Eugenio,77
mail@toyota-club.net
© Toyota-Club.Net
Sep 2021

Двигатель	Рабочий объем, см3	Диаметр цилиндра x Ход поршня, мм	Степень сжатия	Мощность, л.с.	Крутящий момент, Нм	RON	ECS	Рынок/Стандарт
T24A-FTS	2393	87.5 x 99.5	11.0	279 / 6000	430 / 1700-3600	95	D-4ST	EEC

Новый двигатель идет на смену предыдущему 2-литровому турбомотору 8AR-FTS и в первую очередь появится под капотом кроссоверов FF-компоновки, начиная с Lexus NX.
Пусть его родство с двигателем A25 очевидно, но различия здесь куда более принципиальны, чем просто коленвал или турбина.

T24A-FTS (2.4 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.

1 - блок цилиндров, 2 - постель коленвала. a - цилиндр, b - гильза, c - сетка хона, d - 30°, f - канал охлаждения, g - эллиптическая нижняя часть рубашки охлаждения, h - вентиляционное отверстие

Масляный поддон состоит из литой верхней части и стального днища.

1 - верхняя часть поддона, 2 - нижняя часть поддона. a - канал слива масла, b - кронштейн масляного фильтра, c - напорный 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).

a - ось цилиндров, b - ось коленвала, c - сторона впуска, d - сторона выпуска, e - максимальное давление, f - смещенный коленвал, g - обычный коленвал

Коленвал имеет 5 шеек и 8 противовесов на щеках. Принципиальное отличие - массивный картер служит единой постелью коленвала, что придает конструкции необходимую жесткость. Вкладыши шатунных и коренных подшипников - с полимерным покрытием.

a-e - коренная шейка, f - противовес, g - ведущая шестерня балансирного механизма

1 - подшипник (верхний вкладыш), 2 - подшипник (нижний вкладыш), 3 - упорная шайба. a - масляная канавка

От коленчатого вала приводится балансирный механизм с полимерными шестернями, установленный в отдельном модуле.

1 - коленвал, 2 - крышка балансирного механизма, 3 - балансирный вал 1, 4 - балансирный вал 2, 5 - постель балансирного механизма. a - ведущая шестерня, b - полимерная шестерня, c - промежуточная ведущая шестерня, d - полимерная шестерня

Поршни - легкосплавные, T-образные, облегченные. Канавка верхнего компрессионного кольца выполнена в нирезистовой вставке. На кромку верхнего компрессионного кольца нанесено PVD-покрытие, на кромки маслосъемных колец - противоизносное углеродное покрытие (DLC). На рабочей части юбки нанесено полимерное покрытие. Поршни соединяются с шатунами полностью плавающими пальцами со стопорными кольцами.

1 - верхнее компрессионное кольцо, 2 - нижнее компрессионное кольцо, 3 - маслосъемное кольцо. a - сферическая выемка, b - нирезистовая вставка, c - алюмитовое покрытие, d - полимерное покрытие, e - PVD-покрытие, f - DLC-покрытие

"Стенки" поршня расположены под наклоном для лучшего распределения нагрузки на поршневой палец в такте расширения.

a - выемки для снижения веса, b - наклонные стенки

Шатуны - кованые, с установочными штифтами для крышек. Верхние головки срезаны для уменьшения массы.

Распределительные валы крепятся спаренными крышками и устанавливаются в отдельный корпус, который затем монтируется на головку блока.

1 - держатель форсунок, 2-6 - крышки распредвалов, 7 - корпус распредвалов, 8 - головка блока цилиндров, 9 - выпускной клапан, 10 - впускной клапан, 11 - свеча зажигания, 12 - форсунка высокого давления. d - сторона впуска, e - сторона выпуска, f - отверстие под форсунку, g - отверстие под свечу, h - 41°, i - вихрь, j - лазерно-напыляемое седло клапана

На впуске применяются седла клапанов, изготовленные методом "лазерного напыления". Реализовано натриевое охлаждение выпускных клапанов.

В приводе клапанов используются гидрокомпенсаторы клапанных зазоров и роликовые толкатели/рокеры.

1 - кулачок, 2 - рокер, 3 - гидрокомпенсатор. a - масляный канал, b - плунжер, c - обратный клапан, d - пружина обратного клапана, e - пружина плунжера

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 мелкого шага (8 мм), регулировка цепи - автоматическим гидронатяжителем. Отдельная цепь приводит масляный насос.

