, mas da divisão do canal de admissão da turbina da Mitsubishi em duas partes. A ideia de chamar a este facto TwinTurbo pertence aos profissionais de marketing da BMW para dar significado ao seu novo motor.
Das caraterísticas gerais do design do BMW N20, vale a pena destacar a presença de um bloco de alumínio, a sincronização da transmissão por corrente, através de uma corrente dentada, e a transmissão da bomba de óleo. Para a cabeça do cilindro é fornecido um par de árvores de cames com variadores de fase. Sistema de combustível com injeção direta e sistema Valvetronic responsável pelo controlo da alimentação de ar.
Dependendo da versão, a potência do motor varia entre 156 e 245 cavalos e, no caso do motor de 1,6 litros, a potência é de 170 cv. A unidade de potência pode ser encontrada em todos os representantes da BMW, desde o “um” até à série 5 e crossovers até ao BMW X4. Durante um período limitado, o N20 foi instalado no BMW X5 de maiores dimensões, mas apenas como parte do grupo motopropulsor híbrido xDrive40e em conjunto com um motor elétrico. Também foi utilizado no BMW Z4 sport roadster nas versões iniciais do automóvel.
Fiabilidade da unidade
É necessário admitir que o motor N20 falhou claramente com os automobilistas bávaros, no período da sua produção, em termos de fiabilidade, foi a pior de todas as unidades de potência da empresa. A sua imprevisibilidade era impressionante, e o número de casos de auto-destruição estava fora da escala. O aparecimento deste motor sob os capôs da BMW tornou-se um verdadeiro pesadelo para os fãs da marca. Nos Estados Unidos, em 2017, houve mesmo uma ação colectiva em tribunal contra a BMW, exigindo uma compensação de fundos por problemas com o motor temporizado.
Em geral, a operação de carros com motores N20 está associada a uma série de dificuldades. Só se houver conhecimento dos pontos fracos do motor e um funcionamento adequado é que é possível evitar consequências catastróficas. Se olhar apenas para as caraterísticas de condução, pode desfrutar da condução com este motor.
Capa decorativa
A cobertura decorativa do motor desempenha o papel de um ecrã adicional de isolamento de ruído. Prevê a presença de um recetor de vácuo; se retirar a tampa sem cuidado, existe o risco de quebrar as suas ligações. Depois disso, o turbocompressor começa a funcionar mal. Nos motores reestilizados, lançados a partir do segundo semestre de 2013, não existe esse recetor.
Turbina
A turbina Mitsubishi TD04LR6 foi submetida a um restyling juntamente com o motor. Se nas primeiras versões, o atuador de vácuo é responsável pela abertura da porta oeste, então após a atualização eletromecânica.
A tecnologia TwinScroll prevê a presença de um coletor de admissão com dois canais, a fim de eliminar o impacto negativo dos gases de escape dos cilindros vizinhos uns nos outros. A introdução desta tecnologia ajudou a melhorar a eficiência do motor e a aumentar a eficiência do desenrolamento do rotor da turbina. Em termos de fiabilidade, a turbina da empresa japonesa funciona durante tempo suficiente e de forma fiável. Apenas a prática de anéis estranhos na turbina causados pelo funcionamento do impulso do flap de bypass é generalizada. A razão para a sua ocorrência é a folga, que apareceu no trabalho da dobradiça do caracol. Lidar temporariamente com o problema permite-lhe apertar o fixador, para o qual existe um parafuso de ajuste diretamente na haste. Neste caso, é necessário controlar a força de aperto, de modo a não limitar a mobilidade da aba. Ao reparar a haste, recomenda-se soldar o furo antigo e perfurar um novo. Alguns mestres utilizam clips de turbinas para motores Volkswagen AG, onde existe um problema semelhante.
Nos casos em que o zumbido provém diretamente da placa do amortecedor, será necessário desmontar a turbina, seguindo-se a remoção da placa e a substituição do casquilho. Por vezes, a placa é simplesmente soldada ao braço em vez dos casquilhos.
No caso dos actuadores electromecânicos da turbina restyling, podem ocorrer problemas após 200 mil quilómetros. A sua substituição custará 150-500 dólares, mas é bastante adequada para a instalação e elementos usados após a ligação do software.
