G16E gts: описание, технические характеристики, особенности конструкции

описание, технические характеристики, особенности конструкции

Инженерами объединенной команды GAZOO Racing концерна Toyota сконструирован и запущен в производство абсолютно новый образец двигателя. Основным отличием является отсутствие аналогов разработанной модели.

Содержание

  • Описание
  • Технические характеристики
  • Эксплуатация двигателя
  • Куда установлен

Описание

Двигатель G16E-GTS выпускается с 2020 года. Представляет собой рядный трехцилиндровый бензиновый агрегат объемом 1,6 л. с турбонаддувом, прямым впрыском топлива. Предназначен для установки на хэтчбек нового поколения GR Yaris – омологационную модель, способную принимать участие в чемпионатах по ралли.

Двигатель G16E-GTS

Изначально задуман как высокоскоростной, компактный, достаточно мощный и одновременно легкий мотор. В реализации проекта заложены знания и опыт, накопленные в ходе проведения различных соревнований по автоспорту.

По имеющейся информации рассматриваемая модель создана исключительно для японского внутреннего рынка. На европейский он будет поставляться в дефорсированном варианте (мощностью 261 л.с).

Блок цилиндров и ГБЦ изготовлены из алюминиевого сплава.

Поршни алюминиевые, шатуны стальные, кованные.

Привод ГРМ цепной. Сам механизм выполнен по схеме DOHC, т.е. имеет два распредвала, четыре клапана на один цилиндр. Регулирование фаз газораспределения производится системой Dual VVT. Это позволило значительно улучшить эксплуатационные характеристики двигателя, одновременно сократить расход топлива.

Отдельного внимания заслуживает single-scroll турбокомпрессор с вакуумным WGT. На ДВС G16E-GTS установлен турбонагнетатель с перепуском отработавших газов WGT (разработка BorgWarner). Характеризуется турбиной с изменяемой геометрией лопастей, наличием вакуумного клапана для сброса отработанных газов в атмосферу минуя турбину.

За счет оптимизации турбокомпрессора, доработки системы турбонаддува в целом, удалось достигнуть высоких мощности и крутящего момента в широких диапазонах работы качественно нового силового агрегата.

Технические характеристики

Объем двигателя, см³1618
Мощность, л.с272
Крутящий момент, Нм370
Степень сжатия10,5
Количество цилиндров3
Диаметр цилиндра, мм87,5
Ход поршня, мм89,7
Газораспределительный механизмDOHC
Привод ГРМцепь
Регулирование фаз газораспределенияDual VVT
Количество клапанов12
Топливная системаD-4S с непосредственным впрыском
Турбонаддувturbocharger
Используемое топливобензин
Интеркулер+
Материал блока цилиндровалюминий
Материал ГБЦалюминий
Расположение двигателяпоперечное

Эксплуатация двигателя

Ввиду не продолжительной эксплуатации (по времени) общей статистики по нюансам работы пока что нет. Но в обсуждениях на автофорумах был затронут вопрос надежности. Высказывались мнения о возможности высокой вибрации трехцилиндрового ДВС.

Однако, установка на силовой агрегат балансирного вала является решением этой проблемы, считают инженеры концерна.

Как показывает практика, в результате не только снижается вибрация, но и пропадают дополнительные шумы, повышается комфорт при езде.

Проведенные испытания двигателя подтвердили соответствие заложенных в него характеристик. Так, GR Yaris разгоняется от 0 до 100 км/час менее чем за 5,5 сек. При этом запас мощности в двигателе остается, что подтверждается ограничением скорости до 230 км/час.

Высокотехнологические решения инженерного корпуса компании Тойота позволили создать инновационное направление в моторостроении, результатом которого стало появление силового агрегата нового поколения.

Куда установлен

Двигатели Toyota — G16E-GTS


Двигатели Toyota — G16E-GTS




EN |
RU |
JP


Eugenio,77

mail@toyota-club. net

© Toyota-Club.Net
Oct 2020

ДвигательРабочий объем, см3Диаметр x Ход поршня, ммСтепень сжатияМощность, л.с.Крутящий момент, НмRONECS
G16E-GTS161887.5 x 89.710.5261 / 6500360 / 3000-460098D-4ST
G16E-GTS161887.5 x 89.710.5272 / 6500370 / 3000-460095D-4ST




Соответствие эко-нормативам: EURO 6b..6d

Масса (без масла и антифриза): 109

Порядок работы: 1-2-3

G16E-GTS (1.6 D-4ST ) — поперечного расположения, смешанный впрыск, турбонаддув,
DVVT-iW. Применение: Toyota Yaris GR



Когда мы впервые знакомились с японскими автомобилями, вершиной технологий считались даже не «легендарные JZ», а предшествующие им наддувные рядные шестерки серии M. Сегодня на малотиражной, но все-таки товарной модели тойотовцы снимают больше мощности и момента с вдвое меньшего числа цилиндров, объема и массы движка.

G16E-GTS (1.6 D-4ST)


Механическая часть

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. В верхней части перемычек между цилиндрами проходят наклонные каналы для антифриза. Шахта масляного щупа выполнена в массиве блока и выполняет роль канала для картереных газов.




