Motor Twin Spark Alfa Romeo

Motor Alfa Romeo, který budeme rozebírat, patří do rodiny motorů Twin Spark. Twin Spark znamená v překladu „dvojitá jiskra“. Tyto benzinové motory mají ve skutečnosti dvě dvojité zapalovací svíčky pro každý válec. Obecně lze říci, že konstruktéři Alfy Romeo vytvořili závodní motor se dvěma zapalovacími svíčkami na válec již v roce 1914.

K podobnému řešení se u motorů pro motorsport vrátili v 60. letech a v roce 1986 představili sériové motory s dvojnásobným počtem svíček. Z důvodu přizpůsobení svých motorů přísnějším ekologickým předpisům. Z čistě technického hlediska umožňují dvě zapalovací svíčky, které zajišťují dvě postupné nebo současné jiskry, úspěšný provoz benzinového motoru s poměrně chudou směsí. Dvě zapalovací svíčky také zvyšují rychlost spalování směsi paliva a vzduchu, což znamená, že je možné snížit úhel předstihu zážehu, což přináší určitý nárůst výkonu.

Všechny sériově vyráběné italské motory s technologií Twin Spark byly čtyřválcové motory se zdvihovým objemem od 1,4 do 2,0 litru. První z nich měly jeden vačkový hřídel a dva ventily na válec. Pozdější byly šestnáctiventilové. Byly mezi nimi motory s litinovými bloky a řetězem poháněným časováním.

Rozebereme jednu z posledních verzí motoru Twin Spark, dvoulitrový motor (AR32310) vymontovaný z vozu Alfa Romeo 156 z roku 2001.

Motory Alfa Romeo Twin Spark první generace

V roce 1986 debutoval první motor z nové řady Twin Spark v modelu Alfa Romeo 75. V roce 1986 se v něm objevily dva motory. Tento motor o objemu 2,0 litru byl na svou dobu skutečnou novinkou. Hlavním rysem byl systém zapalování se dvěma zapalovacími svíčkami na válec, který výrazně zlepšil úplnost spalování směsi paliva a vzduchu a umožnil provoz v úsporném režimu s chudou směsí. Motor měl následující klíčové technické vlastnosti:

1. Rozdělené vstřikování paliva – systém vstřikování byl na svou dobu pokročilý, zlepšoval výkon a hospodárnost.
2. Hliníkový blok válců s mokrými vložkami – tím se snížila hmotnost motoru a zvýšila jeho životnost.
3. Řetězový pohon časování – který oproti řemenovému pohonu zvýšil spolehlivost a životnost.
4. Hliníková hlava se dvěma vačkovými hřídeli (DOHC) – přestože měl motor pouze 8 ventilů, fungoval dobře.

Rozsah motoru Twin Spark první generace:

Výhody první generace:

• Účinnost spalování díky dvěma zapalovacím svíčkám na válec.
• Hospodárnost – schopnost pracovat s chudou směsí při sníženém zatížení.
• Spolehlivost díky časování poháněnému řetězem a robustní konstrukci.

Nevýhody:

• Pracovně náročná údržba: systém dvojitých svíček vyžadoval častější výměnu a kalibraci.
• Osmiventilová konstrukce omezovala potenciál při vysokých otáčkách.

Druhá generace motorů Alfa Romeo Twin Spark

V roce 1996, s uvedením modelu Alfa Romeo 155, vstoupila na trh druhá generace motorů Twin Spark. Tyto motory měly výrazně přepracovanou konstrukci:

1. blok válců z litiny – poskytoval větší pevnost a spolehlivost ve srovnání s hliníkovým blokem první generace.
2. Rozvody poháněné řemenem – byly jednodušší na servis, ale vyžadovaly pravidelnou výměnu.
3. Šestnáctiventilová hlava bloku – zlepšila dynamické vlastnosti motoru, zejména při vysokých otáčkách.
4. Variabilní časování ventilů (VVT) – na sání, které zlepšilo výkon motoru při nízkých a vysokých otáčkách.
5. Systém variabilní geometrie sacího potrubí (VLIM) – použit u verzí 1,8 a 2,0 l, který zlepšil dynamiku motoru v různých otáčkách.

