Двигатели Toyota - Common Rail. Часть 3

Ремонт и обслуживание Двигатель
Следующими тойотовскими двигателями с Common Rail стали 1KD-FTV и 2KD-FTV, пришедшие на смену дизелю 1KZ-TE. Первый из этих двигателей известен по японским и европейским моделям Land Cruiser Prado (KDJ95, KDJ125) и HiLux Surf (KDN185, KDN215), второй - популярен на европейских Dyna, HiAce, HiLux.
Двигатель 1KZ-TE1KD-FTV2KD-FTV
Рабочий объем, см3298229822492
Мощность, л.с.130/3600166-170/3400102-120/3600
Крутящий момент, Нм331/2000410/1800-2600200-320/
1600-2400
Степень сжатия23,018,418,5
Диаметр цилиндра, мм969692
Ход поршня, мм10310393,8

Новый трехлитровый дизель очень заметно прибавил в характеристиках, вплотную приблизившись к бензиновым двигателям того же объема по мощности и значительно превосходя их по моменту. Однако надо сразу отметить, что по динамическим показателям машина с таким мотором по-прежнему им ощутимо уступает.

Нетрудно догадаться, что двигатели KD унаследовали ряд конструктивных особенностей от двигателя 1KZ, а по топливной системе очень похожи на 1CD-FTV. Так что постараемся останавливаться подробнее только на значимых отличиях двигателей KD.

1.1. Головка блока цилиндров. Как и 1CD-FTV, моторы KD получили по 4 клапана на цилиндр, два распредвала и неразделенные камеры сгорания (непосредственный впрыск топлива в цилиндр).

1.2. Поршень. Поршень нового двигателя содержит в себе камеру сгорания, канал охлаждения и вставку по верхнее кольцо (нирезистовую для 2KD и из спецсплава для 1KD).


1.3. Привод ГРМ. Сложный шестеренно-ременный привод ГРМ с балансирными валами сохранился от двигателя 1KZ, а дополнительно появившийся распредвал приводится обычной шестеренной передачей от своего "напарника". Заменять ремень рекомендуется каждые 150.000 км.

1 - шкив распредвала, 2 - шестерня балансирного вал №1, 3 - шестерня масляного насоса, 4 - шестерня коленчатого вала, 5 - шестерня балансирного вал №2, 6 - шестерня привод ТНВД, 7 - шестерня вакуумного насоса, 8 - промежуточная шестерня, 9 - ведущий шкив ГРМ, 10 - гидронатяжитель, 11 - ремень привода ГРМ.

1.4. Впуск и выпуск. Система впуска представляет собой весьма сложную комбинацию различных механизмов, которая сделала бы честь любому бензиновому двигателю.

1 - воздушный фильтр, 2 - расходомер воздуха, 3 - промежуточный охладитель (интеркулер), 4 - клапан EGR, 5 - привод дроссельной заслонки, 6 - охладитель EGR, 7 - впускной коллектор, 8 - турбокомпрессор, 9 - резонатор.

Все 1KD оснащены воздухо-воздушным интеркулером (промежуточным охладителем), а вот большинство вариантов 2KD этого устройства лишены.

Во впускном тракте установлена дроссельная заслонка с электронным управлением, которая при работе двигателя служит для регулирования перепуска отработавших газов, а в момент глушения мотора закрывается, снижая уровень шума и вибраций.

Впускной коллектор 1KD оборудован механизмом изменения геометрии - заслонки с пневмоприводом, по принципу действия полностью сходные с бензиновыми двигателями LeanBurn. На низких оборотах один из впускных каналов перекрывается, в результате поток формирует вихрь на входе в цилиндр.

1 - пневмопривод, 2 - заслонки клапана SCV, 3 - перепускной канал. 1 - впускной клапан, 2 - заслонка клапана SCV, 3 - впускной коллектор, 4 - пневмопривод, 5 - вакуумный насос, 6 - электропневмоклапан.

1.5. Турбокомпрессор. На двигателе 1KD используется тот же принцип изменения геометрии турбины, что и на 1CD-FTV, однако вместо пневмопривода здесь установлен электродвигатель, а обратная связь осуществляется при помощи датчика положения направляющих лопаток.

1 - колесо турбины, 2 - электродвигатель, 3 - датчик положения лопаток, 4 - шестеренный механизм привода, 5 - тяга электропривода, 6 - ограничитель, 7 - тяга, 8 - направляющие лопатки.

