На часть Toyota Camry устанавливают бензиновый двигатель 2GR-HE (3,5 л) - четырехтактный, шестицилиндровый, V-образный, с четырьмя клапанами на каждый цилиндр, с распределенным впрыском топлива
Порядок работы цилиндров двигателя 1-2-3-4-5-6.
Схема нумерации цилиндров приведена на рисунке
На каждой головке блока цилиндров двигателя 2GR-FE сверху установлена рама с впускным и выпускным распределительными валами.
Впускные распределительные валы приводятся во вращение роликовой цепью 11
Натяжение цепи обеспечивается автоматическим натяжителем 14 через башмак 13
Выпускные распределительные валы приводятся во вращение от механизмов 3 и 7 изменения фаз газораспределения впускных распределительных валов однорядными роликовыми цепями 2 и 8
Для регулировки натяжения цепей 2 и 8 в головках блока установлены автоматические гидравлические натяжители.
Клапаны приводятся от кулачков распределительных палов через рычаги с роликами, одним плечом опирающиеся на гидрокомпенсаторы.
Благодаря гидрокомпенсаторам на двигателе 2GR-FE не требуется проверять и регулировать зазоры в приводе клапанов.
Распределительные валы установлены в постелях подшипников, выполненных в специальных рамах, и закреплены крышками
В распределительных валах предусмотрены масляные каналы, по которым масло под давлением поступает к механизмам системы изменения фаз газораспределения
Рамы распределительных валов закреплены болтами сверху на головках блока цилиндров.
Блок цилиндров двигателя
Блок цилиндров представляет собой единую отливку, образующую цилиндры, рубашку охлаждения, верхнюю часть картера и четыре опоры коленчатого вала, выполненные в виде перегородок картера
Блок изготовлен из алюминиевого сплава с несъемными чугунными гильзами цилиндров.
Крышки коренных подшипников коленчатого вала обработаны в сборе с блоком и невзаимозаменяемы
На блоке цилиндров выполнены специальные приливы, фланцы и отверстия для крепления деталей, узлов и агрегатов.
Коленчатый вал, откованный из специальной стали, вращается в коренных подшипниках, имеющих тонкостенные стальные вкладыши с антифрикционным слоем.
Осевое перемещение коленчатого вала ограничено двумя полукольцами, установленными в проточки постели второго коренного подшипника.
На переднем конце коленчатого вала установлен задающий диск для датчика положения коленчатого вала системы управления двигателем.
Поршни изготовлены из алюминиевого сплава. На цилиндрической поверхности головки поршня выполнены кольцевые канавки для двух компрессионных колец и составного маслосъемного кольца.
Поршневые пальцы плавающего типа (установлены в бобышках поршней и в верхних головках шатунов с зазором)
От осевого перемещения поршневые пальцы зафиксированы стопорными кольцами, установленными в канавках отверстий под палец в юбках поршней, и запрессованы с натягом в верхние головки шатунов
Шатуны стальные, кованые, со стержнем двутаврового сечения.
Нижними головками, шатуны соединены с шатунными шейками коленчатого вала через тонкостенные вкладыши, конструкция которых аналогична конструкции коренных.
Головки блока цилиндров изготовлены из алюминиевого сплава по поперечной схеме продувки цилиндров (впускные и выпускные каналы расположены на противоположных сторонах головки).
В головки запрессованы седла и направляющие втулки клапанов
Впускные и выпускные клапаны снабжены по одной пружине, зафиксированной через тарелку двумя сухарями.
В отверстиях головки блока цилиндров установлены гидрокомпенсаторы.
Плоскости разъема головок и блока цилиндров уплотнены прокладками, каждая из которых состоит из двух отформованных из тонкого листового металла и сваренных между собой точечной сваркой пластин.
Система изменения фаз газораспределения динамически регулирует положение распределительных валов.
Эта система позволяет установить оптимальные фазы газораспределения для каждого момента работы двигателя, чем, в свою очередь, достигается повышенная мощность, лучшая топливная экономичность и меньшая токсичность отработавших газов.
Электромагнитный клапан, состоящий из электромагнита и клапана который, в свою очередь, состоит из золотника и пружины, по сигналам электронного блока управления двигателем подает масло под давлением из главной магистрали системы смазки в одну из рабочих полостей механизма и сливает масло из другой полости, что приводит к взаимному перемещению элементов механизма и, как следствие, к динамическому изменению положения распределительного вала.
Во время работы двигателя в режиме холостого хода электронный блок управления двигателем многократно активирует на короткие промежутки времени электромагнитный клапан с целью очистки его элементов и каналов от случайно попавших в них загрязнений.
При отключении электропитания клапана изменения фаз газораспределения отверстия подвода масла из главней магистрали и слива полностью открыты, и механизм устанавливается в исходное положение.
В этом случае двигатель работает без изменения фаз газораспределения.
Элементы системы изменения фаз газораспределения (электромагнитный клапан и механизм динамического изменения положения впускного распределительного вала) представляют собой прецизионно изготовленные узлы.