1 — блок цилиндров, 2 — картер (крышка коренных подшипников), 3 — гильза.
b — канал слива масла, c — шахта масляного щупа, d — цилиндр, h — прилив под датчик детонации, k — выступ рубашки охлаждения, l — канал охлаждающей жидкости




1 — верхняя часть поддона, 2 — нижняя часть поддона. a — канал слива масла, b — маслоотражатель, c — масляный канал


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 — с 4 коренными шейками и 4 противовесами на крайних щеках. Крышки подшпиников интегрированы в картер. Шатуны кованые, верхние головки трапециевидной формы для уменьшения массы. Вкладыши подшипников алюминиевые, с металлизированным антифрикционным слоем. На упорных полушайбах нанесено дополнительное полимерное покрытие.




a-d — коренные шейки, e — противовес




1 — упорная шайба, 2 — верхний вкладыш, 3 — нижний вкладыш. a — металлический слой, b — полимерный слой


Поршни — алюминиевые, T-образные, с утонченными внутренними стенками. Канавка верхнего компрессионного кольца выполнена в нирезистовой вставке, кромки колец — с противоизносным углеродным покрытием (DLC). На рабочей части юбки нанесено полимерное покрытие (предварительно поверхность подвергнута дробеструйной обработке). Поршни соединяются с шатунами полностью плавающими пальцами со стопорными кольцами.




1 — верхнее компрессионное кольцо, 2 — нижнее компрессионное кольцо, 3 — маслосъемное кольцо. b — дробеструйная обработка и полимерное покрытие, c — DLC (Diamond Like Carbon) покрытие, d — нирезистовая вставка, e — дробеструйная обработка


Непосредственно от коленчатого вала приводится характерный для 3-цилиндровых моторов балансирный вал. Вал крепится к картеру отдельной опорой ради упрощения обслуживания.




1 — ведущая шестерня, 2 — коленвал, 3 — балансирный вал, 4 — корпус, 5 — ведомая шестерня, 6 — шайба


Опоры распредвалов отделены от головки блока. Выпускные клапаны — полые, с натриевым охлаждением. В приводе клапанов используются гидрокомпенсаторы клапанных зазоров и роликовые толкатели/рокеры.




1-4 — крышка подшипника распредвала, 5 — головка блока цилиндров, 6 — впускной клапан, 7 — впускной клапан, 8 — гидрокомпенсатор. c — отверстие под свечу зажигания, d — впуск, e — выпуск, f — седло клапана


Рубашка охлаждения в головке разделена на два уровня, что призвано ускорить течение антифриза.




a — верхний уровень, b — нижний уровень


Газораспределительный механизм приводится однорядной роликовой цепью шагом 9.525 мм, регулировка цепи — автоматическим гидронатяжителем.

Приводы изменения фаз газораспределения устанавливаются на распределительных валах и впускных, и выпускных клапанов (DVVT — Dual Variable Valve Timing). Приводы — гидравлические, на впуске — с расширенным диапазоном (VVT-iW), на выпуске — традиционный (VVT-i). Фазы изменяются в пределах 50° для впуска и 41° для выпуска. Отдельное описание принципов работы приведено по ссылке.




1 — звездочка выпускного распредвала, 2 — звездочка впускного распредвала, 3 — выпускной распредвал, 4 — впускной распредвал, 5 — гидрокомпенсатор, 6 — рокер, 7 — наконечник стержня, 8 — сухари, 9 — тарелка пружины, 10 — пружина клапана, 11 — маслосъемный колпачок, 12 — седло пружины, 13 — втулка клапана, 14 — клапан


Распредвалы сборного типа (кулачки насажены на полый вал). Выпускной профилированным кулачком приводит ТНВД, а задним торцом — вакуумный насос.

Цепь привода ГРМ закрыта двумя крышками, на верхней крепятся клапаны VVT, в нижнюю встроен масляный насос.




1 — крышка 2, 2 — э/м клапан VVT (выпуск), 3 — э/м клапан VVT (впуск), 4 — крышка 1


Головка блока накрыта полимерной крышкой, внутри которой выполнены каналы для подачи масла к рокерам.




1 — крышка ГБЦ, 2 — прокладка, 3 — масляный канал


Двигатель подвешен на трех опорах, правая из них «гидронаполненная», для снижения вибраций и шума.




1 — амортизатор правой опоры, 2 — амортизатор левой опоры, 4 — направлющая тяга

Смазка




1 — масляный канал, 2 — звездочка VVT (выпуск), 3 — звездочка VVT (впуск), 4 — натяжитель цепи, 5 — масляный насос, 6 — маслоохладитель, 7 — масляный фильтр, 8 — маслоприемник, 9-11 — масляная форсунка, 12 — турбокомпрессор


Масляный насос встроен в нижнюю крышку цепи ГРМ и приводится непосредственно от коленчатого вала.




1 — крышка цепи, 2 — ротор масляного насоса


Для смазки и охлаждения каждого из поршней используются по три масляные форсунки, с подводом масла через обратные клапаны.




1 — масляная форсунка. b — клапан


Масляный фильтр классического формата, но с бумажным элементом некоего нового типа, установлен горизонтально на кронштейне маслоохладителя.



Охлаждение

Система охлаждения классического типа — с механическим насосом и термостатом (номинальная температура открытия — 80-84°C).




1 — впускной патрубок и помпа, 2 — корпус дроссельной заслонки, 3 — расширительный бачок, 4 — выпускной патрубок, 5 — турбокомпрессор, 6 — радиатор, 7 — маслоохладитель, 8 — термостат




1 — насос, 2 — ротор, 3 — патрубок, 4 — термостат, 5 — патрубок (термостат). a — к маслоохладителю


Отдельный блок управления электродвигателем вентилятора позволяет регулировать его скорость в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, работы климат-контроля, скорости автомобиля и частоты вращения коленвала. Вентилятор — одиночный, большого диаметра.




1 — кожух, 2 — электромотор (ЭБУ), 3 — вентилятор


Впуск и выпуск




1 — корпус дроссельной заслонки, 2 — впускной коллектор, 3 — турбокомпрессор, 4 — воздушный фильтр, 5 — электропневмоклапан AICV, 6 — впускной канал 1, 7 — интеркулер


Система «Dual Intake System» — на впуске установлен клапан AICV, управляемый электропневмоклапаном. На низких оборотах воздух забирается только через канал 1, на высоких — открывается дополнительный канал.