Tampa da válvula
A tampa da válvula é feita de plástico, e uma massa de acessórios do sistema Valvetronic, TNVD e assim por diante são instalados nela. Em média, as primeiras fugas de óleo na junta começam a aparecer após 100 mil quilómetros. Se o óleo começar a vazar em direção ao coletor de escape, o cheiro a óleo penetra no habitáculo. Um conjunto de juntas custa cerca de 70 dólares, e o vedante de óleo da bomba de vácuo terá de ser comprado separadamente a um preço de 30 dólares.
Muitas vezes, no N20, há uma situação em que a própria tampa quebra, geralmente esses casos são observados em carros com quilometragem de 150 mil quilômetros. Aproximadamente a mesma capacidade de sobrevivência da membrana VKG, após o que as primeiras fugas de óleo aparecem na entrada e no apito de trabalho.
O custo da tampa da válvula no original custa 280 dólares, e o preço dos análogos começa em 100 dólares. Na válvula VKG, você pode alterar separadamente o diafragma, mas a escolha em favor de análogos baratos na maioria dos casos não resolve o problema, pois é muito mais fraca que os originais em termos de elasticidade.
Junta do permutador de calor
O problema do aparecimento de fugas de óleo através da junta do permutador de calor e do filtro de óleo é caraterístico de muitos motores BMW, e o N20 não é exceção neste aspeto. Mesmo por baixo da junta está a correia do acessório, pelo que existe o risco de ficar com óleo na correia com o subsequente deslizamento da correia e o seu aperto sob a polia da cambota. Em tal situação, é possível que a junta de vedação do óleo na parte da frente da cambota seja espremida.
Recomenda-se a substituição da junta antes de aparecerem fugas na mesma, e é aconselhável combinar o procedimento com a substituição da junta localizada entre o bloco de alumínio e o filtro.
Se for necessário desmontar o permutador de calor, será necessário drenar todo o arrefecimento do sistema. Ao encher o depósito, o motor não deve arrancar, pelo que é necessário que a bateria tenha energia suficiente para manter a bomba a funcionar durante pelo menos 12 minutos. O procedimento não é normalizado, pelo que é preferível que seja efectuado por um serviço autorizado.
Bomba de vácuo
A presença de uma bomba de vácuo para o motor N20 é obrigatória. A razão para isso é o uso do sistema Valvetronic, que não permite que você obtenha descarga suficiente. A este respeito, o motor a gasolina da BMW não é muito diferente dos motores diesel.
O principal problema desta bomba é a passagem de óleo no seu interior. Pode ser encontrado mesmo nos tubos do recetor de vácuo durante a desmontagem da tampa decorativa. A culpa é da válvula de retenção do pequeno conetor, ou melhor, da sua junta. Felizmente, este problema é caraterístico apenas do sistema de vácuo do motor; o servofreio, que também funciona a vácuo, não tem este problema.
No início, quando o problema apareceu, a bomba foi substituída como um todo, com o seu preço na ordem dos 350-700 dólares, mas os análogos são muito mais baratos. Mais tarde, foram encontradas soluções alternativas, por exemplo, uma válvula de retenção adicional foi incorporada na linha principal. Na China, existem substitutos para os próprios acessórios com uma válvula incorporada, e a sua fiabilidade é bastante boa. Alguns artesãos conseguem mudar a conexão sem desmontar a bomba.
Pompa
A bomba no motor da Baviera é elétrica, ou seja, a rotação do impulsor é fornecida pelo trabalho de um pequeno motor elétrico. No original, seu custo é de cerca de 470 dólares, mas existem análogos à venda a partir de 190 USD. Em geral, a bomba não é má, capaz de servir até 150 mil quilómetros, e os seus vedantes mantêm a estanquicidade do corpo. Os problemas, se existirem, estão relacionados com a eletrónica. Uma das consequências de tais erros pode ser a saída do ventilador de refrigeração para os modos máximos de operação.
Bobinas de ignição
Não há censuras especiais para as bobinas. O seu preço é de cerca de 100 dólares, e a vida útil é de cerca de 150 mil no conta-quilómetros. Os condutores da unidade de controlo eletrónico podem voar, mas este fenómeno ocorre muito raramente.
