2ar fe регулировка клапанов (2 видео)

Крупнейший автоконцерн Японии – Toyota, всегда производил высококачественную и «ходовую» на рынке продукцию. Одна из сильнейших сторон деятельности компании представлена созданием моторов. С момента своего открытия и по сей день японцы делают качественные ДВС, которые отличаются высоким качеством, экономичностью и экологичностью. Недаром двигатели Toyota постоянно имели высокий ценз в автомобильной индустрии и использовались в производстве многих автомобилей. Об одном из детищ японцев поговорим сегодня. Если быть точней, то речь пойдет о довольно-таки интересном двигателе «2AR-FE» и его вариациях. Хотите узнать историю данных моторов, их характеристики и слабые места? Тогда обязательно дочитайте представленный материал до конца.

Содержание

Пару слов о 2AR-FE и его «собратьях»
Регламент обслуживания двигателя
Частные неисправности и их ремонт
Тюнинг мотора
Перечень автомобилей, оснащаемых установками 2AR-FE/FSE/FXE
Технические характеристики
2ar fe регулировка клапанов
📸 Видео

Видео:Убираем масложОр 2AR FE Toyota CamryСкачать

Пару слов о 2AR-FE и его «собратьях»

Моторы 2AR-FE впервые появились на конвейерах Toyota в 2008 году. Целью создания данных агрегатов стала необходимость устранения технически устаревших 2AZ-FE, которые обладали примерно такими же свойствами, что и предмет сегодняшней статьи. Естественно, к проектированию линейки «2AR» японцы подошли более ответственно с использованием последних инноваций сферы моторного производства.

Двигатели 2AR-FE/FSE/FXE получили ряд существенных отличий от своих прародителей. В качестве основных из них следует отметить:

Блок цилиндров, сделанный из алюминия с тонкотелыми чугунными гильзами;
Обновленный коленвал и распредвал, имеющий большее число противовесов и улучшенный баланс;
Облегченные поршни и пальцы;
Технически идеальную головку блоков цилиндра из того же алюминия, выполненную по двухвальной технологии;
Инновационный механизм газораспределения – Dual-VVTi (умный непосредственный впрыск);
Увеличенный до 2,5 литров объём.

Непосредственно между собой моторы 2AR-FE/FSE/FXE отличаются внутренними перестройками, которые слегка корректируют степень сжатия и итоговый функционал готового агрегата. В остальном же, все три вариации модельного ряда совершенно идентичны, то есть – совершенно не отличимы в плане своего устройства между собой.

Отметим, что двигатели 2AR-FE постоянно модернизируются и выпускаются в, так скажем, специальных формациях. Так, например, для некоторых гибридных моделей Toyota и Lexus японцы создали данные установки с принципом работы по циклу Аткинсона. Вне зависимости от своего типа, рассматриваемые моторы до сих пор востребованы и очень популярны, так как обладают приличным КПД, отменным качеством и приемлемой ценой.

Видео:от Бориса. Camry 50/2.5/2AR-FE/Диагностика клапана вентиляции картерных газов.Скачать

Регламент обслуживания двигателя

Моторы 2AR-FE/FSE/FXE, как и любая другая продукция японцев, являют собой агрегаты колоссально высокого качества. Несмотря на это, для беспроблемной эксплуатации двигателей и отхождения ими регламентированного ресурса необходимо придерживаться регламента обслуживания. Производитель линейки «2AR» рекомендует:

Каждые 7-9 000 километров пробега полностью менять смазку. Какое масло лить в двигатели японцев? В принципе — любое. Главное, чтобы оно подходило под определенные заводом-изготовителем стандарты. Для всех 2AR подходят масла категорий — 0W-20, 0W-30, 0W-40, 5W-20, 5W-30, 5W-40. Смазку важно менять полностью, заливая порядка 4-4,2 литров в полости мотора. Помимо смены моторного масла в 2AR-FE, также важно не забывать о необходимости контроля трансмиссионной и охладительной жидкостей. Они подлежат вниманию по мере необходимости замены, определяемой типовыми осмотрами;

Каждые 15-40 000 километров пробега проверять и менять основные расходники установки. К числу данных элементов мотора относят:

воздушные фильтры;
масляные фильтры;
маслосъёмные колпачки;
некоторые детали системы охлаждения (помпы и прокладки);
прокладки ГБЦ.

Важно! Представленный регламент обслуживания отчасти обобщен, поэтому для грамотного и максимально эффективного обслуживания обязательно воспользуйтесь соответствующими мануалами, руководствами к эксплуатируемому мотору.