Řada motorů Twin Spark druhé generace:

Výhody druhé generace:

• Výkonnější 16ventilové verze – vyšší výkon motoru, zejména při vysokých otáčkách.
• Systém úpravy geometrie sání a plynového regulátoru – zajistil lepší dynamiku při všech provozních režimech.
• Spolehlivost: Přes řemenový pohon zůstal motor jedním z nejspolehlivějších ve své třídě.

Nevýhody:

• Častá výměna rozvodového řemene: Řemenový pohon vyžadoval pravidelnou údržbu, která mohla být nákladná.
• Složitý systém zapalování: systém dvou zapalovacích svíček (jedna velká a jedna malá) vyžadoval výměnu sad svíček, což zvyšovalo náklady na údržbu.

Motor Alfa Romeo nenastartuje

Rozmarný motor Alfa Romeo může nenastartovat z několika důvodů: v důsledku poruchy snímače polohy klikového hřídele, snímače teploty chladicí kapaliny nebo poruchy antény imobilizéru. Nejjednodušší je diagnostikovat poruchu snímače polohy klikového hřídele: Kontrolka motoru se rozsvítí a motor nenastartuje pouze za tepla.

Při jízdě na neutrál se vznášejí otáčky

Pokud začnou otáčky motoru Twin Spark při jízdě na volnoběh na neutrál plavat, je nutné zkontrolovat ventil odvětrávání klikové skříně. Je umístěn na zadní straně škrtící klapky. Ve ventilu je oslabená nebo ucpaná pružina. Z tohoto důvodu je narušena regulace vypouštění plynů z klikové skříně. Ventil lze zakoupit a vyměnit celý. Funguje však i takový krok, jako je vyčištění a odklopení pružiny. Je pravda, že taková oprava pomůže na půl roku až rok, pak začnou otáčky ze stejného důvodu opět plavat.

Pokud motor 2.0 Twin Spark drží zvýšené volnoběžné otáčky, pak může být příčinou porucha snímače hmotnostní spotřeby paliva (DMRV) nebo snímače teploty nemrznoucí směsi. Pokud je vadný také průtokoměr, může motor za studena špatně táhnout nebo při silném sešlápnutí plynového pedálu vydávat praskavé zvuky.

Sací potrubí

Motory 1,8 a 2,0 l Twin Spark používají sací potrubí s proměnnou délkou. To platí pro pozdější verze motorů, které se vyznačují plastovými ventilovými kryty.

Až do středních otáček (do 2800 min-1) proudí vzduch krátkými kanály sběrného potrubí. Při středních otáčkách (2800 až 5200 min-1) je vzduch veden dlouhými kanály, což usnadňuje plnění válců díky rezonanci a zrychlení proudění. Při otáčkách nad 5200 min-1 se vzduch přepíná zpět do krátkých kanálů, aby se zajistil minimální odpor proudění a snížilo se řídnutí na vstupu.

Klapky geometrie sacího potrubí jsou řízeny podtlakovým systémem prostřednictvím elektronických povelů. Systém je obecně spolehlivý, ale vyskytují se případy zasekávání táhel nebo úniků podtlaku.

Zážehové svíčky

Šestnáctiventilové motory Twin Spark jsou vybaveny 14mm a 10mm zapalovacími svíčkami. Svíčky o průměru 14 mm jsou umístěny uprostřed kopule spalovacího prostoru. Svíčky o průměru 10 mm jsou umístěny na boku spalovací komory. Při vývoji systému „dvojité jiskry“ Italům pomáhali Japonci ze společnosti NGK. Systém dvojité jiskry nezpůsobuje žádné zvláštní problémy a poruchy. Kromě toho, že musíte koupit dvakrát více svíček.