TNVD
Para o injetor de combustível do motor N20 é caracterizado por confiabilidade suficiente, mas a bomba tem suas próprias nuances. Em março de 2014, foi efectuada a sua revisão, pelo que as unidades não são permutáveis na versão standard. Em primeiro lugar, o diâmetro do conetor foi alterado. O injetor de combustível atualizado é instalado em máquinas dos primeiros anos de produção, mas, além disso, é necessário efetuar uma alteração do conetor da cablagem. Para isso, terá de pagar cerca de 20 dólares e voltar a soldar.
Antes da atualização, os injectores de combustível funcionavam de forma bastante fiável, mas as perguntas eram causadas pelo estrondo, que apareceu no trabalho na fase da garantia de fábrica. Uma das possíveis razões para esta situação é o desgaste do empurrador, que é responsável pelo movimento da haste da bomba de combustível. A vida média deste elemento é de cerca de 100 mil quilómetros.
Um fenómeno raro para a bomba é o salto de combustível. Neste caso, a gasolina escorrerá pelo corpo, passando por baixo da tampa da válvula e misturando-se com o óleo. Este último terá um odor caraterístico a combustível. Este é um sinal claro da necessidade de substituir o injetor de combustível. É possível que a continuação dos problemas seja a falha do sensor de nível de óleo no sistema. Os vapores de óleo penetram na admissão através da válvula VKG e, a partir daí, diretamente nos cilindros, o que faz com que a correção do combustível diminua. Com o diagnóstico por computador, o sistema pode detetar facilmente o erro, mas sem ele, o problema só se manifesta na presença de vibrações do motor mais graves do que o habitual.
Injectores
Os injectores Bosch com injeção direta também são bastante fiáveis. Muitas vezes, o motor é substituído por um segundo injetor de combustível e os injectores continuam a ser originais. Se houver uma mudança, é necessário prestar atenção à classe ambiental do motor, para os motores N20 Euro-V serão diferentes dos injectores para o motor Euro-VI. Ao mudar os anéis são mudados e os anéis de vedação sob eles, após o que é necessário escrever nos códigos de correção do programa.
Os principais sinais de desgaste dos injectores são o transbordo de gasolina imediatamente após o arranque do motor, o que não é difícil de identificar pelo escape de cor azul. É possível que a causa dos saltos de ignição seja também um problema com o desempenho dos injectores. Um outro sinal de desgaste é um ruído forte de clangor durante o funcionamento.
Sistema Valvetronic
Para o motor BMW N20, é fornecida a terceira geração do sistema Valvetronic. Devido a um mecanismo bastante complexo, evita a presença de etapas perceptíveis no processo de abertura das válvulas, o que, por sua vez, permite que você fique sem o acelerador, e o suprimento de ar é regulado diretamente pelas válvulas. Os engenheiros da BMW deixaram o acelerador no coletor, mas este só é incluído no trabalho em situações de emergência, quando o Valvetronic é desligado. É necessário reconhecer que, na terceira geração, os engenheiros conseguiram eliminar todas as doenças infantis do sistema e este funciona de forma bastante fiável. O coletor do motor elétrico está orientado para baixo, pelo que o pó das escovas entra menos nas peças, o que afecta positivamente a taxa de desgaste.
Uma caraterística da maioria dos automóveis BMW com motores N20 é um ralenti muito ruidoso, com tremuras. Um dos problemas pode ser o sistema Valvetronic. Após o arranque da ignição, o servo do sistema marca a posição extrema do veio. Se a bateria do automóvel já estiver no “último suspiro”, a posição extrema real do veio não pode ser alcançada. Para o funcionamento normal do motor é necessária a abertura máxima das válvulas, mas na ausência de dados sobre a posição extrema do veio e a abertura será incompleta. Se o acelerador também estiver coberto com uma camada significativa de fuligem, haverá uma vibração percetível no funcionamento do motor. Isto pode ser notado mesmo no interior do veículo. Recarregar/trocar a bateria e limpar a fuligem do acelerador pode eliminar o problema, o Valvetronic voltará a funcionar e, com isso, a capacidade de resposta da unidade de potência ao pedal do acelerador aumentará.
