Как работает дизельный двигатель тойота
Система впрыска топлива
Система впрыска топлива предназначена для впрыска точно измеренного количества топлива в нужное время. На основе сигналов датчика входа программное устройство электронного блока управления (ЕСМ) решает, когда включать и выключать каждую форсунку.
Система подачи топлива
Система подачи топлива предназначена для бесшумной подачи топлива в необходимом объеме под правильным давлением. Система подачи топлива также должна отвечать требованиям по выхлопным газам и безопасности. Основные компоненты:
- Топливный насос.
- Топливный насос электронного управляющего блока.
- Регулятор давления.
- Схема управления давлением топлива.
- Топливные трубопроводы.
- Топливный бак.
- Топливный фильтр.
- Гаситель пульсации.
- Топливные форсунки.
- Инерционный переключатель.
Обратная система подачи топлива
Когда блок ЕСМ приводит в действие топливный насос, топливо под давлением выходит из бака, проходит через топливный фильтр к направляющей-распределителю для топлива и далее к регулятору давления. Регулятор давления поддерживает давление топлива в направляющей-распределителе на определенном уровне. Избыток топлива, не израсходованный двигателем, возвращается в бак по обратному топливному трубопроводу. Гаситель пульсации, установленный на направляющей-распределителе, используется на многих двигателях для гашения скачков давления в направляющей-распределителе. Форсунки, включаемые электронным блоком управления, подают топливо во всасывающий коллектор. Когда блок ЕСМ отключает топливный насос, обратный клапан в топливном насосе закрывается, поддерживая остаточное давление в топливной системе.
Невозвратная система подачи топлива
Когда блок ЕСМ приводит в действие топливный насос, топливо под давлением подается из насоса на регулятор давления. От регулятора давления излишек топлива направляется на дно топливного бака, топливо под давлением направляется из топливного бака через топливный фильтр, гаситель пульсации на направляющую-распределитель. Когда блок ЕСМ включает форсунки, топливо подается во всасывающий коллектор.
Давление топлива в системе поддерживается на постоянном уровне 44-50 фунтов на кв. дюйм (301-347 кПа), более высоком, чем давление в возвратной топливной системе. Программирующее устройство блока управления и более высокое давление позволяют не использовать вакуум-модулированный регулятор давления.
Невозвратная система подачи топлива была одобрена, так как она снижает испарительный выхлопы, поскольку нагретое топливо не возвращается в топливный бак. В возвратной системе подачи топлива нагретое двигателем топливо возвращается в топливный бак и содержит большее количество топливных паров.
Топливный насос
Топливный насос установлен в баке и погружен в топливо. Топливо охлаждает и смазывает насос. При прохождении тока через мотор якорь и насосное колесо вращаются. Насосное колесо направляет топливо в фильтр и выводит топливо под давлением через выпускное отверстие. Перекачивающая способность топливного насоса превышает потребности двигателя. Это значит, что насос всегда обеспечивает двигатель достаточным количеством топлива.
Выпускной обратный клапан, расположенный в выпускном отверстии, поддерживает остаточное давление топлива в топливной системе, когда двигатель выключен. Это улучшает пусковые характеристики и уменьшает паровую пробку. Без остаточного давления топлива в системе нужно было бы создавать давление каждый раз при запуске двигателя, а это увеличивало бы время запуска (проворачивания коленвала). Когда выключается горячий двигатель, температура топлива в трубопроводе вокруг двигателя возрастает. Удержание системы под давлением повышает точку кипения топлива и предотвращает испарение топлива.
Перепускной клапан давления открывается, если давление в топливной системе повышается. Это защитное устройство для предотвращения разрыва и повреждения насоса топливным трубопроводом.
Во многих моделях топливный насос является частью устройства топливного насоса. Это устройство содержит фильтры, устройство давления (только топливной системы), датчик
и топливный насос. Многие из компонентов можно приобретать отдельно.
Струйный насос
Струйный насос – это дополнительный насос, который используется, когда дно топливного бака разделено на две камеры. Избыток топлива, проходящий через обратный топливный трубопровод, попадает в трубку Вентури. Это создает участок низкого давления вокруг трубки Вентури, при этом топливо забирается из камеры В и направляется в камеру А.
Регуляторы топливного насоса
За многие годы было использовано множество различных регуляторов и схем управления топливным насосом. Основные методы:
- Контроль включения/выключения с помощью электронного блока управления
- Контроль включения/выключения с помощью выключателя топливного насоса
- Двухскоростной регулятор включения/выключения с резистором
- Двухскоростной регулятор включения/выключения с электронным блоком управления топливного насоса
- Трехскоростной регулятор включения/выключения с электронным блоком управления топливного насоса
Самый надежный способ определения типа схемы управления топливным насосом – найти схему в соответствующем руководстве EVVD.
Ниже описаны основные методы управления топливным насосом. Необходимо помнить, что топливный насос работает только во время запуска или работы двигателя.
Контроль включения/выключения с помощью электронного блока управления
Ниже объясняется, как активируется цепь топливного насоса.
Запуск двигателя
Когда двигатель запускается, ток идет от гнезда IG замка зажигания на катушку L1 главного реле системы EFI, включая реле. Одновременно ток идет от гнезда ST замка зажигания на катушку L3 реле открытия цепи, включая ее и приводя в действие насос. Теперь топливный насос подает топливо в систему впрыска топлива.
Примечание: Реле открытия цепи в данном примере подключено со стороны заземления.
Остановленный двигатель
Когда двигатель останавливается, подача сигнала NE в блок управления прекращается. Это отключает транзистор и, таким образом, прерывает токопрохождение на катушку L 2 реле открытия цепи. В результате реле открытия цепи открывается, отключая топливный насос.
