| 1 | Тип двигателя | Б | |
| 2 | Марка прототипа | Toyota 2JZ-GE VVT-i | |
| 3 | Эффективная мощность (максимальная), кВт | 161,81 | |
| 4 | Максимальный крутящий момент, при частоте вращения коленчатого вала, Н м/мин-1 | 294/ 4000 | |
5 | Максимальная частота вращения коленчатого вала, мин-1 | 7000 | |
| 6 | Степень сжатия | 10.5 | |
| 7 | Число цилиндров | 6 | |
| 8 | Ход поршня, мм | 86 | |
| 9 | Диаметр цилиндра, мм | 86 | |
| 10 | Рабочий объем, см^3 | 2997 | |
| 11 | Вариант индивидуального задания | 10 | |
| α | 1,1 |
| S/D | 1 |
| n, мин-1 | 7000 |
Линейка двигателей Toyota JZ — это серия легендарных бензиновых автомобильных рядных шестицилиндровых двигателей. Все двигатели серии имеют газораспределительный механизм DOHC с 4 клапанами на цилиндр. Серия JZ сменила серию M. Двигатель JZ был предложен в двух вариантах — 2,5 л и 3,0 л. Они не имели существенных недостатков, очень надежны при грамотной эксплуатации и надлежащем уходе. После модернизации в 1995-96 гг. двигатели получили систему VVT-i и безтрамблерное зажигание, стали немного экономичнее и тяговитее.
Двигатели серии JZ выпускались с 1990 по 2007 год, эти двигатели относится ко "второй волне" тойотовского двигателестроения, когда двигатели первой волны (и более ранних лет, как в этом случае) заменялись менее надежными и долговечными конструкциями с большим числом "экологички-православных" решений, о которых мы будем говорить подробней, тем более, что серия JZ заменила собой серию М, которую я считаю самой удачной за всю историю тойоты!
За время существования серии JZ появилось достаточно мало модификаций этого движка (только 1JZ и 2JZ с GE, GTE и FSE. Примечательно, что никогда не было FE) - из-за того, что данный двигатель мог устанавливаться только вдоль автомобиля, он не применялся в многочисленных переднеприводных авто.
Ранние версии двигателя (до 1996 года) не имели VVTi и бестрамблерных схем зажигания DIS3, что позволяет некоторым считать их более надежными, чем выпущенные после 1996. Так же эти двигатели меньше боялись влажности , чем с DIS-3, но мыть под давлением их все равно было опасно из-за отсутствия доступа к колодцам средних свечей.
Наличие модуля дроссельной заслонки, ограничивающего доступ к средним свечам, объясняется просто - никто не мешал бы перенести аккумулятор в правую часть под капотом, а воздушный фильтр влево и убрать заслонку в сторону впускного коллектора, как сделано на большинстве автомобилей, НО! Программа разработки новых двигателей отделена в Тойоте от программы модернизации машин, поэтому разработчикам была поставлена задача "наследования" компоновки двигателей 7М. Кстати, такая "хитрозагнутая" конструкция впускного коллектора станет серьезным препятствием при установке ГБО (газо-балонное оборудование) 4го или 5го поколений.
В чем состояли основные изменения от семейства 7М? Прежде всего блок цилиндров сделали из алюминия, постаравшись в целом облегчить двигатель различными способами, например, шатуны стали заметно тоньше (кроме турбовых вариантов, у них шатуны сделаны с запасом - толстые)! Привод всех навесных агрегатов сделали одним ремнём (с натяжным роликом, который производили в Америке), посмотрите сравнение схемы привода сервисных устройств 7М-GE и 1JZ-GE, думаю, излишне говорить, в какой схеме больше нагрузка на ремень и натяжной ролик. Еще одна беда приключилась с масляным насосом, он у 7М-GE был шестеренчатым, опущенный в масляный поддон, что обеспечивало отличное давление масла и быструю подачу его после старта. У JZ на передней крышке двигателя установили масленый насос трохоидного типа: внутри него расположены ведущий и ведомый роторы с внутренним зацеплением, которые вращаются в одном направлении - как на двигателе 80-х от ВАЗовской восьмерки.
Недостатка у такого решения сразу два, во-первых, в насос приходят все свободные силы инерции второго порядка (слава Богу, у рядной шестерки они не большие), во-вторых, появляется такая ненужная деталь, как маслоприемник, которая замедляет подачу масла после пуска двигателя. Более того, на двигателе под 4wd маслоприемник получился длиннее!