1 — электропневмоклапан AICV, 2 — привод. a — нормальный впуск, b — , c — клапан закрыт, d — клапан открыт


Турбокомпрессор типа single-scroll встроен в выпускной коллектор. Управление давлением наддува — клапаном WGT с пневмоприводом. Клапан перепуска воздуха с электроприводом установлен для предотвращщения surge phenomenon (сопровождаемый шумом обратный ток наддувочного воздуха, возникающий при закрытии дроссельной заслонки). Для охлаждения наддувочного воздуха установлен фронтальный воздушный интеркулер.


Система управления / система впрыска топлива (D-4ST)

Впрыск топлива — комбинированный: непосредственный в камеру сгорания и распределенный во впускной канал.



При малых и средних нагрузках и низких оборотах используется смешанный впрыск — использование однородной смеси повышает устойчивость процесса сгорания и уменьшает выбросы.

При большой нагрузке используется непосредственный впрыск топлива — испарение топлива в цилиндре улучшает массовое наполнение цилиндров и уменьшает склонность к детонации.




1 — ECM, 2 — датчик давления топлива (ВД), 3 — топливный коллектор (ВД),
4 — форсунка (ВД), 5 — датчик давления (НД), 6 — топливный коллектор (НД), 7 — форсунка (НД), 8 — ЭБУ топливного насоса, 9 — топливный бак, 10 — топливный клапан, 11 — топливный фильтр, 12 — топливный насос (НД), 13 — топливный насос (ВД), 14 — топливный фильтр, 15 — дозирующий клапан, 16 — обратный клапан, 17 — редукционный клапан, 18 — выпускной распредвал




1 — форсунка (НД), 2 — форсунка (ВД)


· ТНВД — одноплунжерный, с дозирующим и обратным клапаном, с клапаном сброса давления, а также с демпфером пульсаций давления на входе. Давление топлива регулируется в пределах 2.4..22 МПа в зависимости от условий движения.




1 — дозирующий клапан, 2 — толкатель, 3 — форсунка (ВД), 4 — топливный коллектор (ВД), 5 — датчик давления топлива (ВД), 6 — топливный бак, 7 — главный клапан, 8 — топливный фильтр, 9 — топливный насос (НД), 10 — топливный насос (ВД), 11 — фильтр, 12 — плунжер, 13 — обратный клапан, 14 — редукционный клапан, 15 — выпускной распредвал. a — контур низкого давления, b — контур высокого давления, c — к топливному коллектору НД, d — топливный коллектор (ВД)


· Топливный коллектор (высокого давления) — стальной штампованный, в коллекторе установлен датчик давления, обеспечивающий обратную связь с блоком управления двигателем. Форсунки удерживаются пружинными держателями, которые снижают вибрации и не позволяют им перемещаться во время запуска (когда давление в цилиндре выше давления топлива в рампе).

· Топливный коллектор (низкого давления) — стальной штампованный, его стенки сами по себе служат демпфером пульсаций давления топлива. В коллекторе установлен датчик давления.

· Форсунки (высокого давления) — с 6-точечным распылителем, впрыскивают топливо в цилиндры в виде факела сложной формы для максимальной атомизации бензина.

· Форсунки (низкого давления) — с длинным 10-точечным распылителем, который подает топливо в поток воздуха и минимизирует его попадание на стенки.




1 — форсунка (ВД), 2 — датчик давления наддува 2, 3 — форсунка (НД), 4 — датчик давления топлива (НД), 5 — датчик положения распредвала (впуск), 6 — топливный насос (ВД), 7 — датчик положения распредвала (выпуск), 8 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 9 — электропневмоклапан VSV, 10 — датчик давления топлива (НД), 11 — датчик давления и температуры масла, 12 — датчик положения коленвала, 13 — датчик детонации, 14 — датчик давления наддува 1, 15 — корпус дроссельной заслонки




1 — катушка зажигания, 2 — вакуумный регулятор, 3 — клапан VVT (впуск), 4 — клапан VVT (выпуск), 5 — клапан перепуска воздуха, 6 — датчик разрежения


· Кислородные датчики — широкополосные датчики состава смеси (AFS) — планарный до катализатора, и колпачковый после (с разными типами нагревателя).

· Датчик массового расхода воздуха (MAF) — типа «slot-in» — расход воздуха определяется по разности температур на двух чувствительных элементах, между которыми находится нагреватель.

· Дроссельная заслонка — с электронным управлением (ETCS): привод двигателем постоянного тока, бесконтактный двухканальный датчик положения на эффекте Холла.

· Датчик положения педали акселератора — бесконтактный двухканальный, на эффекте Холла.

· Датчик детонации — плоский широкополосный пьезоэлектрический.

· Датчик давления и температуры масла — комбинированный.

· Датчики давления топлива — в контурах и высокого, и низкого давления.

· Датчик разрежения — на входе турбокомпрессора.

· Датчики давления наддува — после турбокомпрессора и во впускном коллекторе.

· Датчики положения коленвала и распредвалов — MRE-типа.

· Вентиляция картера (PCV) — с крупным маслосепаратором. Встроенный в головку блока клапан PCV позволил избавиться от лишнего вакуумного шланга.




1 — сепаратор, 2 — впускной коллектор, 3 — вентиляционный шланг, 4 — клапан PCV


· Система улавливания паров топлива (EVAP) — простого типа, с единственным клапаном продувки адсорбера, сам адсорбер встроен в модуль топливного насоса.

· Сажевый фильтр (GPF) встроен в выпускной тракт — подробнее см. «Сажевые фильтры бензиновых двигателей Toyota (GPF)».