Видео:Toyota Camry масложор 2AR-FE. Ремонт двигателяСкачать

Частные неисправности и их ремонт

Как было отмечено выше, двигатели 2AR-FE – довольно-таки надёжные агрегаты. Типовых неисправностей данные моторы не имеют, естественно, при условии их правильного обслуживания. Сказать, что рассматриваемые установки часто гнут клапана или перегреваются, точно нельзя. Несмотря на это, у 2AR случается:

течка помпы системы охлаждения;
стуки муфты ГРМ (особенно – на холодную);
прогар прокладок.

Безусловно, такие поломки далеко не серьезны и вполне устранимы даже своими руками.

Капитальный ремонт двигателей 2AR-FE/FSE/FXE в среднем реализуется через 200-250 000 километров пробега. Капремонтом, даже при наличии должных знаний, лучше не заниматься самостоятельно, а доверить эту операцию профессионалам. Подобный подход наиболее предпочтителен в процессе использования относительно сложных агрегатов от Toyota.

Видео:Регулировка клапанов Toyota 2AZ FEСкачать

Тюнинг мотора

Двигатели 2AR-FE отлично подаются тюнингу, который при грамотном подходе позволяет существенно увеличить мощность агрегата. Естественно, смена «навесных деталей» — ГРМ, ГБЦ и им подобных, ничего существенного не даст. Однако при комплексной модернизации движок точно получится сделать лучше.

Стоит ли того тюнинг 2AR или нет – каждый автолюбитель решит сам. Наш ресурс лишь отметит, что по затратам модернизация «тойотовских» моторов никогда не обходится в малую сумму, поэтому для ее реализации потребуется запастись деньгами. В противном случае, ничего хорошего достичь не удастся.

Видео:Разбираем 2AR FEСкачать

Перечень автомобилей, оснащаемых установками 2AR-FE/FSE/FXE

Моторная линейка 2AR-FE/FSE/FXE получила довольно-таки широкое распространение в производстве целого перечня моделей. Чаще всего данные моторы можно встретить на Toyota и Lexus, а именно на машинах:

Также 2AR-FE ограничено ставился в Scion tC и некоторые другие автомобили.

Видео:Где находится сетка VVTI на 2AR-FEСкачать

Технические характеристики

Резюмируя представленный ранее материал, обратим внимание на описание параметров моторов типа «2AR» от Toyota. Говоря проще, рассмотрим технические характеристики двигателей, которые помогут дополнить и подытожит их общую формацию. В качестве основных к рассмотрению параметров наш ресурс выбрал следующее:

На этом, пожалуй, о моторах 2AR-FE/FSE/FXE повествование можно завершать. Как видите, данные установки вполне надёжны, исполнены качественно и обладают неплохим КПД. Надеемся, представленный материал был для вас полезен и дал ответы на интересующие вопросы.

Видео:Toyota Camry (Тойота Камри) 2.4 регулировка клапановСкачать

2ar fe регулировка клапанов

Eugenio,77
mail@toyota-club.net
© Toyota-Club.Net
Jan 2016 — Nov 2019

Новая версия эссе о серии AR, дополненная информацией по двигателям 6AR-FSE (2.0 D-4S — Camry) и 8AR-FTS (2.0 D-4S Turbo — Lexus RX/NX 200t).

1AR-FE (2.7 EFI DVVT) — поперечного расположения, с распределенным впрыском. Применение: Toyota Venza, Highlander, Sienna; Lexus RX.
2AR-FE (2.5 EFI DVVT) — поперечного расположения, с распределенным впрыском. Применение: Toyota RAV4, Camry, Alphard/Vellfire, Zelas; Lexus ES; Scion tC.
2AR-FXE (2.5 EFI DVVT) — поперечного расположения, с распределенным впрыском, для гибридных силовых установок. Применение: Toyota RAV4, Camry, Avalon, Harrier, Alphard/Vellfire; Daihatsu Altis; Lexus ES, NX.
2AR-FSE (2.0 D-4S VVT-iW) — продольного расположения, с комбинированным впрыском, для гибридных силовых установок. Применение: Toyota Crown; Lexus IS, GS.
3AR-FE (2.7 EFI DVVT) — аналог 1AR-FE для китайского рынка. Применение: Toyota Highlander CHN.
4AR-FXE (2.5 EFI DVVT) — аналог 2AR-FXE для китайского рынка. Применение: Toyota Camry CHN.
5AR-FE (2.5 EFI DVVT) — аналог 2AR-FE для китайского рынка. Применение: Toyota RAV4, Camry, Harrier CHN.
6AR-FSE (2.0 D-4S VVT-iW) — поперечного расположения, с комбинированным впрыском. Применение: Toyota Camry; Lexus ES.
8AR-FTS (2.0 D-4ST VVT-iW) — поперечного расположения, с турбонаддувом, с комбинированным впрыском. Применение: Toyota Harrier, Highlander; Lexus NX, RX.
8AR-FTS (2.0 D-4ST VVT-iW) — продольного расположения, с турбонаддувом, с комбинированным впрыском. Применение: Toyota Crown; Lexus IS, GS, RC.