Двигатель 2KD имеет классическую турбину постоянной геометрии с обычным механизмом перепуска газов (waste gate).

1 - вязкостный нагреватель, 2,7 - промежуточный шкив, 3 - насос ОЖ, 4 - коленвал, 5 - натяжитель, 6 - генератор, 8 - кондиционер.

1.6. Привод навесных агрегатов. В стремлении сделать привод всего навесного оборудования одним общим ремнем, тойотовские инженеры не побили рекорд Chrysler и VW по числу шкивов, но сделали схему максимально сложной и перегружающей ремень. К тому же, заклинивание любого из шкивов автоматически означает полную неподвижность машины из-за остановки насоса охлаждающей жидкости.
На свежих тойотовских дизелях появилось довольно интересное устройство - дополнительный вязкостный нагреватель.
1 - двигатель, 2 - опора, 3 - ЭБУ двигателя, 4 - электропневмоклапан.

1.7. Опоры двигателя. Тойотовцы решили перенять традиции установки регулируемых опор у других японских производителей. Трудно сказать, действительно ли имело смысл строить еще одну вакуумную систему с электронным управлением и насколько она эффективна, но по крайней мере предполагалось получить двойной эффект - с одной стороны минимизировать вибрации на холостом ходу, с другой - повышать "жесткость" установки силового агрегата при активной езде.

2.1. Топливная система. На двигателях KD используется схема Common Rail, во многом аналогичная используемой на 1CD-FTV. Максимальное давление топлива здесь еще больше - до 1600 атмосфер.

2.2. ТНВД. Топливный насос Common Rail серии KD несколько отличается от ТНВД двигателя 1CD-FTV.

1 - трубка возврата топлива, 2 - к топливной рампе, 3 - от топливного фильтра, 4 - датчик температуры топлива, 5 - клапан SCV (э/м перепускной клапан).
1 - плунжер, 2 - нагнетательный клапан,
3 - кулачок, 4 - подкачивающий насос.
Здесь насос также двух-плунжерный, но уже однокамерный, а привод осуществляется более традиционным способом - при помощи центрального вращающегося кулачка.
1 - клапан SCV, 2 - плунжер, 3 - кулачок,
4 - к рампе.
На такте всасывания топливо поступает в напорную камеру через клапан SCV и открывающийся впускной обратный клапан, на такте нагнетания плунжер создает давление в напорной камере, впускной обратный клапан закрывается, выпускной - открывается, и топливо поступает в рампу. Второй плунжер работает аналогичным образом, но в противофазе с первым.
Объем поступающего к плунжеру топлива регулируется при помощи SCV, благодаря чему блоку управления удается поддерживать требуемое давление в топливной рампе.



2.2. Форсунки. Форсунки двигателей KD аналогичны по конструкции и принципу действия форсункам 1CD-FTV. Стоит заметить, что даже такая процедура, как их замена, на двигателях Common Rail усложнилась значительно - каждая форсунка имеет свою точно выверенную подачу, указанную в маркировке как корректирующий код, поэтому после их установки требуется обязательно перепрограммировать ЭБУ двигателя.

1 - электромагнитный клапан, 2 - управляющая камера, 3 - плунжер, 4 - игла.

2.3. Система управления. Серия KD внесла разнообразие и в диагностические коды тойотовских двигателей:
49 (P0087) - Слишком низкое давление топлива в рампе
78 (P0088) - Слишком высокое давление топлива в рампе
78 (P0093) - Утечка в топливной магистрали высокого давления
49 (P0190,2,3) - Датчик давления в рампе
97 (P0200) - Цепь форсунок
78 (P0627) - Цепь управления топливным насосом
78 (P1229) - Топливная система
89 (P1601) - Корректирующий код форсунок (ПЗУ)

Расположение компонентов. 1 - форсунка, 2 - расходомер воздуха, 3 - свеча накаливания, 4 - привод управления геометрией турбины, 5 - датчик давления, 6 - датчик положения педали акселератора, 7 - датчик давления на впуске, 8 - клапан EGR, 9 - шаговый двигатель, 10 - ЭБУ двигателя, 11 - блок управления геометрией турбины, 12 - клапан SCV, 13 - регулятор давления, 14 - усилитель форсунок, 15 - датчик температуры охлаждающей жидкости, 16 - датчик температуры воздуха на впуске, 17 - датчик положения распределительного вала , 18 - датчик температуры топлива, 19 - датчик давления в рампе, 20 - датчик положения коленчатого вала.
<< Часть 2