Электрооборудование

· Система зажигания — типа DIS-3 (отдельная катушка зажигания со встроенным коммутатором на каждый цилиндр).

· Свечи зажигания — NGK DILKAR8U7G — «тонкие» (с уменьшенным диаметром резьбы и под ключ на 14), с центральным электродом из иридиевого сплава и платиновым контактом на боковом электроде, с удлиненной резьбовой частью (Long Reach).

· Система запуска — стартер с планетарным редуктором, мощностью 1. 7 кВт и с встроенным ICR-реле, которое должно стабилизировать бортовое напряжение во время запуска.

· Привод навесных агрегатов единым ремнем, с автоматическим натяжителем. В составном шкиве генератора находится пружина для уменьшения крутильных колебаний.




1 — генератор, 2 — помпа, 3 — компрессор кондиционера, 4 — коленвал, 5 — натяжитель, 6 — кольцо. a — защита от защемления

Большой обзор двигателей Toyota

·
AZ ·
MZ ·
NZ ·
SZ ·
ZZ ·
AR ·
GR ·
KR ·
NR ·
ZR ·
AD ·
GD ·
ND ·
VD ·
A25.M20 ·
F33 ·
G16 ·
M15 ·
V35 ·





Более 2000 руководств

по ремонту и техническому обслуживанию

автомобилей различных марок

 











Двигатели Toyota — G16E-GTS


Двигатели Toyota — G16E-GTS


ЕН |
JP

Евгенио,77
mail@toyota-club. net
© Toyota-Club.Net
окт 2020

В нашем обзоре описаны основные технические характеристики совершенно нового спортивного двигателя Toyota для GR Yaris и GR Corolla.

евро

Двигатель Рабочий объем см 3 Диаметр x ход, мм Компр. Мощность, л.с. Крутящий момент, Нм АИ ECS Рынок
G16E-GTS 1618 87,5 х 89,7 10,5 261/6500 360/3000-4600 98 Д-4СТ
272 / 6500 370 / 3000-4600 98 AUS
272 / 6500 370 / 3000-4600 95 JAP
300 / 6500 370 / 3000-5550 *
304 / 6500 400 / 3250-4600 *

Соответствие экостандартам: ЕВРО 6b. .6d
Сухой вес: 109 кг
Порядок стрельбы: 1-2-3

G16E-GTS (1.6 D-4ST) — поперечного расположения, комбинированный впрыск, турбированный, ДВВТ-iW.

Когда мы впервые знакомились с японскими автомобилями, вершиной технологий считался даже не «легендарный JZ», а заряженная рядная шестерка старшей М-серии. Сегодня для немассовой, но все же коммерческой модели Toyota получает больше мощности и крутящего момента за счет вдвое меньшего числа цилиндров, вдвое меньшего рабочего объема и вдвое меньшего веса двигателя.

G16E-GTS (1,6 D-4ST)

Двигатель механический

Блок цилиндров — алюминиевый «открытая дека» с тонкими чугунными гильзами. Вкладыши сплавлены в блок, а их специальная шероховатая внешняя поверхность обеспечивает прочное соединение. Между цилиндрами просверлены наклонные каналы охлаждающей жидкости. Канал указателя уровня масла выполнен в блоке и служит каналом для картерных газов.

1 — блок цилиндров, 2 — крышка коренного подшипника, 3 — гильза цилиндра.
б — маслосливной канал, в — канал указателя уровня масла, г — внутренний диаметр цилиндра,
з — бобышка датчика детонации, и — боковой паз, к — мелкодонная водяная рубашка, л — водовод

1 — масляный поддон, 2 — масляный поддон 2. а — маслосливной канал, б — противовзрывная перегородка, в — маслопровод высокого давления

Ось коленчатого вала смещена на 10 мм относительно линий осей цилиндров («десаксация» или смещение), что снижает боковую составляющую силы, прилагаемой поршнем к стенке цилиндра, снижает трение и износ.

Коленчатый вал имеет 4 коренные шейки и 4 противовеса. Крышки подшипников встроены в картер. Кованые шатуны, трапециевидные верхние головки для снижения веса. Подшипники алюминиевые, с металлическим антифрикционным слоем. На упорные шайбы нанесено дополнительное полимерное покрытие.

a-d — коренная шейка подшипника, e — противовес

1 — верхняя упорная шайба коленчатого вала, 2 — верхний коренной подшипник (подшипник коленчатого вала), 3 — нижний коренной подшипник (подшипник коленчатого вала). а — металлическая накладка, б — смоляная накладка

Поршни алюминиевые, Т-образные, с тонкими внутренними стенками. Канавка верхнего компрессионного кольца выполнена во вставке из нирезиста. Края колец покрыты DLC (алмазоподобным углеродом). На рабочую часть юбки поршня наносится полимерное покрытие (эта поверхность предварительно подвергалась дробеструйной обработке). Поршни соединены с шатунами полностью плавающими пальцами со стопорными кольцами.

1 — компрессионное кольцо 1, 2 — компрессионное кольцо 2, 3 — маслосъемное кольцо.
b — дробеструйная обработка и покрытие смолой, c — покрытие DLC,
d — нирезистивный чугун, e — дробеструйная обработка

Балансирный вал приводится в движение от коленчатого вала. Вал крепится болтами к картеру с помощью отдельной опоры для удобства обслуживания.

1 — ведущая шестерня, 2 — коленчатый вал, 3 — балансирный вал, 4 — корпус, 5 — ведомая шестерня, 6 — регулировочная шайба

Крепления распределительного вала отделены от головки блока цилиндров. Выпускные клапаны полые, с натриевым охлаждением. В механизме клапанного механизма имеются гидравлические регуляторы зазора клапанов и роликовые коромысла.