Zapalovací cívky

Do roku 2000 se u šestnáctiventilových motorů Twin Spark používaly čtyři vedle sebe umístěné zapalovací cívky. To znamená, že jedna zapalovací cívka dodávala „pracovní“ jiskru jedné svíčce v jednom válci na konci kompresního zdvihu a „volnoběžnou“ jiskru jedné svíčce v druhém válci na konci výfukového zdvihu. Zajímavé je, že při tomto schématu běžel motor relativně dobře i při poruše jedné z cívek. Toto schéma však zvyšuje zatížení cívek: musí poskytnout jiskru každých 360° otáčky klikového hřídele.

Od roku 2000 dostal každý válec samostatné zapalovací cívky. Jedna cívka dávala jiskru oběma svíčkám jednoho z válců. V tomto režimu provozu dávají cívky jiskru každých 720° otáčky klikového hřídele (nezapomeňte, že všechny 4 pracovní cykly motoru se uskuteční za 2 otáčky klikového hřídele) a je možné řídit úhel předstihu.

Rozvodový řemen

Rozvodový řemen by se měl kontrolovat každých 60 000 km a vyměňovat v intervalu 115 000 km nebo jednou za 5 let. Odborníci doporučují interval výměny rozvodového řemene zkrátit na polovinu, protože jej považují za příliš choulostivý.

U motorů Twin Spark nejsou nikde v rozvodovém mechanismu žádné značky. Pro správné seřízení hřídelí je nutné použít speciální držáky hřídelí.

Vyvažovací hřídele

Vyvažovací hřídele používají pouze dvoulitrové verze motoru Alfa Romeo Twin Spark. Jsou poháněny samostatným ozubeným řemenem (60620443). Vyvažovací řemen se musí rovněž měnit v intervalu 115 000 km. Jeho přetržení ve skutečnosti motor neohrožuje. Mnoho dvoulitrových motorů Twin Spark je poháněno vůbec bez rozvodového řemene. Pokud se však přetrhne, může se dostat pod rozvodový řemen a pak dojde k „velkému“ poškození motoru.

Hlavová skříň

Šestnáctiventilové motory Twin Spark mají stejné hlavy válců, ale jsou zde rozdíly na vačkových hřídelích – na profilu vaček. U starších motorů 1,8 a 2,0 litru jsou vačkové hřídele stejné. Ventily jsou poháněny hydrokompenzátory umístěnými v kuželových hrncích. Jedná se o standardní schéma pro motor určený pro vysoké otáčky, protože ve ventilovém rozvodu nejsou žádné další hmoty – vahadla.

Kde však nejsou vahadla, nejsou ani válce. Proto je tření mezi vačkami a pohárky značné. Hydrokompenzátory vyčnívají vysoko z jamek, takže mají tendenci se zasekávat v důsledku bočního zatížení. Opotřebovaný hydrokompenzátor vydává zřetelný, rytmický zvuk. Měl by se okamžitě vyměnit, protože příslušná vačka vačkového hřídele se začne opotřebovávat a třískat. Obecně platí, že vačkové hřídele pro motory Twin Spark jsou trvale žádané.

Motory Twin Spark často zklamává kvalita zpracování: vodítka ventilů a samotné vačkové hřídele nejsou příliš zdařilé a odolné.

Fázový měnič

Fázový měnič je namontován na sací vačkový hřídel všech motorů Twin Spark od roku 1998. Hydromechanická spojka je konstrukčně podobná spojce u motorů Volvo (o které jsme již psali). Řemenice sacího vačkového hřídele je posunována pístem, který otáčí skříní spojky na šikmých drážkách.

Spojka rozvodového mechanismu je krátkodobá. Vyžaduje výměnu v pravidelných intervalech 100 000-150 000 km ujetých kilometrů z důvodu opotřebení drážek hřídele a ozubených kol. Nefunkční spojka vydává za chodu motoru chrastivý zvuk. Nejhorší však je, že přes její těsnění uniká olej, který by měl jít do hlavy válců.

V důsledku toho se vačkové hřídele opotřebovávají kvůli nízkému tlaku oleje. Špatně opotřebovaný fázový měnič se zeslabenou pružinou může způsobit přeskočení rozvodového řemene.