Примечание: Резистор R и конденсатор С в реле открытия цепи предназначены для предотвращения открывания контактов реле во время прохождения тока в катушке L2 из-за электрических шумов (топливные насосы с блоком ЕСМ) или резкого снижения объема всасываемого воздуха (топливные насосы с переключателем топливного насоса). Они также служат для предотвращения скопления искр на контактах реле. В некоторых моделях катушка L3 в реле открытия цепи не предусмотрена.
Контроль включения/выключения с помощью выключателя топливного насоса
Переключатель топливного насоса используется в старых транспортных средствах с крыльчатым расходомером воздуха. Когда двигатель работает, воздух передвигает крыльчатку, закрывая переключатель топливного насоса. Ниже объясняется принцип работы цепи.
Когда двигатель запускается, ток идет от гнезда IG замка зажигания на катушку L1 главного реле системы EFI, включая реле. Одновременно ток идет от гнезда ST замка зажигания на катушку L3 реле открытия цепи, включая ее и приводя в действие насос. После запуска двигателя цилиндры начинают забирать воздух, при этом открывается измерительная пластинка внутри расходомера воздуха. Это включает выключатель топливного насоса, подсоединенный к измерительной пластинке, и ток проходит на катушку L2 реле открытия цепи.
Работа двигателя
После запуска двигателя и переключения зажигания с сигнала ST назад на сигнал IG прохождение тока на катушку L3 реле размыкания цепи прекращается. Однако, ток продолжает поступать на катушку L2 во время работы двигателя, поскольку включается переключатель топливного насоса внутри расходомера воздуха. В результате реле размыкания цепи остается в рабочем положении, обеспечивая бесперебойную работу топливного насоса.
Остановка двигателя
Когда двигатель останавливается, измерительная пластина полностью закрывается, и переключатель топливного насоса отключается. Это останавливает прохождение тока на катушку L2 реле размыкания цепи. В результате реле размыкания цепи остается в нерабочем положении, и топливный насос прекращает работу.
Двухскоростное управление топливным насосом
Двигатели с большим рабочим объемом требуют большего объема топлива во время запуска и работе при больших нагрузках, чем двигатели с небольшим рабочим объемом. Для удовлетворения этой потребности используются топливные насосы высоко мощности, однако они производят больше шума и потребляют больше энергии. Для преодоления этих недостатков и увеличения срока службы насоса используется двухскоростной регулятор топливного насоса.
Двухскоростной регулятор включения/выключения с резистором
В этом устройстве используется реле с двойным контактом и добавочный ограничительный резистор.
Двухскоростной регулятор включение/выключения с блоком ECU топливного насоса
Данный тип схож с другими системами но использует блок ECU топливного насоса. Однако, в этой системе регулятор включения и выключения и регулятор скорости топливного насоса контролируются блоком ECU топливного насоса на основании сигналов блока ECM. Кроме того, блок ECU топливного насоса оснащен функцией диагностики системы топливного насоса. При обнаружении неполадок клемма D1 посылает сигналы на блок ЕСМ.
Высокая скорость
Во время запуска или работы при большой нагрузке блок ECM посылает сигнал HI (около 5 вольт) на клемму FPC блока ECU топливного насоса. Затем блок ECU топливного насоса подает полную мощность аккумулятора на топливный насос.
Низкая скорость
После запуска двигателя во время работы на холостых оборотах или при малых нагрузках блок ЕСМ посылает низкий сигнал (около 2,.5 вольт) на блок ECU топливного насоса. Затем блок ECU топливного насоса подает меньшее напряжение (около 9 вольт) аккумулятора на топливный насос.
Трехскоростной регулятор топливного насоса
В данной системе топливный насос контролируется в три этапа (высокая скорость, средняя скорость и низкая скорость).
Высокая скорость
Когда двигатель работает при больших нагрузках на высоких оборотах или запускается, блок ЕСМ посылает сигнал 5 вольт на блок ECU топливного насоса. Затем блок ECU насоса подает на топливный насос мощность, заставляя топливный насос работать на высокой скорости.
Средняя скорость
При высоких нагрузках на низкой скорости блок ЕСМ посылает на регулятор топливного насоса сигнал в 2,5 вольт. Блок ECU подает на топливный насос примерно 10 вольт. Это считается средней скоростью.
Низкая скорость
На холостых оборотах или при малых нагрузках блок ECМ посылает на блок ECU топливного насоса сигнал в 1,3 вольт. Блок ECU подает на топливный насос 8,.5 вольт, предотвращая излишний шум и снижая расход мощности.
Инерционный переключатель
Инерционный переключатель топливного насоса отключает топливный насос, когда автомобиль попадает в аварию, сводя к минимуму утечку топлива.
Работа
Инерционный переключатель состоит из шара, тяги с пружиной, точки контакта и переключателя сброса. Если сила столкновения превышает установленную величину, шар приходит в движение, тяга с пружиной падает, открывая точку контакта. Это размыкает цепь между блоком ЕСМ и блоком ECU топливного насоса, и топливный насос отключается. Если инерционный переключатель топливного насоса отключен, его можно переустановить, нажимая на переключатель сброса не менее 1 секунды.
Регуляторы давления
Регулятор давления должен непрерывно и точно поддерживать правильный уровень давления топлива. Это важно, поскольку блок ЕСМ не измеряет давление в топливной системе. Он предполагает, что давление верно. Существует два основных типа регуляторов давления.
Модулированные регуляторы давления
В возвратной системе подачи топлива используется регулятор давления, расположенный между топливной направляющей и возвратным трубопроводом топливного бака. Существует два типа регуляторов давления. Один тип модулирован вакуумом, другой – атмосферным давлением.