2AR-FE (2.5 EFI DVVT)

Двигатели серии AR дебютировали в 2008-м на североамериканском рынке и некоторое время оставались местным эндемиком. Отчасти они заменяли прежний 2AZ-FE, отчасти — заполняли вакуум в линейке двигателей для исходно-переднеприводных моделей между 160-сильным 2.4 и 280-сильным 3.5. В 2010-х они устанавливались на модели класса E (семейство Camry), средне- и полноразмерные паркетники и вэны (RAV4, Highlander, RX, Sienna).

В двигателе применяется алюминиевый (легкосплавный) гильзованный блок цилиндров с открытой рубашкой охлаждения. Гильзы вплавлены в материал блока, а их специальная неровная внешняя поверхность способствует максимально прочному соединению и улучшенному теплоотводу. Капитальный ремонт двигателя производителем не предусматривается по определению.

К блоку крепится массивный литой картер, выполняющий роль верхней части масляного поддона.

Коленчатый вал установлен с 10-мм дезаксажем (оси цилиндров не пересекаются с продольной осью коленвала, благодаря чему снижаются нагрузки в паре поршень-гильза в момент создания в цилиндре максимального давления).

Коленвал имеет 8 противовесов на щеках, шейки уменьшенной ширины и традиционные отдельные крышки коренных подшипников. От коленчатого вала с помощью шестеренной передачи приводится балансирный механизм с полимерными шестернями, традиционно устанавливаемый тойотовцами на рядные четверки рабочим объемом более двух литров.

В рубашке охлаждения установлена проставка, благодаря которой охлаждающая жидкость более интенсивно циркулирует в зоне верхей части цилиндров, что улучшает теплоотвод и способствует более равномерному термонагружению.

Поршни — легкосплавные, компактные T-образные, с рудиментарной юбкой. Канавка верхнего компрессионного кольца имеет анодированное покрытие, кромка верхнего компрессионного кольца — противоизносное покрытие методом конденсации паров. Поршни соединяются с шатунами полностью плавающими пальцами.

b — алюмитовое покрытие, c — полимерное покрытие, d — PVD-покрытие

Двигатели имеют одинаковый диаметр цилиндра и отличаются ходами поршня. Оба относятся к длинноходным, 2.7 имеет довольно высокую среднюю скорость поршня, но не дотягивает до антирекорда серии ZR.

Как принято на двигателях нового поколения, распределительные валы устанавливаются в отдельный корпус, который затем монтируется на головку блока — это упрощает конструкцию и технологию обработки собственно ГБЦ. В приводе клапанов используются гидрокомпенсаторы клапанных зазоров и роликовые толкатели/рокеры. В легкосплавной крышке головки проложена магистраль подвода масла к рокерам.

1 — крышка подшипника, 2 — корпус распредвалов, 3 — головка блока цилиндров, 4 — отверстие свечи зажигания, 5 — выпускной клапан, 6 — впускной клапан.

Привод газораспределительного механизма осуществляется однорядной цепью (шаг 9,525 мм). Гидронатяжитель цепи со стопорным механизмом установлен с внутренней стороны крышки, но имеет доступ через сервисное отверстие. Смазка цепи — с помощью отдельной масляной форсунки.

1 — звездочка впускного распредвала, 2 — демпфер, 3 — впускной распредвал, 4 — выпускной распредвал, 5 — рокер, 6 — башмак натяжителя, 7 — натяжитель цепи, 8 — звездочка выпускного распредвала, 9 — успокоитель, 10 — впускной клапан, 11 — выпускной клапан, 12 — гидрокомпенсатор, 13 — цепь.

Главная отличительная черта новых двигателей — приводы изменения фаз газораспределения устанавливаются на распределительных валах и впускных, и выпускных клапанов (DVVT — Dual Variable Valve Timing). Фазы изменяются в пределах 50° для впуска и 40° для выпуска. Отдельное описание принципов работы Toyota VVT-i приведено по ссылке.

