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 · ZZ · AR · GR · KR · NR · ZR · AD · GD · A25.M20 · G16 · M15 · V35 ·




Более 2000 руководств
по ремонту и техническому обслуживанию
автомобилей различных марок
 








Рейтинг@Mail.ru