Вакуум-модулированный регулятор давления
Для обеспечения точного измерения топлива вакуум-модулированный регулятор давления поддерживает постоянную разницу в давлении в топливной форсунке. Это означает, что давление в топливной направляющей всегда поддерживается на постоянном уровне выше абсолютного давления в коллекторе.
Низкое давление во всасывающем коллекторе (например, на холостых оборотах) оттягивает мембрану, снижая давление пружины. При этом больший объем топлива возвращается в топливный бак, и давление в топливной направляющей снижается. Открытие дросселя повышает давление в коллекторе. При меньшем вакууме давление пружины мембраны повышается, ограничивая отток в топливный бак. Это повышает давление в топливной направляющей.
Невозвратная система подачи топлива с регулятором постоянного давления
В невозвратной системе подачи топлива используется регулятор постоянного давления, расположенный в топливном баке над топливным насосом. Этот тип регулятора поддерживает постоянное давление топлива вне зависимости от давление во всасывающем коллекторе. Топливное давление определяется пружиной, установленной внутри регулятора. Топливо из топливного насоса преодолевает давление пружины, и некоторое количество топлива перепускается в топливный бак. Давление тполива не регулируется.
Высокотемпературный регулятор топливного давления
Некоторые двигатели оснащены высокотемпературным регулятором давления топлива для предотвращения паровой пробки, облегчения запуска и улучшения дорожных качеств автомобиля. Трехсторонний клапан VSV подсоединен к вакуумной линии регулятора топливного давления. При нормальных условиях клапан VSV отключен, и вакуум двигателя управляет регулятором давления. Если двигатель запускается при температуре охладителя 85ºС (185ºF) или выше, и температура всасываемого воздуха выше определенного уровня, блок ЕСМ включает клапан VSV. Вакуум двигателя закрывается, и атмосферное давление воздействует на мембрану регулятора давления. Давление повышается, препятствуя образованию паровой пробки. После запуска двигателя клапан VSV может оставаться включенным примерно 120 секунд.
Компоненты системы подачи топлива. Топливный трубопровод и соединители
В современных автомобилях используются разнообразные материалы и соединители для топливных трубопроводов. Сталь и синтетические материалы применяются в зависимости от расположения и года выпуска модели. При обслуживании топливных трубопроводов необходимо соблюдать правильные процедуры.
Соединители бывают резьбовые и быстрого соединения.
Топливный бак предназначен для безопасного хранения топлива и паров топлива. В основном он содержит устройство топливного насоса и клапаны защиты от переворачивания.
Топливные фильтры
Обычно в системе подачи топлива используются два топливных фильтра. Первый фильтр – это фильтр топливного насоса, расположенный со стороны всасывания топливного насоса. Этот фильтр предотвращает повреждение топливного насоса загрязнениями. Второй фильтр, расположенный между насосом и топливной направляющей, удаляет пыль и загрязнения из топлива до его подачи в форсунки. Этот фильтр удаляет из топлива мельчайшие частицы, поскольку форсункам требуется абсолютно чистое топливо.
Фильтр может быть расположен в топливном баке и являться частью устройства топливного насоса или за пределами бака в топливном трубопроводе, идущем к топливной направляющей. Фильтр сконструирован таким образом, что не нуждается в техническом обслуживании и замене.
Засоренный топливный фильтр препятствует попаданию топлива в форсунки. Поэтому при высоких нагрузках двигатель может плохо запускаться, переполняться топливом или терять мощность. При полностью забитом фильтре двигатель не будет запускаться.
Демпфер пульсации
Быстрое открывание и закрывание топливных форсунок вызывает скачки давления в топливной направляющей. В результате количество впрыскиваемого топлива оказывается больше или меньше необходимого. Демпфер пульсаций, установленный на топливной направляющей, гасить эти перепады давления. Когда давление внезапно начинает подниматься, мембрана с пружиной слегка отодвигается назад, увеличивая объем топливной направляющей. Давление топлива моментально сбрасывается со слишком высокого уровня. Когда давление внезапно начинает падать, мембрана с пружиной расширяется, слегка сокращая рабочий объем топливной направляющей. Давление топлива моментально поднимается со слишком низкого уровня. Не всем двигателям требуется использование демпфера пульсации.
Винт, установленный в верхней части демпфера, облегчает проверку давления в топливной системе. Когда винт поднят, это означает, что топливная направляющая по давлением. В большинстве случаев проверка таким способом адекватна. Винт не полежит регулировке и используется для калибровки демпфера на заводе-изготовителе.
Процесс впрыска топлива
Топливная форсунка, включенная блоком ЕСМ, распыляет и направляет топливо во всасывающий коллектор.
Топливные форсунки
На каждом цилиндре во всасывающем коллекторе перед впускным клапаном(и) установлено по одной форсунке. Форсунки устанавливаются с изолятором/прокладкой на конце коллектора для защиты форсунки от нагрева и предотвращения попадания атмосферного давления в коллектор. Форсунка защищена трубопроводом подачи топлива. Уплотнительное кольцо между подающим трубопроводом и форсункой предотвращает утечку топлива.
Различным двигателям требуются различные форсунки. Форсунки в открытом виде предназначены для пропускания определенного количества топлива. Кроме того, количество отверстий в наконечнике форсунки изменяется в зависимости от типа двигателя и года выпуска модели. При замене форсунки необходимо использовать форсунку правильного типа.