Mais um flyhack, se as acções anteriores não ajudaram – ligue o motor não imediatamente após ligar a ignição, mas com um atraso de 15-20 segundos.
Com uma quilometragem elevada, cerca de 300 mil quilómetros, o Valvetronic pode desgastar o motor elétrico do atuador. A sua substituição custará 400-700 dólares, se escolher a peça atual.
Com o passar dos anos, as engrenagens desgastam-se, mas este é um processo natural de qualquer peça de fricção. O desgaste manifesta-se sob a forma de perda de suavidade no funcionamento da unidade de potência. No que diz respeito ao pinhão do veio excêntrico, este custa cerca de 1.400 dólares no mercado. Não ocorrerá antes de 500 mil quilómetros.
Vanos duplos
Cada uma das árvores de cames recebeu variadores de fase Vanos. A ligação dos acoplamentos ao eixo é efectuada por parafusos especiais com orifícios, através dos quais o óleo para lubrificação entra no acoplamento.
O processo de abertura/fecho do canal é regulado por um pistão de carretel. Por sua vez, o pistão é acionado por solenóides. A alimentação de óleo controla a temporização, que desloca as árvores de cames em relação à cambota.
Os variadores de fase Vanos caracterizam-se pela ocorrência de sons estranhos imediatamente após o arranque e pelo aparecimento de erros, após o que a eletrónica ativa a limitação de potência da unidade de potência. A causa do problema é o desgaste das embraiagens, as suas câmaras perdem a estanquicidade, o que não permite manter a pressão de óleo necessária. Por conseguinte, não é possível assegurar a posição óptima do ângulo da árvore de cames. O custo da alavanca de mudanças de fase original é de 600 dólares. Os análogos de qualidade com caraterísticas comparáveis são vendidos por 300 dólares, e o preço inicial dos não originais é três vezes mais baixo.
O grau de fiabilidade do Vanos depende da qualidade do óleo. Se o lubrificante for mudado regularmente e não se poupar na sua qualidade, os variadores de fase podem sobreviver facilmente a 200 mil, se o óleo não for perfeito, a sua capacidade de sobrevivência pode ser reduzida para metade. A substituição da embraiagem requer a fixação dos veios por meio de um condutor especial. Juntamente com a mudança, recomenda-se a mudança ou a limpeza da válvula central. O custo deste elemento é de 60-120 dólares. Em casos raros, também são possíveis avarias no trabalho dos solenóides, o seu preço no mercado também é de cerca de 60 dólares por peça.
Cadeia GRM
Este é o principal local problemático de qualquer motor BMW N20. São conhecidos bastantes casos em que as correntes se partiram com uma quilometragem de 30 mil quilómetros. Os engenheiros da Baviera tentaram repetidamente melhorar a própria cadeia e, como resultado, no início de 2015, sua terceira versão foi colocada em produção.
Antes de tudo, a corrente de distribuição tem muito ciúme das tentativas de ajustar o motor, quando a unidade com capacidade de 184 hp é instalada com firmware para sua aceleração para 245 “cavalos”. As consequências de uma paragem prolongada em engarrafamentos ou de um aquecimento prolongado não são melhores. Por exemplo, com uma condução regular na autoestrada, a corrente pode ir até 200 mil quilómetros, especialmente com a regularidade da mudança de óleo (a mudança ideal em 7 mil quilómetros). Se o carro é operado na cidade, mas também tinha um motor de chip, o ciclo de vida da cadeia não excederá 100 mil quilômetros. O aparecimento de zumbidos durante o funcionamento é o primeiro sinal de problemas. Ignorá-lo fará com que as guias se bifurquem, escorreguem ou rasguem a própria corrente.
Guias feitas de fluoroplástico no caso de destruição formam fragmentos que podem entupir de forma confiável o reservatório de óleo com o giro subsequente dos revestimentos e a morte da unidade de potência.
No outono de 2016, foi introduzido um novo tensor hidráulico, uma vez que houve algumas queixas sobre a folga da corrente no antigo.
HBT
Sob a condição de manutenção padrão, não haverá problemas com a cabeça do cilindro. Só é necessário remover regularmente a sujidade das válvulas na entrada e mudar as tampas de óleo a cada 200 mil quilómetros.
