Двигатели Toyota серии NZ (1NZ-FE и 2NZ-FE )

Двигатели серии NZ (1NZ-FE и 2NZ-FE )

05.03.2008

Описание двигателей
Двигатели 1NZ-FE (1,5 л) и 2NZ-FE (1,3 л) четырехцилиндровые, рядные с 4 клапанами на цилиндр, как правило оснащаются системой VVT-i.

Таблица. Технические характеристики двигателей.

Примечание:
- *1 - 2WD, *2 - 4WD. - *3 - для моделей внутреннего рынка рекомендован 92-й, для моделей внешнего - 95-й бензин.
- Приведенные значения мощности и крутящего момента являются ориентировочными и могут изменяться в зависимости от конкретной модификации, года выпуска и метода измерения, но в большинстве случаев погрешность не превышает 5% (плюс-минус).

Внешние скоростные характеристики и вид двигателя в разрезе

Особенности двигателей серии NZ

Головка блока цилиндров.

Головка блока цилиндров легкосплавная.

Угол развала осей впускных и выпускных клапанов составляет 33,5°, что позволило сделать головку блока цилиндров достаточно компактной.

Установка форсунок во впускном канале головки блока цилиндров позволила направить струю впрыскиваемого топлива прямо на поверхность тарелки впускного клапана, что привело к улучшению топливной экономичности.

Для поддержания постоянной температуры на стенке камеры сгорания и области вокруг свечи зажигания, канал рубашки охлаждения проложен между выпускным каналом и приливом свечи зажигания.

Блок цилиндров
Для значительного снижения веса блок цилиндров изготовлен из алюминиевого сплава, рубашка охлаждения открытая.Улитка насоса охлаждающей жидкости и впускной канал насоса расположены в блоке цилиндров. Чтобы обеспечить компактность, блок цилиндров сделан тонкостенным. Минимальная толщина стенки между соседними цилиндрами составляет 8 мм. По той же причине задний сальник коленчатого вала запрессован в блок цилиндров без использования держателя. Задняя часть блока цилиндров имеет рёбра для придания жесткости в соединении с трансмиссией. Ось коленчатого вала смещена относительно оси цилиндров на 12 мм.

Благодаря дезоксажу снижается давление поршня на стенку цилиндра при достижении максимального давления, что в свою очередь приводит к снижению расхода топлива и уменьшению износа.

Механизм газораспределения

Общая информация
- Каждый цилиндр имеет два впускных и два выпускных клапана.
- За открытие и закрытие клапанов отвечают два распределительных вала.
- В приводе распределительных валов используется однорядная роликовая цепь с мелким шагом.
- Для изменения характеристик двигателя на различных частотах вращения, снижения расхода топлива и уменьшения токсичности отработавших газов применена система изменения фаз газораспределения (VVT-i).

Механизм газораспределения.
1 - шкив VVT, 2 - цепь привода ГРМ,

3 - распределительный вал выпу-скных клапанов,

4 - распределительный вал впускных клапанов,

5 - успокоитель цепи привода ГРМ,

6 - башмак натяжителя цепи,

7 - натяжитель цепи.

Распределительные валы
Звездочка системы VVT-i установлена на распределительный вал впускных клапанов. Для подвода моторного масла к звездочке в распределительном валу есть масляный канал.

Ротор датчика положения распределительного вала расположен на конце вала впускных клапанов

1 - распределительный вал выпускных клапанов,

2 - распределительный вал впускных клапанов,
3 - звездочка системы VVT,

4 - ротор датчика положения распределительного вала.

Впускные, выпускные клапаны и толкатели
Для уменьшения веса регулировка зазора в приводе клапанов осуществляется с помощью регулировочных толкателей, а не с помощью традиционных регулировочных шайб.

Установка на двигатель клапанов с уменьшенным диаметром стержня позволила уменьшить сопротивление на впуске и выпуске, а также снизить массу клапанов.