1-4 — крышка подшипника распределительного вала, 5 — головка блока цилиндров, 6 — впускной клапан, 7 — выпускной клапан, 8 — гидрокомпенсатор. а — сторона впуска, б — сторона выпуска

Рубашка охлаждения головки разделена на два уровня для ускорения потока антифриза.

а — водяная рубашка (верхняя), б — водяная рубашка (нижняя)

Привод ГРМ — однорядная роликовая цепь (шаг 9,525 мм) с гидронатяжителем. Установлены приводы

VVT как для впускного, так и для выпускного распредвалов (DVVT — Dual Variable Valve Timing). Приводы — гидравлического типа, широкодиапазонные для впуска (VVT-iW), традиционные для выхлопа (VVT-i). Диапазон изменения фаз газораспределения — 70° на впуске и 41° на выпуске. Подробнее о работе Toyota VVT .

1 — шестерня газораспределительного механизма (выпускной), 2 — шестерня газораспределительного механизма (впускной), 3 — распредвал выпускных клапанов, 4 — распредвал впускных клапанов, 5 — компенсатор зазора клапанов, 6 — коромысло, 7 — крышка стержня клапана, 8 — фиксатор пружины клапана, 9 — тарелка пружины клапана, 10 — пружина сжатия клапана, 11 — сальник стержня клапана, 12 — седло пружины клапана, 13 — направляющая втулка клапана, 14 — клапан

Распредвалы модульные (кулачки установлены на полом валу). Выпускной распределительный вал приводит в действие впрыскивающий насос с помощью профильного кулачка, а также приводит в движение вакуумный насос.

Цепь привода ГРМ закрыта двумя крышками (к верхней крепится клапан VVT-iW и VVT-i), а к нижней крепится масляный насос.

1 — крышка 2, 2 — соленоид управления VVT (выпуск), 3 — соленоид управления VVT (впуск), 4 — крышка

Головка блока цилиндров закрыта алюминиевым кожухом, снабженным маслоподводящим патрубком для смазки коромысел.

1 — крышка головки блока цилиндров, 2 — прокладка, 3 — маслопровод

Двигатель подвешен на трех опорах, правая — «гидравлическая» для снижения вибрации и шума.

1 — изолятор правой опоры, 2 — изолятор левой опоры, 3 — тяга управления

Смазка

1 — маслонапорный патрубок, 2 — привод ГРМ (выпуск), 3 — привод ГРМ (впуск), 4 — натяжитель цепи, 5 — масляный насос, 6 — масляный радиатор, 7 — масляный фильтр, 8 — масляный фильтр, 9-11 — масляная форсунка, 12 — турбокомпрессор

Масляный насос традиционной конструкции, встроен в нижнюю крышку цепи и приводится непосредственно от коленчатого вала.

1 — крышка цепи ГРМ, 2 — ротор масляного насоса. а — задняя крышка

Предусмотрены масляные форсунки, которые смазывают и охлаждают поршни, питаемые через обратные клапаны.

1-3 — масляная форсунка. б — обратный клапан

Масляный фильтр классического формата, но с бумажным элементом нового типа, установленным горизонтально на кронштейне масляного радиатора.

Охлаждение

Система охлаждения классического типа — с механическим насосом и термостатом (номинальная температура открытия — 80-84°С).

1 — корпус водозаборника с водяным насосом, 2 — корпус дроссельной заслонки, 3 — расширительный бачок, 4 — кожух водоотвода, 5 — турбонагнетатель, 6 — радиатор, 7 — маслоохладитель, 8 — термостат. а — от радиатора отопителя, б — к радиатору отопителя

1 — насос охлаждающей жидкости, 2 — ротор насоса, 3 — впускной патрубок, 4 — термостат, 5 — впускной патрубок (термостат). а — к масляному радиатору

Блок управления двигателем вентилятора позволяет бесступенчато регулировать скорость вращения вентилятора в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, климат-контроля, скорости автомобиля и оборотов двигателя. Вентилятор — одинарный, большого диаметра.

1 — кожух, 2 — двигатель вентилятора (ЭБУ), 3 — вентилятор

Впуск и выпуск

1 — корпус дроссельной заслонки, 2 — впускной коллектор, 3 — турбокомпрессор, 4 — воздухоочиститель, 5 — AICV VSV, 6 — вход воздухоочистителя 1, 7 — интеркулер

«Система двойного впуска» — на входе воздуха установлен клапан AICV, управляемый VSV. При малых оборотах воздух забирается только через канал 1, при высоких оборотах открывается дополнительный канал.

1 — АИКВ ВСВ, 2 — исполнительный механизм. а — нормальный воздухозаборник, б — усиленный воздухозаборник,
c — AICV закрыт, d — AICV открыт

Турбокомпрессор с одной спиралью встроен в выпускной коллектор. Контроль давления наддува с помощью клапана WGT пневматического типа. Для предотвращения явления помпажа (обратного потока наддувочного воздуха при закрытии дроссельной заслонки) установлен перепускной клапан с электроприводом. Установлен фронтальный интеркулер типа воздух-воздух.

Топливная система/Управление двигателем (Д-4СТ)

Впрыск топлива — комбинированный: непосредственно в камеру сгорания и многоточечный во впускные каналы.

При низких и средних нагрузках — применяется комбинированный впрыск — гомогенная смесь повышает стабильность процесса сгорания и снижает выбросы. При большой нагрузке используйте непосредственный впрыск топлива — улучшается испарение топлива в наполняющей массе цилиндра и снижается склонность к детонации.