Bloco de cilindros
O bloco é completamente feito de alumínio, a camisa de arrefecimento é do tipo aberto. Em condições normais de funcionamento, o bloco é bastante fiável e não causa problemas. As dificuldades surgem quando se tenta fazer o flash do motor para a potência máxima de 245 “cavalos”.
O firmware em si é instalado sem problemas, mas a diferença entre os motores de 184 cv e 245 cv está na forma dos pistões e na diferente taxa de compressão nos cilindros. O motor mais potente tem uma taxa de compressão mais baixa. Para evitar problemas de detonação e destruição dos cilindros, é necessário mudar para a gasolina 98, mas nem todos os proprietários de automóveis o fazem, tendo em conta o custo do combustível. De facto, há muitos casos destes com carros BMW.
Corrente da bomba de óleo
Sob a cambota do motor existe um eixo de compensação, ao qual está ligado o módulo do lado da bomba de óleo. O seu funcionamento é assegurado por engrenagens helicoidais. Por sua vez, o binário é transmitido por uma corrente de dentes Morse ligada a uma polia na parte da frente da cambota.
Deve ser substituída juntamente com a corrente de distribuição. Caracteriza-se igualmente pela destruição das guias e pela rutura da própria corrente. A corrente em si é curta e a polia é muito, muito fina em diâmetro, mas nada mais pode ser pensado de forma construtiva. O desgaste da corrente é indicado pelo aparecimento de ruído em funcionamento e tsokot.
A quebra regular da corrente da bomba de óleo foi um problema especialmente nos primeiros anos de funcionamento do motor N20. Depois de identificar as causas do mau funcionamento, começaram a mudar o acionamento da bomba, o que levou a uma redução nos casos de quebra da corrente e destruição fatal da unidade de potência. A própria corrente foi modernizada, suas placas receberam um novo design, mas com espessura dobrada.
Ao substituir a corrente, um conjunto é comprado junto com guias, tensionador, engrenagens. Seu custo é de 80 a 220 dólares, dependendo do fabricante.
Bomba de óleo
Na maioria dos casos, a operacionalidade da bomba de óleo é normal. Ela própria não tem regulação, mas continua a fornecer a pressão correta. Se, por algum motivo, o orifício de entrada de óleo estiver entupido, há uma queda na pressão do óleo no sistema, os revestimentos giram. Vale a pena desmontar o elemento e limpar o canal. Com uma corrente da bomba de óleo gasta, é verificada a integridade dos elementos internos.
Pistões
Após a modernização do motor em 2013, os engenheiros alemães fizeram alterações nos pistões. Primeiro de tudo, eles aumentaram o tamanho das saias na borda inferior, após o que receberam uma forma trapezoidal pronunciada. Graças a isto, foi possível reduzir significativamente a vibração do pistão no momento em que este atinge o ponto superior e começa a passar para o ciclo de descida.
O resultado da atualização foi uma redução do ruído do motor, uma vez que o ruído caraterístico no momento da mudança de velocidade desapareceu. Ao mesmo tempo, as versões antigas do motor, sob a condição de manutenção adequada, podiam percorrer até 400 mil quilómetros. Ao mesmo tempo, as saias estreitas nos pistões não têm qualquer efeito negativo nos indicadores de desgaste.
Os pistões em si são intercambiáveis, mas se forem instalados no motor pré-estilizado, será necessário instalar adicionalmente injectores de óleo actualizados. Estes têm um comprimento de corpo ligeiramente mais curto.
Conclusões
Durante 2011-2017 em carros BMW, o motor N20 foi um dos mais comuns, para muitos modelos simplesmente não tinha alternativa. Com o tempo, os proprietários aprenderam a manter esse trem de força, e a atualização de 2013 permitiu eliminar parcialmente os problemas iniciais. Em média, a cada 100 mil quilômetros, vale a pena organizar uma grande revisão, trocar a corrente de distribuição e a bomba de óleo, substituir as juntas e vedações, limpar as válvulas na entrada da sujeira. Se o carro for operado principalmente em condições de autoestrada, a taxa de desgaste do seu motor será 1,5 vezes menor. Vale a pena tomar como regra mudar o óleo a cada 7 mil quilómetros. Deste modo, pode evitar-se um grande número de problemas.