1 — управляющий клапан VVT (впуск), 2 — управляющий клапан VVT (выпуск), 3 — звездочка распредвала (впуск), 4 — звездочка распредвала (выпуск), 5 — натяжитель цепи, 6 — масляный насос, 7 — маслоприемник, 8 — масляный фильтр, 9 — балансирный вал, 10 — гидрокомпенсатор, 11 — масляная форсунка.

Шестеренный масляный насос циклоидного типа установлен в крышке цепи привода ГРМ и приводится непосредственно от коленчатого вала. В блоке установлены масляные форсунки охлаждения и смазки поршней.

Масляный фильтр установлен вертикально под двигателем. Используются «экономичные» разборные фильтры со сменными картриджами.

Система охлаждения классическая: привод помпы от внешней стороны общего ремня привода навесных агрегатов, «холодный» (80-84°C) механический термостат, корпус дроссельной заслонки обогревается жидкостью для противодействия обмерзанию, традиционное ступенчатое управление вентиляторами радиатора.

На двигателе 2.7 применяется отдельный блок управления электродвигателем вентилятора, который позволяет регулировать его скорость в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, давления хладагента кондиционера, скорости автомобиля и частоты вращения коленвала.

1 — расширительный бачок, 2 — от отопителя, 3 — к отопителю, 4 — корпус дроссельной заслонки, 5 — нагреватель ATF, 6 — термостат, 7 — радиатор, 8 — насос охлаждающей жидкости.

Пластиковый впускной коллектор установлен сзади, стальной выпускной — спереди.

На впуске двигателя 2.7 используется пневмопривод AICS, перекрывающий один из двух каналов между воздухозаборником и фильтром. На низких оборотах система должна уменьшать шум, на высоких — увеличивать мощность.

Во впускном коллекторе установлены заслонки системы ACIS с вакуумным приводом, изменяющие эффективную длину впускного тракта для повышения мощности. При средней частоте вращения и высокой нагрузке клапан ACIS закрыт, и воздух поступает по длинному каналу, в других диапазонах клапан открыт и воздух идет по более короткому пути.

1 — заслонка системы TCS, 2 — привод системы TCS, 3 — заслонки системы ACIS, 4 — привод ACIS, 5 — электропневмоклапан ACIS, 6 — вакуумный ресивер.

В конце впускного коллектора за дроссельной заслонкой установлены заслонки Tumble Control System с электроприводом и обратной связью по датчику положения. На холодном двигателе заслонка полностью закрывается, способствуя увеличению скорости потока и созданию завихрений в камере сгорания, это улучшает работу на обедненной смеси сразу после холодного пуска. Параллельно с этим устанавливается более позднее зажигание, чтобы уменьшить количество несгоревшей смеси (увеличить полноту сгорания топлива) и ускорить прогрев катализатора. Создаваемое за заслонкой разрежение способствует лучшей атомизации топлива и предотвращает образованию жидкой пленки на стенках воздушных каналов. На прогретом двигателе привод полностью открывает заслонку, минимизируя сопротивление прохождению воздуха.

Система управления (EFI)

Впрыск топлива — распределенный, секвентальный.
— Датчик массового расхода воздуха (MAF) типа «hot wire», совмещен с датчиком температуры воздуха на впуске.
— Дроссельная заслонка — полностью с электронным управлением (ETCS): привод двигателем постоянного тока, бесконтактный двухканальный датчик положения на эффекте Холла. ETCS выполняет функции управления частотой вращения холостого хода (ISC), противобуксовочной системы (TRC), часть функций системы стабилизации (VSC) и круиз-контроля.

— Датчик положения педали акселератора — бесконтактный двухканальный, на эффекте Холла.
— Датчики положения распредвалов — магниторезистивные (в отличие от индуктивных обеспечивают на выходе цифровой сигнал и исправно работают при низкой частоте вращения).
— Датчик детонации — плоский широкополосный пьезоэлектрический (в отличие от старых датчиков резонансного типа регистрирует более широкий диапазон частот вибраций).
— Первый кислородный датчик — планарный датчик состава смеси (AFS) (89467-), датчик за катализатором — обычный кислородный.
— Форсунки с удлиненным распылителем устанавливаются в головку блока и впрыскивают топливо максимально близко к впускным клапанам.
— Топливная магистраль — без линии возврата, демпфер пульсаций давления — внешний на топливном коллекторе.

Система зажигания — традиционная DIS-4 (отдельная катушка зажигания на каждый цилиндр). Свечи зажигания — тонкие «иридиевые» SK16HR11 с удлиненной резьбовой частью, под ключ на «14».
В системе зарядки используются генераторы с сегментным проводником, с отдачей в 100 А.
В системе запуска — нового образца стартер мощностью 1.7 кВт, с планетарным редуктором и сегментной обмоткой якоря, вместо обмотки возбуждения устанавливаются постоянные магниты.
Привод навесных агрегатов — единым ремнем, с отдельным пружинным натяжителем.