1 — ECM, 2 — датчик давления топлива (высокое давление), 3 — топливная рампа (высокое давление), 4 — форсунка (высокое давление), 5 — датчик давления топлива (низкое давление), 6 — топливная рампа (низкое давление), 7 — форсунка (низкое давление), 8 — ЭБУ топливного насоса, 9 — топливный бак, 10 — главный топливный клапан, 11 — топливный фильтр, 12 — топливный насос (низкое давление), 13 — топливный насос (высокое давление), 14 — топливный фильтр, 15 — перепускной клапан, 16 — обратный клапан, 17 — клапан сброса топлива, 18 — выпускной распределительный вал

1 — форсунка (низкое давление), 2 — форсунка (высокое давление)

· ТНВД (высокого давления) — одноплунжерный с регулирующим клапаном, перепускным клапаном, обратным клапаном. Давление топлива регулируется в пределах 2,4..20 МПа в зависимости от условий движения.

1 — клапан контроля пролива, 2 — роликовый подъемник, 3 — инжектор (высокого давления),
4 — топливная рампа (высокое давление), 5 — датчик давления топлива (высокое давление),
6 — топливный бак, 7 — главный топливный клапан, 8 — топливный фильтр, 9- топливный насос (низкого давления), 10 — топливный насос (высокого давления), 11 — топливный фильтр, 12 — плунжер, 13 — обратный клапан, 14 — клапан сброса топлива, 15 — выпускной распределительный вал.
а — топливо низкого давления, б — топливо высокого давления, в — в топливную рампу (низкое давление), г — топливную рампу (высокое давление)

· Топливная рампа (высокого давления) — штампованная из стали, содержит датчик давления топлива для обеспечения обратной связи.
· Топливная рампа (низкого давления) — стальная штампованная, сами ее стенки служат демпфером пульсаций давления топлива. Датчик давления установлен в рейке.
· Форсунки (высокого давления) — с 6-точечной форсункой впрыскивают топливо в цилиндры по типу факела сложной формы для максимального распыления бензина.
· Форсунки (низкого давления) – с длинным 10-точечным распылителем, который подает топливо в воздушный поток и минимизирует воздействие топлива на стенки.

1 — форсунка (высокое давление), 2 — датчик давления наддува 2, 3 — форсунка (низкое давление), 4 — датчик давления топлива (низкое давление), 5 — датчик положения распредвала (впуск), 6 — топливный насос (высокое давление) , 7 — датчик положения распредвала (выпускной), 8 — датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя, 9- EVAP VSV, 10 — датчик давления топлива (высокого давления), 11 — датчик давления и температуры масла, 12 — датчик положения коленчатого вала, 13 — датчик детонации, 14 — датчик давления наддува 1, 15 — корпус дроссельной заслонки

1 — катушка зажигания, 2 — клапан регулирования вакуума, 3 — соленоид управления VVT (впуск), 4 — соленоид управления VVT (выпуск), 5 — клапан перепуска воздуха, 6 — датчик вакуума

· Кислородные датчики — датчик состава топливовоздушной смеси (AFS) — планарного типа перед катализатором и чашеобразного после катализатора (разные нагреватели).
· Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) — «щелевого» типа — расход воздуха определяется по разнице температур двух чувствительных элементов, между которыми расположен нагреватель.
· Дроссельная заслонка с электронным управлением (ETCS): двигатель постоянного тока, двухканальный бесконтактный датчик положения (эффект Холла).
· Датчик положения педали акселератора — двухканальный бесконтактный (эффект Холла).
· Датчик детонации — плоский пьезоэлектрический.
· Комбинированный датчик давления/температуры масла.
· Датчики давления топлива — для контуров высокого и низкого давления.
· Датчик вакуума — на входе в турбонагнетатель.
· Датчики давления наддува — после турбокомпрессора и во впускном коллекторе.
· Датчики положения коленвала и распредвала — типа MRE.

· Вентиляция картера (PCV) — с большим маслоотделителем. Встроенный клапан PCV в головке позволяет избавиться от лишнего вакуумного шланга.

1 — вентиляционный короб, 2 — впускной коллектор, 3 — вентиляционный шланг, 4 — клапан PCV

· Система испарения топлива (EVAP) — простой вариант, с одним клапаном продувки адсорбера с ШИМ-управлением, адсорбер встроен в модуль топливного насоса.

· Сажевый фильтр встроен в выхлопную систему – подробности см. в «Фильтры твердых частиц (GPF) для бензиновых двигателей Toyota» .

Электрооборудование

· Система зажигания — типа DIS-3 (отдельная катушка со встроенным воспламенителем для каждого цилиндра).
· Свечи зажигания — NGK DILKAR8U7G — «тонкие» (уменьшенный диаметр резьбы), наконечник центрального электрода из иридиевого сплава, боковой электрод с платиновым покрытием, удлиненная резьбовая часть (Long Reach).
· Стартер с планетарным редуктором (1,7 кВт) и встроенным ICR-реле, которое должно стабилизировать бортовое напряжение при пуске.
· Разрезной шкив генератора содержит пружину для уменьшения крутильных колебаний.

1 — генератор, 2 — водяной насос, 3 — компрессор кондиционера, 4 — коленчатый вал,
5 — натяжитель, 6 — смоляное кольцо. а — форма предотвращения застревания посторонних предметов

Дополнительную информацию можно найти в обзоре двигателей M15 или A25 (ссылки ниже).


Обзор двигателей Toyota
·
Аризона ·
МЗ ·
Новая Зеландия ·
СЗ ·
ЗЗ ·
АР ·
ГР ·
КР ·
НР ·
ЗР ·
н.э. ·
ГД ·
без даты ·
ВД ·
А25.М20 ·
F33 ·
G16 ·
М15 ·
V35 ·


Все, что вам нужно знать – Dust Runners Automotive Journal

Если вы посмотрите на послужной список Toyota в области создания современных спортивных автомобилей, то увидите, что он во многом основан на сотрудничестве с другими компаниями. FRS и GT86 используют мотор от Subaru, а Supra — это Z4 в модной одежде. Хотя обе эти машины хороши сами по себе, Yaris GR отличается тем, что это полностью продукт Toyota, чего мы давно не видели.