Внутри форсунки расположен соленоид и игольчатый клапан. Цепь топливной форсунки подключена к заземлению. Для включения форсунки блок ЕСМ включает транзистор, замыкая контакт на заземление. Магнитное поле толкает игольчатый клапан вверх, преодолевая давление пружины, и топливо выходит из форсунки. Когда блок ЕСМ отключает цепь, давление пружины выталкивает игольчатый клапан на месте, прерывая поток топлива.
Странно, несмотря на то, что TOYOTA входит в тройку крупнейших мировых производителей автомобилей, ее продукция крайне различается по качеству между различными моделями двигателей. И если отдельные марки дизельных двигателей явно недоработаны, то другие могут считаться верхом надежности и совершенства. Такого разброса качества я не встречал, пожалуй, ни у одного другого японского автопроизводителя.
1N, 1NT - дизельный двигатель объемом 1,5 литра, предкамерный, с приводом распредвала и ТНВД ремнем. Устанавливается на самых маленьких микролитражках - Corsa, Corolla II, Tersel и так далее.
Конструктивных недоработок нет, кроме одного - маленький объем двигателя. К сожалению, этот недостаток является и основной бедой всех маленьких дизелей. Срок службы всех дизельных двигателей меньше 2,0 литра крайне низок. Ну не ходят такие дизеля долго, и все тут! Вся причина в очень быстром износе ЦПГ и резком падении компрессии. Хотя, если разобраться, и сами-то микролитражки тоже долго не ходят, сыпется все - подвеска, рулевое.
Прочитав вышеперечисленное, вы, наверное, схватитесь за голову и заявите:"Да нафиг мне такие машины!" Смею вас уверить, что наши Жигули (не говоря о других марках) сыпятся намного чаще. Все познается в сравнении. Поэтому не сильно то слушайте меня, когда буду хаять японскую технику. Это сравнение с качественными автомобилями, а не с наборами запчастей "Сделай сам", которые бегают у нас по улицам под марками "Жигули", "Волга", "Москвич".
1C, 2C, 2CT - дизельные двигателя объемом 1,8 и 2,0 литра соответственно, предкамерные с приводом ТНВД и распредвала ремнем.
Слабые стороны - головка, турбина, быстрый износ поршневой и клапанов. Как ни странно, но это в основном не конструктивная недоработка самого двигателя. Причина кроется в конструктивной непродуманности установки данных двигателей на автомобиль.
При упоминании двигателя 2CT большинство мотористов в один голос заявят:"Да у него головки постоянно в трещинах!" Действительно, перегретые в трещинах головки довольно частое явление у этих двигателей. Однако, причина не в некачественном изготовлении головок.
Лет пять назад мы спорили с моим хорошим знакомым, топ-менеджером Владивостокского TOYOTA-сервиса, о причине этого явления на двигателях 2CT и 2LT. В тот момент он утверждал, что причина кроется в некачественных охлаждающих жидкостях, применяемых у нас. Возможно, доля истины в его утверждениях была. Однако, это не объясняло того факта, что у многих контрактных двигателей 2CT и особенно 2LT, прибывших из Японии, присутствовали трещины головки блока. В этом случае, пришлось бы утверждать, что и их охлаждающие жидкости некачественны.
Причина многочисленных перегревов данных двигателей кроется значительно глубже, а с другой стороны лежит на самой поверхности. Нагрев, и даже перегрев двигателя, не являются причиной трещин в головке блока. Причиной появления трещин является резкий перепад температур в области головки блока и, как следствие, - большие внутренние напряжения, возникающие в этих местах. При наличии достаточного количества охлаждающей жидкости местных перегревов не происходит.
В данном случае, кроме того, что эти двигателя крайне теплонапряженны, у них присутствует один существенный недостаток, который и является основной причиной образования трещин. Расширительные бачки для охлаждающей жидкости в обеих случаях стоят ниже уровня головки блока. В результате, при нагреве двигателя охлаждающая жидкость, расширяясь, вымещается в расширительный бачок. При охлаждении она должна под действием разряжения возвратиться в систему охлаждения двигателя. Однако, если клапан на заливной пробке радиатора будет хоть незначительно негерметичен, вместо охлаждающей жидкости в систему охлаждения попадет не тосол, а воздух из атмосферы. В результате, пузырьки воздуха окажутся в головке блока, как раз в верхней ее части, которая наиболее теплонапряженна, что и приведет к местному перегреву и образованию трещин. Ну а дальше процесс лавинообразно нарастает. Внутренние напряжения вызывают коробление самой головки, в результате, прокладка не способна герметизировать уплотнения, и пузырение все больше и больше возрастает.
А дальше происходит следующее. Как правило, на этих двигателях установлены турбины с водяным охлаждением. Так как двигатель перегревается, а водяная магистраль заполнена воздухом, происходит перегрев и турбины. В результате, масло, которое работает в тяжелых температурных условиях, c одной стороны разжижается - масляный клин в сопряжениях уменьшается, с другой стороны, коксуется в масляных подводящих каналах и, как следствие, происходит еще большее масляное голодание турбины (да и не только ее). Турбина, как правило, после таких экстремальных условий долго не ходит.
А выход-то из этих нелепых ситуаций довольно прост. Достаточно установить расширительный бачок выше уровня головки блока и она не будет завоздушиваться, а значит, и значительно снизится вероятность отказов вследствии трещин в головке. В однотипном двигателе LD20T-II на Ниссан-Ларго именно так и сделано. Расширительный бачок в виде грелки установлен над двигателем и проблема трещин головки блока практически снята.
Один из моих клиентов пришел к точно такому же выводу. Когда в очередной, третий раз, у него лопнула головка на Таун-Эйсе, он сварил из железа расширительный бачок, установил его за пассажирским сиденьем, - и с того времени проблемы исчезли. Даже в жару, при движении в гору критического перегрева не происходит.