Цепь привода ГРМ
Однорядная цепь с малым шагом (8 мм) предназначена сделать двигатель более компактным и менее шумным.
Для увеличения надежности цепь изготовлена из износостойких материалов.
Смазка цепи моторным маслом осуществляется масляной форсункой.
Для уменьшения шума и трения установлены натяжитель цепи, башмак натяжителя и успокоитель цепи.

1 - башмак натяжителя,

2 - натяжитель,

3 - звездочки распределительных валов,

4 - цепь,

6 - масляная форсунка,

7 - звездочка коленчатого вала.

Система смазки
В двигателе используется система смазки с полнопоточной очисткой масла и с подачей масла под давлением к основным движущимся деталям и узлам двигателя.
Масляный насос трохоидного типа. Внутри него расположены ведущий и ведомый роторы с внутренним зацеплением, которые вращаются в одном направлении. Привод осуществляется от коленчатого вала.

Масляный фильтр расположен внизу вертикально рядом с масляным поддоном.

Система охлаждения

В данных двигателях используется жидкостная система охлаждения закрытого типа с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. Охлаждающая жидкость циркулирует в блоке цилиндров по U-образному каналу, что улучшает охлаждение цилиндров.

Впускная и выпускная система
Коллекторы располагаются следующим образом: выпуск сзади, со стороны моторного щита, впуск - спереди.
Впускной коллектор
Впускной коллектор изготовлен из пластика для снижения веса и уменьшения теплопередачи от головки блока цилиндров. Это позволило снизить температуру воздуха на впуске, что привело к увеличению количества воздуха, поступающего в цилиндры.

Патрубки сделаны удлиненными для оптимизации формы впускного коллектора. В результате этого на низких и средних оборотах тяга и максимальная мощность увеличились.

Выпускной коллектор

Для более надежного крепления передней приемной трубы к выпускному коллектору было применено шаровое соединение.

Патрубки выпускного коллектора удлинены для увеличения крутящего момента на низких и средних оборотах.
Для снижения веса выпускной коллектор сделан стальным.

Двухпутевая система выпуска
Данные двигатели могут оснащаться двухпутевой системой выпуска. Эта система уменьшает противодавление давление, открывая или закрывая управляющий клапан, установленный в главный глушитель.
Открытие или закрытие клапана происходит в зависимости от работы двигателя, таким образом достигается тихая работа на низких оборотах и уменьшается сопротивление на выпуске при высоких оборотах двигателя.

Конструкция
Управляющий клапан установлен в главный глушитель.

При преодолении отработавшими газами усилия пружины, клапан открывается в соответствии с давлением газов.

Работа:
1. Управляющий клапан закрыт (низкая частота вращения двигателя).
При низком давлении в главном глушителе клапан закрыт. Поэтому отработавшие газы не проходят через перепускной канал и шум от отработавших газов снижается.
2. Управляющий клапан открыт (средние и высокие частоты вращения двигателя).
Чем выше обороты двигателя и больше сопротивление на выпуске тем больше открывается управляющий клапан. Это позволяет пропускать значительную часть отработавших газов по перепускному каналу, таким образом существенно снижается противодавление.

Топливная система
Форсунки
Данные двигатели оснащены компактными форсунками, распылитель которых имеет 12 отверстий для лучшего распыления топлива.

Система перепуска топлива

Регулятор давления топлива, топливный фильтр и топливный насос объедены в топливную станцию, расположенную в бензобаке,это позволило избежать возврата топлива из подкапотного пространства. Благодаря этому снизилась температура внутри топливного бака, что привело к снижению выбросов паров топлива.

1 - топливный насос,

2 - топливный фильтр,

3 - форсунка,

4 - топливный коллектор,

5 - демпфер пульсаций давления топлива,

6 - регулятор давления,

7 - топливный бак.

Система зажигания

Общие сведения
В двигателях серии NZ используется система зажигания DIS-4 c одной катушкой зажигания для каждого цилиндра. Ее преимуществами являются точность определения момента подачи искры, отсутствие высоковольтных линий и вращающихся элементов.
Катушка зажигания
Колпачок, контактирующий со свечой, объединен с катушкой зажигания.

Для упрощения системы коммутатор встроен в катушку зажигания.