У Yaris GR есть куча действительно классных вещей, которые делают его интересным, но сегодня мы здесь для мотора. Под капотом вы найдете Toyota G16E-GTS с 1,6-литровым трехцилиндровым двигателем, в отличие от всего, что мы действительно видели раньше, в том смысле, что это буквально самый мощный продукт с рядным 3-цилиндровым двигателем, когда-либо созданный. титул, который ранее принадлежал BMW.

Как вы, наверное, знаете, Toyota уже довольно давно ничего не делает с точки зрения производительности двигателей. Они в значительной степени достигли пика на 2JZ, и с тех пор это снижение. В конце концов, это имеет смысл, потому что Toyota больше сосредоточена на производстве экономичных автомобилей, которые хорошо продаются и приносят прибыль. Денег просто больше нет на автомобили с высокими характеристиками.

Конечно, это мнение было перевернуто с ног на голову с появлением G16E-GTS, небольшого 1,6-литрового трехцилиндрового двигателя, в отличие от всего, что Toyota создавала для серийных дорожных автомобилей.

Стоит отметить, что этот двигатель должен был соответствовать нормам выбросов Евро-6, а это означало, что Toyota пришлось внести множество изменений и конструктивных решений во имя повышения эффективности. Присмотревшись к этому двигателю, давайте посмотрим на него сверху вниз, начиная с ГБЦ.

Головка блока цилиндров

Начнем с самой основной информации: G16E-GTS — это двигатель с двумя верхними распредвалами и четырьмя клапанами на цилиндр. Поскольку у него всего три цилиндра, общее количество клапанов достигает 12. Немного странно видеть это число, если вы привыкли к четырехцилиндровым двигателям, которые почти всегда имеют 16 клапанов, но это немного не по теме.

Сама головка изготовлена ​​из литого алюминия, как и большинство современных двигателей. Это сделано для экономии веса и тепловой эффективности. Внутри литья головки вы найдете двухуровневую рубашку охлаждающей жидкости для улучшения потока. Toyota, очевидно, должна была сделать акцент на том, чтобы этот двигатель оставался холодным, особенно учитывая, что он был разработан с учетом использования на треке, где ваш двигатель подвергается экстремальным нагрузкам в течение длительных периодов времени.

Кулачки и VVTi-W

На этапе исследования для этой статьи меня несколько удивило то, что этот двигатель не имеет регулируемого подъема клапана. За последние 30 лет регулируемый подъем клапана можно было найти на большинстве маломощных двигателей, но с этим двигателем это не проблема.

Вместо регулируемого подъема клапанов Toyota решила дать этому двигателю возможность изменять фазы газораспределения за счет использования кулачковых фазовращателей на передней части распределительных валов, которые, кстати, являются полыми для снижения веса и уменьшения паразитных потерь, что в конечном итоге используется для улучшения эффективность еще выше.

На впускном кулачке эта система дает G16E-GTS 70-градусную регулировку фаз газораспределения, а на выпускной стороне — 41-градусную регулировку фаз газораспределения.

Вам может быть интересно, почему на стороне впуска больше настроек, потому что на стороне впуска используется VVTi-W, а на стороне выпуска — VVTi. Также хуже отметить, что вы, как правило, увидите больше преимуществ в производительности и эффективности от большего диапазона регулировки на стороне впуска по сравнению со стороной выпуска.

Отверстия и клапаны

Присмотревшись к отверстиям на головке блока цилиндров, вы заметите нечто совершенно отличное от того, что вы привыкли видеть на двигателях с малой производительностью, а именно путь самого отверстия. Это отличается от того, что вы обычно видите, потому что G16E-GTS является частью линейки двигателей Toyota Dynamic Force, в которой используется гораздо более широкий угол наклона клапана, чем в среднем двигателе.

Проще говоря, воздухозаборник в основном менее прямой и более наклонен вниз. Это, в сочетании с широким углом клапана, придает этому двигателю уникальные характеристики, которые обеспечиваются эффективностью и мощностью. При использовании крутого впускного отверстия и увеличенного угла клапана воздух действительно больше проходит через заднюю сторону клапана в цилиндр, а не огибает заднюю сторону клапана.

Когда вы визуализируете это, вы увидите, что в результате получается гораздо лучший путь для впускного потока, что в конечном итоге приводит к гораздо лучшему потоку, распылению топлива и, в конечном итоге, к большей эффективности и мощности. Выпускные клапаны заполнены натрием для улучшения охлаждения, что вы найдете на значительной части двигателей, ориентированных на производительность.

Что еще интереснее с отверстиями на головке, так это то, что Toyota использует станки с ЧПУ для частичного сглаживания впускных отверстий. Когда голова сделана, она имеет шероховатую поверхность, потому что это литой материал, поэтому он немного пористый.

Ранее более популярный процесс, известный как портирование и полировка, представляет собой процесс, при котором порты увеличивают и сглаживают. Сглаживание сделано, чтобы помочь улучшить поток воздуха, позволяя воздуху более плавно поступать в цилиндры, по крайней мере, теоретически.

На G16E-GTS Toyota не полирует отверстия вручную, а использует станки с ЧПУ, чтобы сгладить вход впускных отверстий, оставив остальную часть шероховатой. Теоретически это должно помочь с производительностью и эффективностью. Просто странно, что они это делают только на входе в порт, а не на всем.

Возможно, это просто улучшение перехода от впускного коллектора к впускному каналу, но это только мои предположения.