Второй типичный дефект двигателя 2C, 2CT - это исчезновение компрессии в отдельных цилиндрах - чаще всего это 3-ий и 4-ый цилиндры. Основная причина - это негерметичность воздушных трубопроводов от воздушного фильтра к турбине или воздушному коллектору. Пыль, попадающая в эти щели, образует вместе с маслом, проникающим из трубки отсоса картерных газов, отличную абразивную смесь, которая изнашивает как цилиндро-поршневую группу, так и тарелку впускного клапана. В результате, тепловые зазоры во впускных клапанах исчезают, а следовательно исчезает и компрессия в двигателе.
Еще одной причиной исчезновения компрессии является неисправность системы рециркуляции выпускных газов. Сажа с маслом также является хорошим абразивом. В некоторых случаях впускные коллектора покрыты слоем вязкой сажи толщиной свыше одного сантиметра.
Особенность двигателей 2C и 2CT - это гораздо меньший износ двигателей, устанавливаемых на легковые автомобили по сравнению с их аналогами на автобусах. Значительно меньшие нагрузки объясняют этот фактор.
В последние годы на эти двигателя стали устанавливать ТНВД с электронным управлением (2C-E, 2CT-E). Несмотря на то, что при переходе на электронное управление ТНВД наблюдаются явные преимущества: уменьшение расхода топлива, снижение токсичности, более равномерная и тихая работа двигателя, имеются и явно отрицательные стороны. К сожалению, надо признать, что в подавляющем большинстве сервисов нет ни оборудования, позволяющего диагностировать и регулировать в полном объеме подобные ТНВД; ни специалистов, которые могли бы проводить эти работы; ни запчастей к данным аппаратурам, так как DENSO не поставляет большинство позиций по этим ТНВД.
Единственное, что радует, в последнее время произошел некоторый прорыв в информационном обеспечении по данному вопросу. Возможно, эти ТНВД в ближайшее время станут также ремонтопригодны, как и обычные механические.
3C, 3C-E, 3CT-E - более современные дизельные двигателя из того же ряда, что и предыдущие, но объемом 2,2 литра. На настоящий момент явных отрицательных сторон не отмечено. поскольку объем больше - мощность также ощутимо выше, что в результате отражается на меньшей нагруженности самого двигателя, так как устанавливаются они на автомобили, сопоставимые по массе с более старыми моделями.
L, 2L - двигатели старого образца объемом 2,2 и 2,5 литра выпускались до 1988 года включительно. Распредвал передавал усилие на клапана через коромысла. Очень древний, и хотя до сих пор еще иногда встречается, рассматривать его не стану, так как найти сейчас такой двигатель в хорошем состоянии - большая редкость.
2L, 2LT, 3L нового образца - выпускаются с конца 1988 года. Объем двигателя 2,5 и 2,8 литра соответственно. 2LT - турбованный. Распредвал нажимает на клапана непосредственно через стаканы. Несмотря на то, что название этого двигателя перешло от предыдущего, между ними нет практически ничего общего.
Надежность этих двигателей очень сильно различается. Если нетурбованные двигателя 2L и 3L довольно надежны, особенно в простейшей комплектации для Хайса, то 2LT имеет те же недостатки, что и 2CT: турбина, перегрев головки.
2LT-E - выпускается с 1988 года, до этого выпускался 2LTH-E. Механическая часть практически таже, что и у 2LT, за исключением коленвала, блока и системы датчиков с ТНВД. Соответственно, теже недостатки, что и у 2LT(по механической части) и 2CT-E (электронная часть и ТНВД).
5L - двигатель относительно новый и пока не могу дать никаких рекомендаций.
1KZ-T - трехлитровый дизель. Привод ТНВД - шестеренчатый, распредвала - ремнем. Управление ТНВД - механическое. Явных дефектов нет, единственное - тяжело найти запчасти и они очень дорогие в сравнении с 2LT. Однако, если двигателя 2LT для Сурфа и Раннера явно недостаточно, то с этим двигателем их не узнать, приемистость на уровне легкового автомобиля.
1KZ-TE - тот-же двигатель, что и 1KZT, но электронное управление ТНВД. Найти топливную аппаратуру б/у в хорошем состоянии практически невозможно, также как и новую плунжерную пару и другие запчасти для ТНВД. А новая аппаратура уж больно дорого стоит.
1HZ - шестицилиндровый двигатель, нетурбованный, предкамерный, объем 4,2 литра. Двигатель устанавливается на Land Cruser 80 и 100, а также на автобусе Коэстер.
Это один из лучших дизелей, из тех, что я встречал. Его надежность, долговечность и экономичность просто удивляют.
Лет семь назад делал ТНВД на этот двигатель. Была изношена плунжерная пара, двигатель перестал заводиться. Дефект, при нашем качестве топлива, довольно распространенный, удивляться было нечему. Когда уже устанавливал аппаратуру, разговорились с водителем. Он рассказал, что работает на этом Land Cruser с момента его покупки, за это время ничего с двигателем не делал, только четыре раза поменял ремень газораспределения. Я сначала не понял:"А зачем ремни-то так часто меняете?" Он мне:"Так ведь положено через каждые 100 тысяч километров менять, сейчас на ней 420 тысяч." Вот здесь я и утух. В голове сразу пробежали неприятные мысли об отсутствии компрессии в двигателе, тем более, что машина эксплуатировалась в леспромхозе, где кроме Камазов да Кразов ничто и не ездит. "Толку-то, что я отремонтировал аппаратуру, если не будет компрессии - двигатель все равно не заведется. А при таком пробеге и такой эксплуатации ее наверняка не будет!" Однако вслух все это говорить не стал. Каково-же было мое удивление, когда одев ремень газораспределения, стал вращать коленчатый вал. Вращаешь его по ходу движения, а он назад возвращается - компрессия как у нового. Тогда дизельного компрессометра у меня еще не было и усилие вращения было основным критерием состояния двигателя. После прокачки ТНВД и трубок двигатель завелся с полоборота даже с неточно установленным зажиганием. В тот раз я посчитал это случайностью - может двигатель попался такой неубиваемый, может водитель за ним следил от души. Однако, когда подобное стало встречаться регулярно, понял, что пробег в 700-800 тысяч километров для этого двигателя - не предел.