1 - успокоитель 2, 2 - цепь ГРМ, 3 - натяжитель 1, 4 - башмак натяжителя, 5 - успокоитель 1, 6 - цепь привода масляного насоса, 7 - натяжной рычаг

Приводы изменения фаз газораспределения устанавливаются на распределительных валах и впускных, и выпускных клапанов (DVVT - Dual Variable Valve Timing), используется традиционный гидропривод (VVT-i). Фазы изменяются в пределах 50° для впуска и 50° для выпуска. Отдельное описание принципов работы приведено по ссылке.

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

Выпускной распредвал профилированным кулачком приводит ТНВД, а задним торцом - вакуумный насос.

1 - вакуумный насос

Цепь привода закрыта двумя литыми алюминиевыми крышками, на передней крепятся клапаны VVT-i.

1 - э/м клапан VVT (выпуск), 2 - э/м клапан VVT (впуск), 3 - крышка цепи ГРМ 2, 4 - крышка цепи ГРМ 1, 5 - заглушка. a - сервисное отверстие

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

1 - крышка ГБЦ, 2 - прокладка. b - масляный канал

Двигатель прикрыт трехмерными крышками, которые позволяют эффективнее использовать поток воздуха от вентилятора.

1 - крышка 1, 2 - крышка 2

Силовой агрегат крепится на четырех опорах: левая и правая - гидронаполненные, передняя - активная, с регулируемой "жесткостью".

1-4 - амортизатор опоры двигателя

При включенном электропневмоклапане разрежение не подводится к амортизатору передней опоры, диафрагма закрыта, жидкость циркулирует через отверстие режима "idle/lock-up". При выключенном электропневмоклапане разрежение подводится к амортизатору передней опоры, диафрагма открыта, жидкость циркулирует через отверстие режима "ride comfort".

1 - ECM, 2 - электропневмоклапан, 3 - вакуумный насос, 4 - двигатель, 5 - амортизатор передней опоры. a - канал "idle/lock-up", b - канал "ride comfort", c - диафрагма

Приводной ремень снабжен автоматическим фрикционным натяжителем. В шкиве генератора установлен демпфер крутильных колебаний.

1 - генератор, 2 - насос охлаждающей жидкости, 3 - компрессор кондиционера, 4 - ремень, 5 - коленвал, 6 - натяжитель

Смазка

Масляный насос переменной производительности - приводится дополнительной короткой цепью. ECM контролирует давление и объем подачи посредством э/м клапана управления давлением масла.

1 - масляный насос, 2 - клапан управления давлением масла

Для смазки и охлаждения поршней установлены по две масляные форсунки, одна из которых с двойным распылителем, снабженные встроенными фильтрами.

1 - форсунка 1, 2 - форсунка 2. b - фильтр

Масляный фильтр нормального spin-on типа установлен горизонтально в передней части двигателя.

1 - масляный фильтр

Под модулем балансиров находится датчик уровня масла.

1 - датчик уровня масла

Применяется жидкостный маслоохладитель.

1 - маслоохладитель

Охлаждение

1 - радиатор, 2 - расширительный бачок, 3 - впуск ОЖ, 4 - помпа, 5 - маслоохладитель, 6 - блок цилиндров, 7 - головка блока цилиндров, 8 - распределительный клапан, 9 - охладитель ATF, 10 - радиатор отопителя, 11 - корпус дроссельной заслонки. a - верхний уровень, b - нижний уровень

Принципиальная инновация - электрический распределительный клапан, заменяющий и термостат, и отдельные запорные клапаны. Во время прогрева двигателя каналы охлаждения перекрываются, а затем температура поддерживается на оптимальном уровне.

1 - распределительный клапан, 2 - поворотный элемент. a - от двигателя, b - к радиатору, c - к корпусу дроссельной заслонки, d - к охладителю трансмиссии, e - к отопителю, f - электродвигатель и редуктор

Насос охлаждающей жидкости - с обычным ременным приводом.

1 - помпа, 2 - прокладка, 3 - впускной патрубок, 4 - впуск ОЖ

Скорость вентилятора регулируется встроенным блоком управления в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, работы климат-контроля, скорости автомобиля и частоты вращения коленвала. Вентилятор - одиночный, большого диаметра, с безщеточным двигателем.

Отдельная система охлаждения обслуживает интеркулер и турбокомпрессор.