6AR-FSE (2.0 D-4S)

В середине 2010-х началось возвращение непосредственного впрыска на двигатели массового сегмента. Поскольку 6AR-FSE имеет много общего с исходными моторами 1AR/2AR, отметим существенные различия или принципиальные моменты, а некоторые описания вынесем отдельными статьями.

— Высокая геометрическая степень сжатия — 12.7.
— Поршень характерной для двигателей с непосредственным впрыском формы и с развитыми вытеснителями.

1 — верхнее компрессионное кольцо, 2 — нижнее компресионное кольцо, 3 — маслосъемное кольцо. a — , b — алюмитовое покрытие, c — полимерное покрытие, d — DLC ( Diamond Like Carbon) покрытие.

— Система изменения фаз газораспределения VVT-iW — подробнее см. здесь.

Примечание. В обзорах и статьях о Camry неоднократно упоминался «электропривод» изменения фаз, якобы используемый именно на этом двигателе. На самом деле здесь установлен пусть и визуально непохожий на прошлые тойотовские образцы, но по-прежнему гидравлический привод VVT-iW.

— Предусмотрена возможность работы двигателя по циклу Миллера/Аткинсона — подробнее см. здесь.
— От дополнительного кулачка на впускном распредвалу приводится ТНВД.
— От задней части выпускного распредвала приводится вакуумный насос.
— В головке блока появились форсунки непосредственного впрыска.

1 — крышка подшипника распредвала, 2 — корпус распредвалов, 3 — головка блока цилиндров, 4 — выпускной клапан, 5 — впускной клапан.

Смазка
— Добавлен датчик уровня масла в картере (верхней части поддона).

Охлаждение
— Добавлен жидкостный охладитель EGR и охлаждение управляющего клапана EGR.

Впуск и выпуск
— Одно из самых неприятных нововведений — система EGR, которая гарантирует традиционные проблемы с нагарообразованием по всему впускному тракту. Управление EGR — шаговым электродвигателем.

1 — управляющий клапан EGR, 2 — охладитель EGR. b — канал для газов, c — канал для ОЖ

— В отличие от 1AR/2AR, на впуске нет дополнительных приводов изменения геометрии, зато появился коллектор для равномерной подачи перепускаемых отработавших газов.

1 — корпус дроссельной заслонки (ETCS), 2 — впускной коллектор. a — коллектор EGR, b — поток газов.

Система впрыска топлива (D-4S)

1 — ECM, 2 — датчик давления топлива, 3 — топливный коллектор (высокого давления), 4 — форсунка (высокого давления), 5 — топливный коллектор (низкого давления), 6 — форсунка (низкого давления), 7 — блок управления топливным насосом, 8 — топливный бак, 9 — топливный фильтр, 10 — регулятор давления топлива, 11 — топливный насос (низкого давления — 420 КПа), 12 — топливоприемник, 13 — ТНВД (4..20 МПа), 14 — демпфер пульсаций давления топлива, 15 — дозирующий клапан, 16 — обратный клапан (60 kPa), 17 — клапан сброса давления (23.6 MPa), 18 — впускной распредвал.

Впрыск топлива — комбинированный: непосредственный в камеру сгорания и распределенный во впускной канал. При малых и средних нагрузках может использоваться как смешанный впрыск, так и распределенный или непосредственный, обеспечивающие создание однородной смеси для устойчивости процесса сгорания и уменьшения выбросов. При большой нагрузке используется непосредственный впрыск топлива — испарение топлива в цилиндре улучшает массовое наполнение и уменьшает склонность к детонации.

A — впрыск в канал или цилиндр, B — впрыск в цилиндр + впрыск в канал, C — впрыск в цилиндр.

Режимы работы.
— Режим послойного смесеобразования. Топливо подается во впускной канал на такте выпуска. На такте впуска после открытия клапанов в цилиндр поступает однородная обедненная смесь. В конце такта сжатия дополнительное топливо подается непосредственно в цилиндр, обеспечивая обогащение в зоне свечи зажигания. Это облегчает первоначальное воспламенение, которое затем распространяется на заряд обедненной смеси в остальном объеме камеры сгорания. Этот режим используется после холодного запуска двигателя для возможности уменьшения угла опережения зажигания, увеличения температуры отработавших газов и ускорения прогрева нейтрализатора.

— Режим однородной / гомогенной смеси. Топливо подается во впускной канал на тактах расширения, выпуска и впуска. В начале такта впуска дополнительное топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр и равномерно перемешивается с поступающим зарядом. Происходит сжатие однородной топливовоздушной смеси и затем ее воспламенение. За счет охлаждения воздуха при испарении впрыснутого топлива, повышается массовое наполнение цилиндра.

ТНВД. Одноплунжерный, с дозирующим и обратным клапаном, с клапаном сброса давления, а также с демпфером пульсаций давления на входе в контуре низкого давления. Установлен на клапанной крышке и приводится кулачком с 4 выступами, расположенным на впускном распредвалу. Давление топлива регулируется в пределах 4..20 МПа в зависимости от условий движения.

1 — дозирующий клапан, 2 — роликовый толкатель, 3 — форсунка (высокого давления), 4 — топливный коллектор (высокого давления), 5 — датчик давления топлива, 6 — топливный бак, 7 — регулятор давления топлива, 8 — топливный фильтр, 9 — топливный насос (низкого давления), 10 — топливоприемник, 11 — демпфер пульсаций давления топлива, 12 — плунжер, 13 — обратный клапан, 14 — клапан сброса давления, 15 — ТНВД, 16 — впускной распредвал, a — от топливного насоса (низкого давления), b — к топливному коллектору (высокого давления), c — к топливному коллектору (низкого давления), d — топливная трубка.

— На ходе впуска (A) плунжер 2 опускается и всасывает топливо в нагнетательную камеру.
— В начале хода сжатия (B) часть топлива возвращается обратно, пока дозирующий клапан 1 открыт (таким образом устанавливается необходимое давление топлива).
— В конце хода сжатия дозирующий клапан закрывается и топливо под высоким давлением через открывающийся обратный клапан 3 нагнетается в топливный коллектор.

Топливный коллектор (низкого давления). Стальной штампованный, его стенки сами по себе служат демпфером пульсаций давления топлива.

Топливный коллектор (высокого давления). Изготовлен из чугуна, в коллекторе установлен датчик давления, обеспечивающий обратную связь с блоком управления двигателем.

1 — топливная трубка высокого давления, 2 — топливный коллектор (высокого давления), 3 — датчик давления топлива, 4 — держатель форсунки, 5 — форсунка (высокого давления).

Форсунки (высокого давления). Щелевая форсунка впрыскивает топливо в цилиндр в виде веерного факела, который увлекает за собой значительное количество воздуха и увеличивает массовое наполнение. Уплотняющие тефлоновые/фторопластовые кольца дополнительно снижают вибрации распылителя.

Свечи зажигания. «Иридиевые» (Denso FK16HBR-J8), зазор 0,7-0,8 мм.

8AR-FTS (2.0 D-4ST)

Первый новый бензиновый турбомотор Toyota за два с лишним десятка лет, первый после ухода 3S-GTE и 1JZ-GTE, первый «одноразовый», первый с непосредственным впрыском.

Как и в случае 6AR, отметим принципиальные моменты и отличия от базовых моторов.

— Система изменения фаз газораспределения VVT-iW — подробнее см. здесь.
— Возможность работы по циклу Миллера/Аткинсона — подробнее см. здесь.

— Усиленный, с учетом возросших нагрузок, блок цилиндров.

1 — блок цилиндров, 2 — термостат (блок), 3 — цилиндр. a — канал охлаждения, b — ребро, c — камера 1 сепаратора, d — площадка под датчик детонации, f — рубашка охлаждения, g — вентиляционное окно, i — гильза, j — сетка хона.

1 — поршень, 2 — антифрикционная вставка, 3 — верхнее компрессионное кольцо, 4 — нижнее компрессионное кольцо, 5 — маслосъемное кольцо, 6 — расширитель. a — камера сгорания, b — алюмитовое покрытие, c — полимерное покрытие, d — компрессионная высота, e — вставка.

1 — крышка подшипника, 2 — корпус распредвалов, 3 — головка блока, 4 — форсунка (низкого давления), 5 — гидрокомпенсатор. c — впускной канал, d — рубашка охлаждения (2-уровневая), e — вспомогательная рубашка охлаждения, f — выпускной канал.

— Привод ТНВД от дополнительного кулачка на впускном распредвалу.
— Привод вакуумного насоса от выпускного распредвала (для обеспечения работы усилителя тормозов и привода управления турбокомпрессором).

1 — звездочка впускного распредвала, 2 — э/м клапан VVT-iW, 3 — звездочка выпускного распредвала, 4 — выпускной распредвал, 5 — вакуумный насос, 6 — впускной распредвал, 7 — кулачок привода ТНВД, 8 — ТНВД, 9 — рокер, 10 — наконечник клапана, 11 — сухарь, 12 — тарелка пружины, 13 — пружина клапана, 14 — маслоотражательный колпачок, 15 — седло пружины, 16 — клапан, 17 — гидрокомпенсатор.

— Пластиковая крышка головки блока, со встроенным маслоотделителем.
— Двухуровневая рубашка охлаждения в головке блока.
— Выпускной коллектор встроен в головку блока.

1 — выпускной коллектор, 2 — выпускной канал (цилиндры 2 и 3), 3 — выпускной канал (цилиндры 1 и 4).

• Система вентиляции картера.

Применение наддува означает как увеличение количества картерных газов, так и невозможность их отвода только традиционным способом с помощью разрежения в коллекторе. Поэтому в крышке головки установлен эжектор, работающий в режиме наддува, так что газы с большим содержанием углеводородов не попадают в атмосферу, а возвращаются на впуск и затем сгорают в цилиндре. Благодаря созданию эффективной вентиляции Toyota заявляет для 8AR такой же интервал замены моторного масла, как и для атмосферных двигателей (однако, вряд ли это можно считать хорошей идеей).

Также в крышке находятся дополнительные лабиринтные камеры сепаратора (маслоотделителя) и обычный клапан PCV.

1 — управляющий клапан VVT-i, 2 — крышка головки блока, 3 — эжектор, 4 — масляная магистраль, 5 — маслоотражатель. a — камера 2, b — камера 3, c — крышка.

На блоке находится еще одна камера сепаратора для улавливания масла из картерных газов.

1 — камера 3, 2 — камера 2, 3 — камера 1, 4 — клапан PCV, 5 — эжектор.

В режиме наддува картерные газы принудительно отводятся с помощью эжектора на впуск.

1 — турбокомпрессор, 2 — интеркулер, 3 — корпус дроссельной заслонки, 4 — впускной коллектор, 5 — клапан PCV, 6 — камера 2, 7 — эжектор, 8 — камера 3, 9 — камера 1, 10 — головка блока, 11 — блок цилиндров, 12 — усилитель картера, 13 — масляный поддон, 14 — воздушный фильтр. a — воздух, b — картерные газы, c — воздух + картерные газы, d — газы отводимые эжектором.

Эжектор действует по принципу Вентури — картерные газы отсасываются в поток проходящего сжатого воздуха.

1 — форсунка. a — сжатый воздуха от турбокомпрессора, b — ко входу турбокомпрессора.

При работе двигателя без существенного наддува, картерные газы всасываются через обычный клапан PCV под действием разрежения на впуске.

• Двигатель снабжен сразу тремя термостатами:
— традиционный термостат (температура открытия 82°C) во впускном патрубке системы охлаждения контролирует поток жидкости через радиатор
— термостат на блоке цилиндров (температура открытия 82°C) управляет потоком жидкости через блок, для обеспечения максимально быстрого прогрева цилиндров
— термостат коллектора (температура закрытия 83°C), в линии подвода жидкости к дроссельной заслонке, перекрывает поток при высокой температуре, во избежание лишнего нагрева воздуха на впуске.

1 — головка блока, 2 — блок цилиндров, 3 — корпус впускного патрубка, 4 — насос, 5 — впускной патрубок, 6 — расширительный бачок, 7 — радиатор, 8 — термостат (блок), 9 — термостат, 10 — маслоохладитель, 11 — нагреватель ATF, 12 — корпус дроссельной заслонки, 13 — термостат (коллектор), 14 — нагреватель, 15 — клапан прокачки, 16 — клапан прокачки (шланг).

1 — корпус впускного патрубка, 2 — насос ОЖ, 3 — корпус впускного патрубка, 4 — редукционный клапан, 5 — клапан управления подачей масла.

— Встроенный в головку блока выпускной коллектор также позволяет охлаждать отработавшие газы до входа в турбокомпрессор.

• Масляный насос переменной производительности, по аналогии с двигателями серии ZR Valvematic — подробнее см. здесь.

• Управление подачей масла через форсунки.

В отличие от многих других двигателей, где установлены обыкновенные форсунки для смазки и охлаждения поршней, здесь ECM может управлять впрыском в зависимости от внешних условий.

Холодный двигатель / Прогретый двигатель

Редукционный и управляющий клапаны установлены, как ни странно, во впускном патрубке системы охлаждения.

1 — корпус впускного патрубка, 2 — клапан управления подачей масла, 3 — редукционный клапан.

1) Масло подводится к задней части редукционного клапана, отсекая подачу масла к форсункам.

1 — редукционный клапан, 2 — клапан управления подачей масла, 3 — ECM, 4 — форсунка. a — масло

2) Подача масла для подпора редукционного клапана прекращается, клапан открывается и масло подается к форсункам.

1 — редукционный клапан, 2 — клапан управления подачей масла, 3 — ECM, 4 — форсунка. a — масло, b — сброс

• «Двухкамерный» масляный поддон, который исключает из циркуляции некоторую часть масла. При этом циркулирующий объем масла быстрее прогревается, а отдельный объем служит дополнительной теплоизоляцией. После остановки двигателя все масло смешивается через соединительное окно, приобретая одинаковые свойства в плане старения.

1 — маслоотражатель 1, 2 — масляный поддон, 3 — внутренний поддон, 4 — внешний поддон, 5 — сливная пробка. a — соединительное окно.

• Турбокомпрессор — типа twin-scroll (с двойной улиткой) — газы от цилиндров 1/4 и 2/3 подаются к крыльчатке турбины по отдельным каналам под разным углом, что обеспечивает некоторое повышение эффективности без использования изменяемой геометрии направляющего аппарата.

1 — турбокомпрессор, 2 — клапан перепуска воздуха, 3 — привод, 4 — клапан WGT (перепуска газов мимо турбины), 5 — обмотка, 6 — вал, 7 — клапан, 8 — компрессор, 9 — турбина. c — газы (от цилиндров 2 и 3), d — газы (от цилиндров 1 и 4), e — перепуск газов, f — воздух.

Сам турбокомпрессор заявлен как разработка Toyota/Lexus (Miyoshi plant), стальная улитка выполнена из материала с пониженным содержанием никеля для уменьшения тепловой деформации, крыльчатка изготовлена методом электронно-лучевой сварки. Максимальное давление наддува около 1.17 бар, максимальная частота вращения 180.000 об/мин.

Управление давлением наддува осуществляется через классический wastegate (клапан перепуска газов мимо турбины).

— При заглушенном двигателе клапан WGT открыт.
— При запуске клапан управления разрежением отключает подачу разрежения от насоса к приводу, который в свою очередь открывает WGT. В результате горячие отработавшие газы поступают непосредственно в нейтрализатор для ускорения его прогрева.
— При небольших нагрузках, когда нет необходимости в наддуве, открытый WGT уменьшает сопротивление и насосные потери на выпуске. За счет уменьшения количества остаточных газов повышается устойчивость процесса сгорания.

1 — компрессор, 2 — турбина, 3 — клапан WGT, 4 — привод, 5 — ECM, 6 — клапан управления разрежением, 7 — обратный клапан, 8 — вакуумный насос.

— При высокой нагрузке WGT закрывается и турбина включается в работу.

Клапан перепуска воздуха служит для предотвращения ситуации, когда при резком закрытии дроссельной заслонки давление между турбокомпрессором и дросселем увеличивается, вплоть до возникновения обратного потока, сопровождаемого посторонними шумами.

1 — ECM, 2 — клапан перепуска воздуха, 3 — компрессор, 4 — турбина. a — к дроссельной заслонке.

• В системе турбонаддува используется независимый контур охлаждения с электрическим насосом и собственным радиатором.

1 — электронасос, 2 — интеркулер, 3 — турбокомпрессор, 4 — бачок интеркулера, 5 — радиатор интеркулера.

— Интеркулер (промежуточный охладитель наддувочного воздуха) — водо-воздушного типа.
— С помощью управляемого электронасоса ECM изменяет интенсивность потока жидкости и степень охлаждения.

1 — интеркулер, 2 — впускной коллектор, 3 — внутреннее ребро.

Система впрыска топлива (D-4ST)

Система комбинированного впрыска функционирует в тех же режимах, что и на 6AR-FSE, с некоторым отличием по диапазонам нагрузка/обороты.

A — впрыск в канал, B — впрыск в цилиндр + впрыск в канал, C — впрыск в цилиндр.

Свечи зажигания — NGK DILFR7K9G, зазор 0.9 мм.

Внедрение системы Stop-Start повлекло за собой установку нового стартера типа TS (tandem solenoid / со сдвоенными соленоидами). Независимые соленоиды для втягивающей обмотки и для электродвигателя, позволяют входить в зацепление с вращающимся венцом маховика, обеспечивая возможность быстрого запуска сразу после выключения двигателя.

1 — тандемный электромагнит, 2 — э/м (втягивающая обмотка), 3 — э/мм (электродвигатель).

Практика

Более сложные представители семейства AR с точки зрения исследования патологий обещают быть более интересными (если судить по набору признанных производителем дефектов), однако критических проблем за ними пока также не отмечено.