Проблемы у этого двигателя возможны только по причине, если сознательно убивать его всякой дрянью. Например:
- загибание шатунов из-за того, что заехали глубоко в воду и она попала через воздухопроводы в камеру сгорания (гидроудар);
- при износе плунжерной пары и плохом запуске начинают использовать эфир (разваливаются поршня);
- заливают в бак бензин случайно или для улучшения запуска (прогорают поршня, клапана);
- перегрев двигателя вследствие отсутствия охлаждающей жидкости;
и так далее.
Неделю назад ко мне снова подъехал один из старых клиентов на Land Cruser. Плунжерная пара в очередной раз изношена. Компрессия в среднем по 30. Пробег более миллиона километров (сам наездил). В двигателе один раз заменил несколько поршней без расточки блока, и то по своей глупости: когда в первый раз износилась плунжерная пара, и машина перестала заводиться на горячую, долгое время заводил с помощью эфира. Естественно, несколько поршней потрескалось. Больше ничего в двигателе не делал. Работает в областном охотхозяйстве и, естественно, ездит в основном по тайге. Судя по состоянию, если ничего экстраординарного не произойдет, - отъездит еще 200-300 тысяч без капиталки. Заводить в -35 градусов как на новом, конечно, не получится, но поездить на нем можно будет еще долго.
Кроме надежности, у 1HZ очень даже неплохая экономичность. Таскать такую махину, как Land Cruser, и не выходить в большинстве случаев за рамки 12 литров на 100 километров - это не часто встретишь, тем более двигатель 4,2 литра. Даже Toyota Surf, с его 2LT (объем всего 2,5 литра) редко когда этим может похвастаться, а ведь его габариты и масса значительно меньше.
Насколько мне известно, конструктивных недостатков у этого двигателя нет, за исключением того, что в начале 90-годов у небольшой партии двигателей срезало шпонку на паразитной шестерне привода ТНВД. В остальном двигатель превосходный, несмотря на то, что в настоящее время считается технически устаревшим. Но если вы не гонитесь за техническими новинками, а предпочитаете по - настоящему надежную лошадку, которой сносу не будет - это ваш выбор. Одна заковыка - цена кусается, да и Лэндкраузеры часто угоняют.
Первый турбодизель Toyota с топливной аппаратурой Common Rail появился в 1999 году. Этот силовой агрегат носит индекс 1CD-FTV, а на автомобилях красуется обозначение D-4D. Топливную систему для него разработала компания Denso.
Двигатель 1CD-FTV устанавливали на автомобили Toyota до 2006 года, затем его сменили на другой 2-литровый дизель под индексом 1AD-FTV.
Дизельный двигатель 2.0 D-4D (1CD-FTV) получился действительно надежным, однако дорогостоящие неприятности при владении преподнесла топливная аппаратура Denso. Нельзя сказать, что она плохая. Просто сама Denso не предусмотрела технологий ремонта своей аппаратуры, долгие годы вообще не продавала запчасти к ТНВД и форсункам, а потому починить и даже проверить их очень долгое время было практически невозможно. А новые детали стоили очень дорого.
На нашем YouTube-канале вы можете посмотреть разборку двигателя Toyota 2.0 D-4D (1CD-FTV), снятого с Avensis с пробегом 190 000 км.
Особенности конструкции двигателя Toyota 2.0 D-4D (1CD-FTV)
Мощность двигателя 1CD-FTV составляет от 90 до 116 л.с. В его алюминиевую головку блока помещено 16 клапанов (по 4 на цилиндр), которые приводятся двумя распредвалами. Гидрокомпенсаторы в их приводе отсутствуют. Цилиндры расточены непосредственно в чугунном блоке.
Тепловые зазоры клапанов регулируются по мере необходимости. Для регулировки нужно менять шайбы, не снимая распредвала, что упрощает всю процедуру.
На двигателе установлен впускной коллектор с каналами одинаковой длины и с ресивером для уменьшения турбулентности воздушного потока, распределяющегося по цилиндрам.
Ремень в приводе ГРМ натягивается гидравлическим натяжителем. Ремнем ГРМ также приводится маслонасос, помпа и топливный насос.
Распредвал выпускных клапанов приводится во вращение при помощи ременного привода клапанного механизма, а распредвал впускных клапанов приводится во вращение зубчатой передачей от распредвала выпускных клапанов.
На юбку поршня нанесено полимерное покрытие для снижения трения.
Почему не заводится?
Обычно виновником того, что дизель Toyota 2.0 D-4D не заводится, являются форсунки и ТНВД, но об этом мы еще поговорим.
Проводка
Редкая неисправность дизеля Toyota 2.0 D-4D заключается в перетирании проводов к датчику давления во впускном коллекторе. При обрыве ошибка по датчику регистрируется даже на незаведенном моторе. Также есть случаи перетирания проводки к блоку управления двигателем – в этом случае на диагностике не видно показаний с датчиков.