Elektromagnetický ventil fázového posunovače je poměrně pružný, ale často z něj uniká olej.

Mastové čerpadlo

Olejové čerpadlo motoru Twin Spark selhává v důsledku sebemenšího znečištění. Snížený tlak oleje ovlivňuje životnost vačkových hřídelí a jejich obložení klikového hřídele.

Písty

Motor 2.0 Twin Spark podle normy Euro 3 se od stejného motoru podle normy Euro 2 liší písty. Pozdější a ekologičtější verze má samozřejmě lehčí písty a tenčí pístní kroužky. Výška takového pístu je pouze 51,3 mm. Pro srovnání, motor Euro 2.0 Twin Spark má píst vysoký 56,0 mm. Existují však ještě barvitější hodnoty: motor 1.8 Twin Spark podle normy Euro 2, resp. 3 má výšku pístu 60,15, resp. 50,45 mm.

U motoru 2.0 Twin Spark lze nasadit staré písty za podmínky instalace staronového těsnění hlavy válců: jeho výška (tloušťka) je 1,85 mm oproti 0,38 mm u motoru pro Euro-3.

Nešťastná geometrie pístní skupiny a klikové skříně motoru 2.0 Twin Spark

Motor 2.0 Twin Spark je odvozen od motoru 1,8 l zvětšením průměru pístu o pouhý 1 mm (z 82 na 83 mm) a výrazným zvětšením zdvihu pístu z 82,7 na 91 mm. Délka ojnic je stejná (145 mm). A tak se stalo, že geometrie motoru 2.0 Twin Spark byla nakonec pro benzinový motor velmi nevhodná. Existuje totiž tak důležitý parametr jako RS – poměr délky ojnice a zdvihu pístu (průměru kliky). Jestliže tedy u motoru o objemu 1,8 litru je tento poměr roven klasické hodnotě 1,75, pak u dvoulitrového motoru je to 1,59. To je charakteristika ani ne osobního automobilu, ale vznětového traktoru.

Z toho vyplývá spousta technických problémů. Změnil se zdvih pístů, ojnice zůstaly staré – takže ojnice více „houpají“ „tabletové“ (tj. s malou výškou) písty ze strany na stranu. A také při nízkém parametru RS dochází k velmi prudkým zrychlením pístu, což silně zatěžuje celý klikový mechanismus. Při vysokých otáčkách takový motor zažívá obrovské namáhání z náhlé změny zrychlení, které doslova bouchá a bije jeho klikový hřídel.

Pravděpodobně z důvodu zmírnění takovýchto bočních zatížení byli italští konstruktéři nuceni použít u motoru Twin Spark 2,0 l vyvažovací hřídele. Koneckonců hřídele dokáží nejen vyrovnávat hmotnosti, ale mají také slušnou setrvačnost, čímž změkčují práci motoru při prudkém sešlápnutí a uvolnění plynového pedálu.

Spalování oleje

Všechny dvoulitrové motory Twin Spark mají značný apetit po oleji. Podle továrních údajů je přípustná spotřeba oleje až 1 litr na 1000 km. Tato hodnota však pokrývá pouze zvláštnosti tohoto motoru.

Spotřeba oleje je vyvolána opotřebením válců a pístních kroužků, zanesením olejových kroužků. U motorů Twin Spark jsou olejové kroužky krabicového typu s malými otvory pro odvod oleje. Pokud dojde k jejich ucpání, apetit po oleji je velmi velký.

A u motorů Twin Spark podle normy Euro 3 je výška olejových kroužků snížena ze 3 na 2 mm.

Jedním slovem, týdenní kontrola hladiny oleje je u těchto motorů nutností.

Celkový součet

Právě motor Alfa Romeo 2.0 Twin Spark má nejkratší životnost – to vše kvůli velmi nepovedené geometrii klikové skupiny, kvůli které jde na generální opravu sotva dosáhne 250 000 km.