1 - интеркулер, 2 - турбокомпрессор, 3 - расширительный бачок интеркулера, 4 - электрический насос, 5 - радиатор интеркулера

В этом контуре используется электрический насос и дополнительный радиатор.

1 - электрический насос, 2 - ротор, 3 - вал. a - впуск, b - выпуск

Впуск и выпуск

Турбокомпрессор - типа twin-scroll, с обычным вакуумным приводом WGT.

1 - турбокомпрессор, 2 - привод, 3 - клапан WGT. b - отработавшие газы (от цилиндров 2/3), c - отработавшие газы (от цилиндров 1/4), d - перепуск, e - впуск воздуха

Для охлаждения наддувочного воздуха используется компактный жидкостный интеркулер.

1 - интеркулер

Впускной коллектор - пластиковый, со встроенным контуром вентиляции картера.

1 - впускной коллектор. a - картерные газы

Топливная система / Управление

Впрыск топлива - смешанный: непосредственный в камеру сгорания и распределенный во впускной канал. Основные инновации: по сравнению с двигателями предыдущих поколений усложнилась зависимость типа впрыска от нагрузки и оборотов, появился режим 2/3-кратного впрыска.


Впервые на тойотовских D-4 форсунка высокого давления установлена вертикально.

1 - форсунка низкого давления, 2 - форсунка высокого давления

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..30 МПа в зависимости от условий движения, и на уровне 3.1 МПа на холостом ходу.

1 - дозирующий клапан, 2 - толкатель, 3 - форсунка высокого давления, 4 - топливный коллектор высокого давления, 5 - датчик давления топлива (высокого), 6 - топливный бак, 7 - регулятор давления топлива, 8 - клапан сброса давления, 9 - топливный насос низкого давления, 10 - обратный клапан, 11 - ТНВД, 12 - фильтр, 13 - демпфер пульсаций давления, 14 - плунжер, 15 - обратный клапан (60 кПа), 16 - редукционный клапан (38.1 МПа), 18 - выпускной распредвал. a - контур низкого давления, b - контур высокого давления, c - к топливному коллектору низкого давления, d - топливная трубка высокого давления

Топливный коллектор высокого давления - кованый чугунный, со встроенным датчиком давления.

1 - топливный коллектор высокого давления, 2 - датчик давления, 3 - зажим держателя форсунки, 4 - форсунка высокого давления

Топливный коллектор низкого давления - стальной штампованный, со встроенным датчиком давления.

1 - топливный коллектор низкого давления, 2 - форсунка низкого давления, 3 - датчик давления

Форсунка высокого давления - нового типа (длинная), с 6-точечным распылителем.

c - уплотнение, d - виброизолятор, e - кольцо 1, f - кольцевое уплотнение, g - кольцо 3

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


Набор датчиков и приводов традиционен:
- датчики положения коленвала и распредвалов - MRE-типа
- датчик массового расхода воздуха (MAF) типа slot-in и датчик температуры воздуха на впуске
- датчики состава смеси (AFS) - планарный до первого катализатора, и колпачковый после него
- датчик положения педали акселератора - на эффекте Холла
- датчик положения дроссельной заслонки - на эффекте Холла
- датчики давления, температуры и уровня моторного масла
- датчик детонации - плоский широкополосный
- датчики давления топлива в контурах высокого и низкого давления
- датчик температуры ОЖ
- датчик давления наддува

Примечательно, насколько со временем редуцировалась дроссельная заслонка.

1 - датчик положения дроссельной заслонки, 2 - дроссельная заслонка, 3 - электромотор

Экология / Системы снижения токсичности

Заявленное соответствие нормативам - Euro 6b..6c.

Система вентиляции картера (PCV) - с отдельным сепаратором и встроенным в головку блока клапаном PCV.

1 - воздушный фильтр, 2 - крышка ГБЦ, 3 - головка блока цилиндров, 4 - блок цилиндров, 5 - картер, 6 - маслосепаратор, 7 - клапан PCV, 8 - впускной коллектор, 9 - корпус дроссельной заслонки, 10 - интеркулер, 11 - турбокомпрессор. a - воздух, b - картерные газы + воздух, c - картерные газы

1 - маслосепаратор

Система улавливания паров топлива (EVAP) реализована в простом варианте, только с электропневмоклапаном продувки.


Система снижения токсичности представлена парой последовательно установленных трехкомпонентных нейтрализаторов.

1 - блок нейтрализатора. a - катализатор