Подозреваю, что этот мотор будет страдать при холодных запусках и у владельцев не новых машин будет гореть красная лампочка "давление масла" несколько секунд после старта! Также вся система смазки будет критически чувствительна к оригинальности и цене масляного фильтра (из-за качества обратного клапана). Расчетный срок службы такого насоса будет лежать в пределах 200 - 250 тыс. км. 1996. Надо сказать, что 1JZ-GE короткоходный двигатель (диаметр 86мм, ход 71.5мм), т.е. устанавливать на него VVTi особого маркетингового смысла не имело - это на длиноходных движках можно выровнять кривую момента, а тут что? Тогда маркетологи предложили увеличить степень сжатия на 0.5 атм (конечно, для турбовых версий меньше!), что вместе с ненужной системой VVTi и DIS-3, дало прирост 14 л.с. и 20 Н*м!
Не удивлюсь, если без увеличения компрессии, VVTi даже отъела бы пару лошадок у этого движка! С системой DIS-3 такая же непонятка, вроде бы, она современней трамблера и не имеет движущихся частей. Но на практике, она боится влажности и катушки расположены в очень неблагоприятном в смысле температурного режима месте. От таких решений производители быстро отказались, даже на JZ, оборудованном FSE, стали ставить компактный модуль на каждую свечу - правда, для покупателя не известно ещё, что дороже в ремонте, но там хоть проводов высокого напряжения нет!
В общем, моё мнение, серия JZ и "в подметки не годится" серии М. А ведь надо ещё понимать, что появились разные ненужные катализаторы, двойные лямдо-зонды и клапан ERG (рециркуляция выхлопных газов), клапан системы управления частотой вращения холостого хода и т.д.
2000 год. По воле маркетологов в семействе JZ появляется FSE или D-4, это прямой впрыск топлива под давлением, по типу дизельного двигателя - прироста мощности и момента не дает, зато должен гарантировать топливную экономичность и "дизельную" тягу на низах. Эти двигатели не рекомендованы к продаже в нашей стране из-за отличия в нормативах на бензин у нас и в Японии - таким двигателям противопоказан наш бензин, даже когда он полностью соответствует ГОСТу (если интересно, у Японского бензина минимум в 11 раз выше смазочные свойства из-за присадок, а плунжерная пара в насосе высокого давления смазывается именно бензином) таким образом, владельцы данных моторов регулярно попадают на замену форсунок. Я называю такое положение дел "абонентской платой" - хочешь управлять мечтой, регулярно плати!
2005 год. Выпуск двигателей практически прекращен, однако, остатки машин с этим двигателем распродавались ещё до 2007 года. В наши дни на смену семейству JZ пришло ещё более "одноразовое" семейство третьей волны - GR, которое с двойным VVTi и имеет в арсенале FSE, FXE и FZE.
| Двигатель | Параметр | ||||||
| Эффективная мощность (максимальная), кВт | Максимальный крутящий момент, при частоте вращения коленчатого вала, Н м/мин-1 | Максимальная частота вращения коленчатого вала, мин-1 | Степень сжатия | Ход поршня, мм | Диаметр цилиндра, мм | Рабочий объем, см^3 | |
| 2JZ-ge | 58,5 | 128/ 2700 | 5200 | 10.5 | 80 | 82 | 1,689 |
| 7M-ge | 142-152 | 250-265/ 4800 | 9.1 | 91 | 83 | 2954 | |
| 3GR-fe | 190 | 300/ 4400 | 10.5 | 83.0 | 87.5 | 2994 | |
Все эти двигатели являются рядными, четырехцилиндровыми с системой газораспределения типа DOHC. Двигатели зарубежного производства имеют по четыре клапана на цилиндр в отличие от “вазовского”, у него их два. Двигатель от Mitsubishi 4A92 единственный из представленных обладает системой изменения фаз газораспределения, а именно: MIVEC. Именно наличие этой системы позволило двигателю Mitsubishi обойти конкурентов из Nissan. Все эти отличия в механизме газораспределения приводят к тому, что продуваемость цилиндров зарубежных моделей двигателей выше отечественных, что приводит к тому, что, имея больший объем, двигатели ВАЗ располагают меньшими мощностями и крутящими моментами.
Двигатель ВАЗ имеет соотношение хода цилиндра к его диаметру 80/82, что позволяет отнести его к короткоходным двигателям. Двигатель такой конструкции отличается плавной характеристикой крутящего момента в широком диапазоне частот вращения коленчатого вала двигателя. Он обладает более высокими максимальными частотами вращения, чем длинноходные двигателя равного с ним объема. Недостатком является то, что меньший ход означает уменьшение плеча рычага коленчатого вала, а это приводит к более резкой характеристике крутящего момента. Зарубежные аналоги имеют соотношения 90/75 и 83.6/78, они являются длинноходными двс. Высокий крутящий момент данных двигателей является следствием достаточно большого плеча рычага, к которому прилагается усилие длинного шатуна, поэтому длинноходовой двигатель развивает большее тяговое усилие, это мы и наблюдаем.
Блок отечественного двигателя изготовлен из чугуна, что обуславливает его прочностные характеристики, а значит — при прочих равных выдерживает более высокую степень форсирования и наименее чувствителен к перегреву. Теплоёмкость чугуна примерно вдвое ниже, чем алюминия, а значит двигатель с чугунным блоком быстрее прогревается до рабочей температуры. Однако, чугун весьма тяжёл — в 2,7 раза тяжелее алюминия, склонен к коррозии, а его теплопроводность примерно в 4 раза ниже, чем у алюминия, поэтому у двигателя с чугунным картером система охлаждения работает в более напряжённом режиме. Зарубежные аналоги производят блоки из алюминия. Алюминиевые блоки цилиндров лёгкие и лучше охлаждаются, однако в этом случае возникает проблема с материалом, из которого выполнены непосредственно стенки цилиндров. Если поршни двигателя с таким блоком сделать из чугуна или стали, то они очень быстро износят алюминиевые стенки цилиндров. Если же сделать поршни из мягкого алюминия, то они просто «схватятся» с алюминиевыми стенками, и двигатель заклинит.
По расходу на мой взгляд наиболее целесообразно сравнить двигатель Ниссан и ВАЗ 2123. Показатели двигателя Ниссан:
| Расход топлива, л/100 км - город 8.9 - трасса 5.7 - смешанный 6.9 |
Ваз 2123:
- город 11.5 - трасса 8.3 - смешанный 10.5
Двигатель ВАЗ оборудован шкив-демпфером коленчатого вала. Демпфер позволяет снизить крутильные колебания от коленчатого вала и уменьшить шумность работы механизмов.
Таким образом передо мной встала задача увеличения мощности данного двигателя внутреннего сгорания и его степень сжатия. Вариантами как это сделать являются:
-Замена цилиндро-поршневой группы
-Шлифовка головки блока цилиндров
-Замена кривошипно-шатунного механизма
Тепловой расчет
Выбор топлива
В соответствии с заданной степенью сжатия ε=9.4 выбираем топливо АИ-95 Премиум. Средний элементный состав и молекулярная база бензина:
С=0.855; H=0.145; 
.
Низшая теплота сгорания топлива, включающего только углерод:
Параметры рабочего тела
Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива:
Коэффициент избытка воздуха в соответствии с выполняемым вариантом α=1.1.
Количество горючей смеси:
Количество отдельных компонентов продуктов сгорания:
кмоль СО2/кг топл;
кмоль СО/кг топл;
кмоль h3/кг топл;
кмоль N2/кг топл.
Общее количество продуктов сгорания:
кмоль пр. сг/кг топл
Параметры окружающей среды
p0=0,1МПа; Т0=293К.
Процесс впуска
Температура подогрева свежего заряда:
С целью получения хорошего наполнения двигателей на номинальных скоростных режимах принимается 
для двигателя с впрыском топлива.
Плотность заряда на впуске:
Где 
(Дж/кг*град) – удельная газовая постоянная для воздуха.
Потери давления на впуске:
В соответствии со скоростным режимом двигателя (
5200 об/мин) и с учетом качественной обработки внутренних поверхностей впускных систем для двигателя с впрыском топлива можно принять:
и 
Где 
- коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемом сечении цилиндра;
– коэффициент сопротивления выпускной системы, отнесенный к наиболее узкому сечению;
- средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы.
Тогда потери давления на впуске двигателя с впрыском топлива 
рассчитывается по формуле:
где 
МПа;
Давление в конце впуска в двигателе с впрыском топлива:
;
Коэффициент остаточных газов:
Для двигателя с впрыском топлива и электронным управлением принимается коэффициент дозарядки 
, а коэффициент очистки
.
,
где 
К – температура в конце выпуска для двигателей с впрыском топлива,
– давление остаточных газов для двигателей с впрыском топлива.
Температура в конце впуска:
Коэффициент наполнения:
Процесс сжатия
Средний показатель адиабаты сжатия 
по номограмме, а средний показатель политропы сжатия
принимается несколько меньше
. При
мин-1, 
=9.4 и
=326 К,
1.3786, а
.
Давление и температура в конце сжатия
К
Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия:
А) Свежей смеси(воздуха)
где 
Б) Остаточных газов
–определяется методом интерполяции по таблице.
В) Рабочей смеси
studfiles.net
2JZ-GE
Шестицилиндровый двигатель 2JZ-GE (3.0 л. 6 цилиндров, 220 л.с.) на Тойоте Mark II впервые начал применяться с седьмого поколения Mark II в кузовах 90 серии, которая выпускалась в 1992-1996 гг. Этот же двигатель применялся в Toyota Mark II 8 поколения в кузовах 100 серии.
Мощность двигателя 2JZ-GE составляет 225 л.с. при объеме 2997 см3. Крутящий момент при 4400 оборотов в минуту - 300Нм. Степень сжатия – 10,5.Серия двигателей JZ производилась в период с 1990 по 2007 гг. Она заменила собой серию М, став второй волной двигателестроения компании Тойота, и применялась на всех легковые модели с задним приводом. Двигатель может быть установлен лишь вдоль автомобиля, поэтому применяется лишь для заднеприводных авто.
За время существования JZ-серии появилось несколько модификаций этого двигателя, 2JZ-GE – лишь одна из них. Базовым для семейства Mark II является 1JZ-GE, а 2JZ-GE – его вариант с большим объемом.
Для 2JZ-GE рекомендуется использовать 95 бензин, хотя длительный опыт пользования показал, что и 92 вполне сгодится.
Значительных минусов у двигателя нет - он достаточно надежен при правильной эксплуатации. Недостаток - привод всех навесных агрегатов одним длинным ремнем с гидронатяжителем (причем американского производства и не отличающегося долговечностью). Надо заметить, что двигатели JZ чувствительны к влаге, из-за этого мыть их не рекомендуется.
www.toyotamarkii.ru
Сегодня мы хотим рассказать про легендарный Тойотовский двигатель 2jz, который ремонтировался у нас в мастерской. Про него имеется очень много информации, особенно про его заряженную версию 2jz-gte, писали, пишут и будут писать. Каждая бабушка увлекающаяся авто тюнингом может многое поведать о нем. Достоинствами этого мотора является то, что он долговечен, ремонтопригоден и хорошо подвергается тюнингу, его мощность можно увеличить до 500 л.с., практически без потери ресурса. Но здесь мы хотим рассказать не о замечательных свойствах этого мотора, а о том, как производился ремонт атмо версии 2jz-ge.
Двигатель 2jz-geПеречень работ:
— снятие и установка ДВС
— расточка цилиндров с заменой ЦПГ на ремонтный размер
— замена коренных и шатунных вкладышей коленчатого вала
— притирка клапанов
— замена сальников клапанов
— шлифовка ГБЦ
— замена всех сальников
Итак, к нам обратился клиент на LEXUS Gs300 2000 года выпуска, двигатель которого был в весьма плачевном состоянии: дымил, не тянул, ужасно расходовал масло, потому что оно лилось из всех сальников, включая муфту VVT-i и т.д. После осмотра мотористом было принято решение его реанимировать. Компрессия на горячем двигателе во всех шести цилиндрах показало значение ниже 10-ти бар, значит мотор «приехал». Номинальная компрессия для этого двигателя должна составлять 12-13 бар. Дальнейший разбор и точное измерение диаметров цилиндров показал значительный износ цилиндро-поршневой группы (ЦПГ), мотористом было принято решение растачивать цилиндры до первого ремонтного размера с последующей заменой ЦПГ.
Ниже приведены фотографии ремонтных работ.
Блок цилиндров после разбора
Изношенные поршни, на стенках заметны следы трения
Расточенный блок цилиндров с запрессованными новыми поршнями и кольцами (1-й ремонтный размер 86,5мм)
Блок цилиндров после покраски термостойкой краской (хозяин попросил)Как мы и говорили, одним из достоинств этого мотора является большой ресурс, осмотр коленчатого вала не выявил его повышенного износа, это при пробеге свыше 350000км. Произведена замена шатунных и коренных вкладышей стандартного размера, без шлифовки.
Выполнена притирка 24-х клапанов с заменой сальников, головка блока цилиндров после шлифовки установлена на место и затянута со стальной прокладкой. После окончания работ двигатель был установлен в штатное место, на новые подушки, так как старые были порваны. Мотор прошел первичную обкатку без увеличения оборотов. Компрессия на прогретом двигателе показал 11.8-12.0 бар, после пробега 10-15 тыс. км. это значение должно возрасти. Моторист порекомендовал хозяину автомобиля какое-то время не увеличивать обороты двигателя и поменять масло после пробега 3000км, затем после 5000 км, после второй замены масло можно менять в штатном режиме. К сожалению фотографии собранного мотора, мы не сделали.
Клиент уехал довольный, он выполнил все рекомендации моториста и двигатель его автомобиля до сих пор в превосходном состоянии. На момент написания данной заметки он отъездил 40000 км., значения компрессии на прогретом двигателе составило 12,7-13,0 бар.
Пожалуйста, не забывайте делать ссылки при копировании материалов сайта.
С уважением,
Best Cars Customs
bestcars.kz