Сам впускной коллектор использует систему переменной длины, что довольно часто можно увидеть у Toyota и современных двигателей в целом. Проще говоря, эта система имеет перегородку, разделяющую впускной коллектор на две ступени, и клапан управления впускным воздухом в перегородке, который открывается и закрывается для изменения эффективной длины направляющих впускного коллектора в зависимости от частоты вращения двигателя и открытия дроссельной заслонки. угол.

Проще говоря, это просто система, помогающая повысить мощность независимо от оборотов двигателя за счет оптимизации длины впускного патрубка и скорости воздуха. Для людей, модифицирующих свои двигатели для абсолютной максимальной производительности, это часто, но не всегда, полностью удаляется.

Система впрыска

С точки зрения впрыска, G16E-GTS не представляет собой ничего особенного, поскольку в нем используется система впрыска топлива Toyota D-4S, как и все другие двигатели Dynamic Force от Toyota, которая состоит из прямого и портового впрыска для лучший из двух миров.

Проще говоря, непосредственный впрыск обеспечивает большую точность и точность в отношении распыления топлива и времени, в то время как впрыск через порт помогает свести к минимуму нагар на клапанах, а впрыск через порт гораздо проще модернизировать для послепродажного обслуживания по сравнению с прямым впрыском.

Турбокомпрессор

С точки зрения турбокомпрессора, опять же, удивительно видеть такую ​​простую установку. Как и во многих современных автомобилях, турбонаддув объединен с выпускным коллектором как единое целое. Это то, что вы увидите на других двигателях Toyota, таких как 3SGTE, а также на других двигателях с высокими характеристиками, таких как BMW N55.

Турбокомпрессор представляет собой относительно небольшой узел, обеспечивающий этому двигателю большую мощность на низких оборотах и ​​приемистость. Он имеет шарикоподшипниковую установку и использует конструкцию с одной прогулкой. Вам может быть интересно, почему он не использует двойную прокрутку, как вы увидите на других современных высокопроизводительных двигателях, и это потому, что нет никакой пользы от двойной прокрутки при использовании на движке только с одним банком.

Под этим я подразумеваю, что у этого двигателя всего три цилиндра, а это значит, что ряд цилиндров только один. Двойная спираль действительно выигрывает только там, где есть два ряда цилиндров, как и в случае с рядным 6, где три цилиндра могут приводить в действие каждую спираль турбонаддува.

Блок и внутренние детали

Двигаясь вниз от головки блока цилиндров, давайте подробнее рассмотрим блок цилиндров и внутренние детали внутри двигателя. Только головка блока изготовлена ​​из литого алюминия, что опять же довольно стандартно для всех современных двигателей. В основном это сделано для экономии веса и тепловой эффективности, а также потому, что на самом деле нет веских причин использовать чугун в этом типе применения, если потенциальное снижение производственных затрат не является приоритетом.

В блоке используется конструкция с открытой декой, что меня немного удивило, учитывая, насколько этот двигатель ориентирован на производительность. Мы подробно рассказывали об этом в других статьях, но в основном закрытая конструкция деки обеспечивает большую устойчивость цилиндра, особенно в верхней части цилиндра, где давление в цилиндре достигает самого высокого значения. Конструкция с открытой декой улучшает охлаждение и уменьшает точки перегрева в цилиндре, но обеспечивает гораздо меньшую прочность и жесткость в верхней части цилиндра.

Учитывая высокое давление в цилиндрах этого двигателя, можно было подумать, что Toyota будет использовать конструкцию с закрытой декой, но они этого не сделали. Втулки для цилиндра сделаны из чугуна, и они очень тонкие, до такой степени, что вы не сможете расточить этот двигатель. Если где-то в двигателе произошла неизбежная неисправность, и цилиндр нужно было расточить как часть процесса восстановления, вам просто нужно было бы вместо этого купить новый блок.

Поршни изготовлены из алюминия и имеют Т-образную форму. Еще одна вещь, которая меня удивила во время исследования для этой статьи, это то, насколько высока степень сжатия этого двигателя — 10,5:1. Раньше это считалось довольно высоким для безнаддувного двигателя, поэтому видеть, что в приложении с наддувом от 20 до 30 фунтов было довольно дико.

Поршни также имеют тонкие внутренние стенки для уменьшения веса вращающегося узла. Канавка верхнего компрессионного кольца выполнена во вставке из нирезиста, а кромки поршней покрыты DLC (алмазоподобным углеродом).

Шатуны кованые, как и следовало ожидать от небольшого двигателя с такой высокой мощностью, а коленчатый вал изготовлен из кованой стали с индукционной закалкой. Действительно интересная вещь, которую Toyota сделала со всем этим вращающимся узлом, — это смещение центральной линии коленчатого вала от центральной линии цилиндров на 10 градусов.

Это было сделано для уменьшения поперечной силы, с которой поршень действует на стенку цилиндра, что снижает трение и износ. Это не то, что я действительно видел на каких-либо других движках, поэтому мне любопытно, станем ли мы чаще видеть это в приложениях для повышения производительности.

Угол поворота коленчатого вала двигателя составляет 120 градусов, что типично для трехцилиндрового двигателя, так что в этом отношении нет ничего особенного. Из-за изначально неуравновешенного характера двигателей с нечетным числом цилиндров Toyota добавила балансировочные валы, чтобы уменьшить вибрации, ощущаемые в салоне.

Нижняя часть оснащена девятью поршневыми маслораспылителями, по три на поршень. Это помогает поддерживать охлаждение поршней, что особенно важно для количества наддува и мощности, которые производит этот двигатель, и вся эта мощность распределяется только по трем цилиндрам. Это создает тонну нагрузки и напора на каждый поршень по сравнению с двигателем аналогичной выходной мощности с большим количеством цилиндров.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *