Двигатель Toyota 1CD-FTV

Дизельный двигатель 1CD FTV, оснащенный непосредственным впрыском топлива Common Rail, был представлен корпорацией Toyota в 1999 году. Агрегат предназначался для установки на легковые автомобили. Одновременно началось производство унифицированного мотора 1KD с увеличенным объемом, который применялся на коммерческих машинах. К 2007 году выпуск силового агрегата 1CD прекратился.

Характеристики

Модификации

Моторные заводы Toyota выпускали несколько вариантов силовых агрегатов:

1. Для оснащения седана Avensis производился вариант мотора, отличавшийся меньшей мощностью (90 л. с. при 4000 об/мин). В конструкции используется турбокомпрессор с упрощенной схемой управления, механический натяжитель ремня навесного оборудования и стандартный генератор.
2. Силовой агрегат для кроссовера Rav-4, развивающий мощность 110-116 л. с. Мотор оснащен регулируемым нагнетателем и автоматическим изменением силы натяжения ременного привода.
3. Версия для внутреннего рынка, встречается на автомобилях Previa. Особенностью конструкции является балансирный вал с приводом от шестеренной передачи.

Применяемость

Конструкция

Силовой агрегат 1CD FTV представляет собой рядный 4-цилиндровый дизель, оснащенный системой подачи воздуха под давлением. Конструкция блока предусматривает поперечное расположение в моторном отсеке. Мотор приспособлен к работе с механическими и автоматическими трансмиссиями.

Блок цилиндров

Мотор оснащен чугунным блоком, зеркала цилиндров выполнены непосредственно в теле отливки. На боковой поверхности имеются ребра жесткости. Сверху установлена алюминиевая головка блока, в которой расположены 2 распределительных вала. Каждый цилиндр имеет по 4 клапана, впускные и выпускные каналы разнесены по разным сторонам головки. В ней имеется форсунка, впрыскивающая топливо непосредственно в камеру сгорания. Для обеспечения легкого запуска при отрицательных температурах использованы свечи накаливания.

Алюминиевый поршень имеет камеру сгорания, выполненную в днище. Дополнительно сделаны выемки для тарелок клапанов. Верхнее компрессионное кольцо установлено в канавку, сформированную вставкой из износоустойчивого материала (нирезиста). В теле поршня имеется полость для дополнительного охлаждения, на юбку напылено антифрикционное покрытие. Стальной коленчатый вал имеет 5 опор, коренные и шатунные шейки закалены при помощи технологии ТВЧ.

Привод ГРМ

Привод газораспределительного механизма реализован посредством зубчатого ремня. Настройка натяжения автоматическая, выполняется при помощи гидравлического регулятора. Вращение от ременной передачи получает выпускной распредвал, вал впуска связан с ним шестеренной передачей. Привод ГРМ используется для вращения вала насоса высокого давления и масляной помпы.

На хвостовике выпускного вала расположен вакуумный насос. Изменение зазора между кулачком и толкателем клапана осуществляется при помощи шайб, которые устанавливаются на внешнюю поверхность толкателя.

Топливная система

На моторах 1CD FTV применяется оригинальный насос ТНВД, объединяющий в 1 корпусе несколько узлов. В состав конструкции входят: помпа подкачки топлива, модуль распределительных и управляющих клапанов и главный насос высокого давления (состоящий из 2 рабочих камер). В схеме насоса используется направляющий диск, выполненный в форме эллипса. Плунжеры насоса управляются внешней стороной диска, обеспечивая подачу топлива под давлением в специальную камеру. В топливном канале имеется клапан, предотвращающий обратный сток жидкости.

Дополнительные клапаны изменяют объем топлива, подаваемого в полость насоса. Конструкция позволяет поддерживать необходимое значение давления в полости рампы, которая применяется для подачи горючего на форсунки. Топливная рампа оснащена сенсором и предохранительным ограничителем давления, который настроен при производстве узла. Конструкция электронного сенсора не допускает повторной установки детали (не обеспечивается герметичность стыка).

Стекающее из рампы и форсунок топливо прогревается теплом от работающего двигателя. Для снижения температуры жидкости используется специальный модуль, расположенный под днищем автомобиля. Форсунки 1CD имеют электрогидравлическое управление, позволяющее поднимать рабочее давление впрыска. Из-за наличия в конструкции каналов с малым сечением устройство требует топлива высокого качества. Примеси и грязь засоряют протоки и выводят форсунку из строя.

Впуск и выпуск

Впускные каналы выполнены в виде съемного коллектора, имеющего воздуховоды различной длины. В конструкции имеется резонатор, снижающий шумность при работе двигателя. Дроссельный узел оснащен заслонкой с электрическим приводом, обеспечивающим точное регулирование потока.

Для понижения токсичности выхлопных газов применена система рециркуляции EGR, отводящая часть потока обратно на впуск, что позволяет снизить температуру в цилиндрах. Регулировка интенсивности выполняется шаговым электромотором, перемещающим шток клапана. Для снижения температуры отводимых выхлопных газов применяется охлаждение антифризом.

Для повышения давления в системе впуска используется турбокомпрессор. В конструкции узла отсутствует классический перепускной клапан для регулировки интенсивности наддува. Вместо него применены направляющие лопатки, которые изменяют скорость потока газов, подаваемых на рабочее колесо турбины. Лопатки размещены на специальном управляющем кольце, имеющем пневматический привод.

Для обеспечения работы нагнетателя на низких оборотах лопатки устанавливаются в закрытое положение, оставляя для потока газов небольшой зазор. Таким образом поддерживаются необходимые обороты и производительность компрессора в режиме холостого хода двигателя. По мере роста нагрузок колесо с лопатками поворачивается, изменяя скорость потока газов. При большой нагрузке каналы полностью открыты.

Система управления

В конструкции силового агрегата используется электронный блок управления двигателем. Педаль газа не имеет механической связи с системой подачи топлива. Вместо этого применены сенсоры и исполнительные электронные устройства. В конструкции мотора снижено число пневмоприводов, взамен используются шаговые электрические двигатели.

Для обеспечения работы электроники в бортовой сети установлен генератор с модернизированной схемой обмоток статора. Новая конструкция обеспечивает стабильное напряжение и пониженный уровень электромагнитных помех. В приводе ротора применена обгонная муфта, снижающая нагрузки на поликлиновый ремень привода.

Впрыск топлива в цилиндры выполняется в 2 шага — сначала подается небольшая порция топлива, а затем поступает основной объем. За счет этого удалось обеспечить равномерное увеличение давления в цилиндре, снизился шум при работе. В некоторых режимах основной объем топлива впрыскивается за несколько этапов.

Корректировка давления наддува выполняется в зависимости от внешних условий, температуры силового агрегата, количества подаваемого топлива и угла открытия дроссельной заслонки. В корпусе нагнетателя имеется специальный клапан, регулирующий подачу воздуха при движении накатом или работе на оборотах холостого хода. Проверка системы управления проводится при помощи диагностического оборудования. Из-за этого появились коды ошибок, ранее не применявшиеся компанией Toyota.

Система смазки

На моторе применена принудительная система смазки с подачей масла под давлением. Запас жидкости находится в стальном поддоне двигателя, оснащенном датчиком аварийного уровня. Разъем для подключения сенсора выведен на боковую поверхность поддона. Объем масла в моторе составляет 6,7 л, при замене требуется около 6,0 л.

В конструкции агрегата дополнительно применен жидкостный маслоохладитель и смонтированы форсунки, подающие жидкость на внутреннюю поверхность поршней. Масляный фильтр — сменной конструкции, устанавливается параллельно двигателю на специальном переходном патрубке.

Система охлаждения

Система охлаждения жидкостная, закрытого типа. Для циркуляции антифриза применяется насос, в контуре установлен термостат, регулирующий потоки жидкости. Расширительный бачок герметичный, с избыточным внутренним давлением. Для охлаждения сжатого воздуха в системе наддува применяется воздухо-воздушный интеркулер, установленный перед радиатором системы охлаждения.

Достоинства и недостатки

Положительные стороны двигателя:

• расход топлива;
• низкий уровень шума и вибраций при работе;
• возможность проведения капитального ремонта с расточкой цилиндров;
• ресурс поршневой группы не менее 300 тыс. км.

Недостатки силового агрегата:

• долгий прогрев при температурах внешней среды ниже -30ºС;
• падение температуры мотора при работе на холостых оборотах;
• дорогие запасные части для системы подачи топлива (форсунки и насос);
• чувствительность к качеству топлива.

Неисправности: диагностика, ремонт

К проблемам моторов 1CD FTV относят:

1. Затрудненный пуск мотора при низких температурах воздуха. Проблема является комплексной. Для ремонта требуется установка доработанного программного обеспечения в блок управления, переборка стартера и использование заряженного аккумулятора с повышенными пусковыми параметрами.
2. Переход мотора в аварийный режим. При этом на комбинации приборов включаются несколько индикаторов. Причиной поломки является загрязнение системы рециркуляции отработавших газов и повреждение форсунок.
3. Выход из строя датчика положения педали, из-за чего нарушается работа электронного оборудования двигателя. При полном отказе датчика дроссель закрывает канал подачи до положения холостого хода. Определение неисправности возможно при помощи диагностического оборудование, подключение выполняется в соответствии с руководством по применению. Датчик не ремонтируется, заменяется новым.
4. Вибрации при резком наборе оборотов свидетельствуют о повреждении насоса высокого давления или разрушении подушек опор. Ремонт заключается в замене узлов.

Периодически вызывает нарекания сенсор давления масла. Устройство некорректно измеряет параметры, давая ложные сигналы об аварийном уровне давления. Встречаются отказы измерителей температуры, установленных на картере мотора и в аппаратуре управления. Неисправность диагностируется сканером, детали необходимо заменить.