В связи с этим при ремонте системы изменения фаз газораспределения допускается только замена элементов системы в сборе.
Система смазки двигателя
Система смазки комбинированная: наиболее нагруженные детали смазываются под давлением, а остальные — или направленным разбрызгиванием, или разбрызгиванием масла, вытекающего из зазоров между сопрягаемыми деталями.
Давление в системе смазки создается шестеренчатым масляным насосом, установленным снаружи в передней части блока цилиндров и приводимым в действие от переднего конца коленчатого вала, насос выполнен с внутренним трохоидальным зацеплением шестерен.
Насос всасывает масло из поддона масляного картера через маслоприемник с сетчатым фильтром и через полнопоточный масляный фильтр с фильтрующим элементом пористой бумаги подает его в главную сливную магистраль, расположенную в стенке блока цилиндров
От главной магистрали отходят каналы подвода масла к коренным подшипникам коленчатого вала.
К шатунным подшипникам масло подается через каналы, выполненные в теле коленчатого вала.
Поршни двигателя дополнительно охлаждаются маслом, подаваемым через специальные впаянные форсунки блока цилиндров и разбрызгиваемым на днище поршня.
От главной масляной магистрали отходят вертикальные каналы подвода масла к подшипникам распределительных валов и к гидрокомпенсаторам зазоров в приводе клапанов
Для смазки подшипников распределительных валов масло из вертикального канала попадает в центральный осевые каналы распределительных валов через радиальное отверстие в шейке одного из подшипников распределяется по ним к остальным подшипникам
Кулачки распределительных валов смазываются маслом, поступающим из центральных осевых каналов через радиальные отверстия в кулачках.
Излишнее масло сливается из головки блока в масляный картер через вертикальные дренажные каналы.
Система вентиляции картера двигателя
Система вентиляции картера закрытого типа не сообщается непосредственно с атмосферой
Поэтому одновременно с отсосом газов в картере образуется разрежение при всех режимах работы двигателя, что повышает надежность различных уплотнений двигателя и уменьшает выброс токсичных веществ в атмосферу.
Система состоит из двух ветвей, большой и малой.
При работе двигатели на холостом ходу и па режимах малых нагрузок, когда разрежение во впускном коллекторе велико, картерные газы всасываются во впускной коллектор по малой ветви системы вентиляции картера через установленный на крышке правой головки блока цилиндров клапан.
Клапан системы вентиляции картера открывается в зависимости от разрежения во впускном коллекторе и таким образом регулирует поток картерных газов.
На режимах полных нагрузок, когда дроссельная заслонка открыта на большой угол, разрежение во впускном коллекторе снижается, а в воздухоподводящем рукаве возрастает.
При этом основная часть картерных газов через шланг большой ветви, подсоединенный к штуцеру на крышке левой головки блока, поступает в воздухоподводящий рукав, а затем через дроссельный узел — во впускной коллектор и в цилиндры двигателя.
Система охлаждения двигателя
Система охлаждения герметичная, с расширительным бачком, состоит из рубашки охлаждения, выполненной в литье и окружающей цилиндры в блоке, камеры сгорания и газовые каналы в головках блока цилиндров.
Принудительную циркуляцию охлаждающей жидкости обеспечивает центробежный водяной насос, который приводится ремнем привода вспомогательных агрегатов
Для поддержания нормальной рабочей температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения установлен термостат, перекрывающий большей круг системы при непрогретом двигателе и низкой температуре охлаждающей жидкости
Термостат установлен в корпусе, соединенном патрубками с головками блока цилиндров и с радиатором.
При температуре охлаждающей жидкости до 82º C термостат полностью закрыт и жидкость циркулирует по малому контуру, минуя радиатор, что ускоряет прогрев двигателя
При температуре выше 82º C термостат начинает открываться и при 95 º C открывается полностью, обеспечивая циркуляцию жидкости через радиатор.
Система питания двигателя
Система питания состоит из электрического топливного насоса, установленного в топливном баке, дроссельного узла, фильтра тонкой очистки топлива, установленного в модуле топливного насоса, регулятора давления топлива, форсунок и топливопроводов
Система зажигания микропроцессорная, состоит из катушек зажигания, индивидуальных для каждого цилиндра, и свечей зажигания.
Катушками зажигания управляет электронный блок системы управления двигателем
Система зажигания при эксплуатации не требует обслуживания и регулировки.
Отличительной особенностью двигателя 2GR-FE является впускной коллектор с изменяемой геометрией
В разделительной перегородке коллектора установлена заслонка с электроприводом, управляемая блоком управления двигателем.
Пока двигатель работает с малой нагрузкой и низкой частотой вращения коленчатого вала, заслонка закрыта и длина каналов впускного коллектора максимальна
При повышении частоты вращения коленчатого вала или при увеличении нагрузки на двигатель по команде электронного блока управления заслонка открывается, уменьшая длину каналов.
Управление длиной каналов впускного трубопровода позволяет улучшить наполнение цилиндров воздухом путем использования «резонансного наддува».
При этом улучшаются показатели мощности и топливной экономичности двигателя.