Двигатель глохнет, дергается, вибрирует и дымит при прогреве
Если двигатель Toyota 2.0 D-4D (1CD-FTV) начинает дымить, плохо тянуть, вибрировать и даже глохнуть при прогреве, то скорее всего причиной проблем является клапан EGR, который как раз начинает работать по мере прогрева двигателя: когда антифриз прогреется до 60-80 градусов. Клапан и все трубки системы рециркуляции выхлопных газов можно чистить, хотя в большинстве случаев его просто глушат.
Турбина
На двигателе Toyota 2.0 D-4D (1CD-FTV) мощностью 110 л.с. установлен турбокомпрессор Garrett GTA17V с изменяемой геометрией. Турбина надежная и выходит из строя из-за больших пробегов и экономии на масляном сервисе. Признаки поломки – высокий расход масла, вялые отклики на газ и даже скрежет.
Геометрия турбины на двигателе Toyota 2.0 D-4D (1CD-FTV) управляется вакуумным актуатором. При заклинивании геометрии и сопутствующем передуве турбины регистрируются соответствующие ошибки. Турбину надо снимать, разбирать, чистить заклинившие лопатки и попутно дефектовать ее вал. Регулировка геометрии производится упорным винтом с контргайкой – если неправильно отрегулировать, то турбина не будет выдавать максимального давления наддува. В редких случаях неисправности по наддуву вызывает отказ электровакуумного клапана управления геометрией турбины или даже трещинки и протертости в шланге на сервопривод.
ТНВД Toyota 2.0 D-4D (1CD-FTV)
Самым проблемным узлом Тойотовского дизеля стала именно топливная система Denso.
На первом поколении двигателя 2.0 D-4D (1CD-FTV), который выпускался до начала 2003 года, применялся
двухкамерный Denso HP2, за нагнетание отвечают радиальные плунжеры.
Плунжерная пара ТНВД Denso служат несколько сотен тысяч километров, при использовании качественного топлива с ними буквально ничего не случается. Однако явный признак их износа – двигатель не заводится на горячую.
Форсунки
Форсунки от компании Denso на двигателе Toyota 2.0 D-4D (1CD-FTV) устанавливаются на медные шайбы и на два уплотнительных кольца – резиновое и пластиковое. При установке новых форсунок весь этот комплект нужно менять.
Если двигатель Toyota 2.0 D-4D (1CD-FTV) не заводится, то можно попробовать следующее: отключить датчик температуры топлива, расположенный прямо на ТНВД. Если двигатель заведется, то явно проблема с топливной системой, скорее всего, одна или несколько форсунок сильно сливают в обратку.
Много неприятностей форсунки доставили в середине до 2012 года – их нигде толком не ремонтировали, т.к. Denso не делилась ни запчастями, ни методами ремонта, а комплект новых обходился в очень большую сумму. Сегодня форсунки Denso стоят в разы дешевле, и неплохо ремонтируются, хотя их ремонтопригодность гораздо хуже, чем у Bosch.
На ранних двигателях 1CD-FTV с ТНВД HP2 (1999-2003 год) установлены четырехконтактные форсунки Denso. Они не нуждаются в прописке, так как коррекция впрыска топлива определяется встроенным кодирующим резистором. У поздних версий форсунок (c ТНВД HP3) по 2 контакта, на них нанесены QR-коды с корректировочными данными (величинами поправки), которые надо прописывать. При ремонте нужно генерировать эти коды.
Прогресс уже давно не стоит на месте: прежние тихоходные, но шумные дизельные моторы стали работать тише, а мощи, и, соответственно, динамики у них прибавилось. Причем, заметный прорыв в этом направлении случился тогда, когда на дизельные силовые установки начали устанавливать турбонаддув. Сегодня множество автомобилей, оснащенных дизельными двигателями, имеют в конструкции турбину. Однако не все владельцы машин с такими агрегатами знают, как правильно эксплуатировать турбодизельный двигатель так, чтобы он прослужил как можно дольше. Мы подготовили восемь простых советов, которые помогут нынешним или потенциальным владельцам машин с подобными агрегатами не допускать просчетов в эксплуатации турбины.
Совет №1. Держите уровень масла под контролем.
Всем двигателям вообще, а рассматриваемому нами турбированному дизельному мотору в частности, не рекомендуется масляное голодание. Ведь масло в таком агрегате играет особую роль, смазывая подшипники скольжения и качения турбокомпрессора. Когда уровень моторного масла падает, подшипники не получают нужного количества смазки, что приводит к их скорому износу и выходу из строя. Поэтому рекомендуем как можно чаще проверять уровень масла в картере двигателя и при обнаружении дефицита смазки, немедленно доливать нужно количество. Кроме того, необходимо выяснить причину, по которой в системе падает уровень масла (это может быть загрязнение либо не герметичность масляной системы, выход из строя масляного насоса и прочее) и незамедлительно ее устранить.
Совет №2. Используйте только качественное моторное масло.
Раз уж приобрели автомобиль с турбодизельным двигателем, не скупитесь на заправку его качественным и рекомендованным производителем моторным маслом. Тут как в известной поговорке: сэкономите на рыбке, получите плохую юшку. Выше мы уже указали, какую роль играет моторное масло для турбины, поэтому заливать в двигатель абы какое масло – значит, заранее обрекать турбокомпрессор силовой установки своей машины на медленную смерть. Важно помнить: масла, рекомендованные для турбированных агрегатов, отличны по составу от обычных масел ввиду того, что при работе в турбине они подвержены воздействию куда больших температур и нагрузок, чем в атмосферном моторе. Еще один немаловажный аспект: крайне не рекомендуется смешивать разные по коэффициенту вязкости масла, например, доливать в двигатель масло 5w-30, если там уже было залито 10w-40. Поэтому советуем: заливайте масло одного коэффициента вязкости и желательно одной и той же марки.
Совет №3. Следите за качеством дизельного топлива.
Совет №4. Избегайте перегазовок в момент запуска турбированного двигателя.
Следовать этому совету нужно, прежде всего, тем владельцам машин, у которых не установлена система запуска/остановки двигателя Start&Stop. Дело в том, что при запуске двигателя масляные каналы еще не заполнены моторным маслом, при нажатии на педаль акселератора вы даете нагрузку на турбину, которая вращается практически без масла, вследствие чего быстро изнашиваются ее узлы (бронзо-графитовые подшипники скольжения и качения), что в конечном итоге приводит к выходу из строя турбокомпрессора. Поэтому настоятельно рекомендуем подавать газ плавно, и некоторое время (в течение 5 минут максимум) после запуска дать двигателю поработать на холостых оборотах, а затем начать движение на низких оборотах, постепенно увеличивая нагрузку. Оговоримся, что это важно для двигателей, не оснащенных системой Start&Stop.
Совет №5. Держите при езде средние обороты.
Совет №6. Не глушите двигатель сразу после остановки автомобиля.
Этот совет особенно важен для автолюбителей, чьи турбодизельные моторы не оснащены системой Start&Stop. Дело в том, что при незамедлительной остановке двигателя крыльчатки турбины еще продолжают вращаться, но масла, которые смазывает их, уже недостаточно, что приводит к перегреву узлов турбокомпрессора (ротора и подшипников). А это, в свою очередь, ведет к повышенному износу указанных частей турбины. Поэтому после остановки дайте поработать двигателю на холостых оборотах короткое (не более 5 минут) время. За это время турбина охладится и ее можно деактивировать.
Совет №7. Избегайте длительной работы мотора на холостых оборотах.
Для турбированного двигателя работа на холостых оборотах в течение 20-30 минут – смерти подобна. Дело в том, что при таком режиме работы двигателя может произойти закоксовка (проще говоря, засорение) турбины, а именно маслоотводящей трубки, привода изменения геометрии турбины. Также при длительной работе на холостых оборотах возможен подсос моторного масла в цилиндры двигателя, что может привести к выходу из строя компонентов цилиндропоршневой группы. Если вы все же держите мотор длительное время на холостом ходу, то советуем вам держать частоту вращения коленвала на 12001600 об./мин.
Совет №8. Вовремя проводите техническое обслуживание автомобиля.
Придерживайтесь рекомендованных производителем сроков замены моторного масла и фильтров, как масляного, так и воздушного. Помните, что для турбированного двигателя сроки прохождения ТО, как правило, короче, чем для атмосферного, так как турбина работает при более высоких нагрузках, чем обычный дизельный агрегат, и, следовательно, чаще нуждается в свежем масле и фильтрах.
Следование этим простым советам избавит владельцев автомобилей от дорогостоящего ремонта турбины.
По легенде, Toyota не ломаются. Однако в этой легенде правды и вымысла поровну. Практика говорит о том, что и на солнце бывают пятна. В этой статье мы поговорим о славном 3-литровом дизеле Toyota, репутация которого оказалась подмоченной неприятной технической оплошностью.
Блок цилиндров двигателя 1KD-FTV отлит из чугуна, гильзы здесь не применяются. У мотора есть два балансирных вала, которые приводятся шестеренчатым приводом от кованного коленвала, получившего восемь противовесов. Алюминивые поршни мотора 1KD-FTV получили оригинальное резиновое напыление юбок.
Проблемы двигателя Toyota 3.0 D-4D
От проблемы с растрескиванием мотор 1KD-FTV избавили поршни двух последних ревизий, которые стали устанавливать на двигатель версии Евро-5 с октября 2010 года и с декабря 2013 до окончания выпуска двигателя в июне 2015 года. Номера беспроблемных поршней соответственно: 13101-30170 (стандартные для мотора Евро-5) и 13101-30200 (для замены поршней неудачных серий 30090 и 30150).
Собственно проблема крылась в самих поршнях, которые оказались слишком хрупкими. Обычно один из поршней давал трещину после продолжительной езды на высокой скорости, долгих нагрузках или эксплуатации в сильную жару. Также их ресурс резко снижался при любых попытках чип-тюннинга данного силового агрегата. Проблема была признана компанией Toyota, издавшей по этому поводу технический бюллетень в конце 2012 года.
Также для мотора Toyota 3.0 D-4D характерно прогорание медных уплотнительных колец топливных форсунок. Неполадка внешне выражается в появлении белого дыма из выхлопной трубы на несколько секунд сразу после запуска, что сопровождается громким тарахтением. Это признаки того, что через прогоревшие шайбы масло просачивается в камеры сгорания во время простоя. При работе же выхлопные газы могут прорываться в каналы форсунок и в пространство под клапанной крышкой.
Форсунки Delphi также оказались довольно нежными, как и на 2-литровом моторе D-4D (1CD-FTV). Они крайне чувствительны к качеству топлива и их работоспособность оказывается на неудовлетворительном уровне уже к пробегу в 100 000 – 120 000 км.
Клапан EGR в целом проблем на двигателе 1KD-FTV не создает. Однако рекомендуется раз в 60 000 км очищать впускной коллектор и интеркулер. Если впуск и клапан EGR слишком сильно заросли маслом и гуталином, то следует искать проблему в топливной системе или турбокомпрессоре.
Двигатель Toyota 3.0 D-4D 1KD-FTV в целом довольно надежен и легко отхаживает 400 000 км. Конечно, он не настолько неприхотлив как его предшественник 1KZ, однако этот мотор экономичнее и мощнее.
Читайте также: