Двигатели Toyota 1KD-FTV и 2KD-FTV. Обзор

11.04.2007

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-TE	1KD-FTV	2KD-FTV
Рабочий объем, см³	2982	2982	2492
Мощность, л.с.	130/3600	166-170/3400	102-120/3600
Крутящий момент, Нм	331/2000	410/1800-2600	200-320/ 1600-2400
Степень сжатия	23,0	18,4	18,5
Диаметр цилиндра, мм	96	96	92
Ход поршня, мм	103	103	93,8

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).

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.

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.

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).

1.6. 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. О принципе его действия можно прочитать в статье "POWER HEATER на дизельных джипах Toyota"


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

Здесь насос также двух-плунжерный, но уже однокамерный, а привод осуществляется более традиционным способом - при помощи центрального вращающегося кулачка.


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,	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.

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.

Схема системы управления двигателем.
1 - датчик положения педали акселератора,
2 - ЭБУ двигателя,
3 - датчик температуры топлива,
4 - управляющий клапан,
5 - ТНВД,
6 - топливная рампа,
7 - датчик давления в рампе,
8 - регулятор давления,
9 - блок управления форсунками (усилитель форсунок),
10 - реле блока управления форсунками,
11 - демпфер,
12 - датчик полностью открытого положения дроссельной заслонки,
13 - промежуточный охладитель наддувочного воздуха,
14 - привод дроссельной заслонки,
15 - датчик давления,
16 - датчик температуры воздуха на впуске,
17 - датчик атмосферной температуры,
18 - расходомер воздуха,
19 - воздушный фильтр,
20 - резонатор,
21 - датчик положения лопаток турбины,
22 - привод управления геометрией турбины,
23 - NO-катализатор,
24 - клапан управления разрежением,
25 - электропневмоклапан системы EGR,
26 - форсунка,
27 - клапан системы EGR,
28 - датчик положения клапана EGR,
29 - охладитель EGR,
30 - блок управления геометрией турбины,
31 - датчик положения распределительного вала,
32 - датчик положения коленчатого вала.

Информацию по обслуживанию и ремонту автомобилей вы найдете в книге (книгах):