* масса двигателя 1NR-FE — 89 кг, 2NR-FKE — 86 кг (сухой вес).

1NR-FE (1.3 EFI DVVT) — базовый двигатель серии — поперечного расположения, с распределенным впрыском и системой изменения фаз газораспределения на обоих валах. Применение: Toyota Auris 150..180, Corolla 150..180, Corolla Axio 160, iQ 10, Passo 30, Porte/Spade 140, Probox/Succeed 160, Ractis 120, Urban Cruiser, Verso-S, Vitz 130, Yaris 130; Daihatsu Boon, Charade; Subaru Trezia; Aston Martin Cygnet.

1NR-FKE (1.3 EFI DVVT-iE) — с распределенным впрыском, с VVT-iE и режимом работы по циклу Миллера. Применение: Toyota Ractis 120, Vitz 130; Subaru Trezia.

1NR-FBE (1.3 EFI) тип’12 — с распределенным впрыском, без системы изменения фаз газораспределения, для работы на Flex-fuel (этаноловом топливе). Упрощенный вариант для бразильского рынка, без VVT и гидрокомпенсаторов. Применение: Toyota Etios.

1NR-FBE (1.3 EFI DVVT) тип’16 — с распределенным впрыском и системой изменения фаз газораспределения на обоих валах, для работы на Flex-fuel (этаноловом топливе). Вариант для бразильского рынка. Применение: Toyota Etios, Yaris.

1NR-VE (1.3 EFI DVVT) — с распределенным впрыском и системой изменения фаз газораспределения на обоих валах. Вариант Daihatsu для моделей собственной разработки. Применение: Toyota Avanza 650; Daihatsu Xenia, Sirion; Perodua Bezza, Myvi.

2NR-FE (1.5 EFI) тип’10 — с распределенным впрыском, без системы изменения фаз газораспределения. Упрощенный вариант для индийского рынка, без VVT и гидрокомпенсаторов. Применение: Toyota Etios/Etios Cross.

2NR-FE (1.5 EFI DVVT) тип’16 — с распределенным впрыском и системой изменения фаз газораспределения на обоих валах. Вариант для emergency market. Применение: Toyota Etios/Etios Cross, Sienta, Vios, Yaris.

2NR-FBE (1.5 EFI) тип’12 — с распределенным впрыском, без системы изменения фаз газораспределения, для работы на Flex-fuel (этаноловом топливе). Упрощенный вариант для бразильского рынка, без VVT и гидрокомпенсаторов. Применение: Toyota Etios.

2NR-FBE (1.5 EFI DVVT) тип’16 — с распределенным впрыском и системой изменения фаз газораспределения на обоих валах, для работы на Flex-fuel (этаноловом топливе). Вариант для бразильского рынка. Применение: Toyota Etios, Yaris.

2NR-VE (1.5 EFI DVVT) тип’13 — с распределенным впрыском и системой изменения фаз газораспределения на обоих валах. Вариант Daihatsu для моделей собственной разработки. Применение: Toyota Avanza 650; Perodua Aruz, Myvi.

2NR-FKE (1.5 EFI DVVT-iE) — с распределенным впрыском, с VVT-iE и режимом работы по циклу Миллера. Применение: Toyota Corolla Axio 160, Corolla Fielder 160, Porte/Spade 140, Sienta 170; Mitsuoka Ryugi.

3NR-FE (1.2 EFI) тип’10 — с распределенным впрыском, без системы изменения фаз газораспределения. Упрощенный вариант для индийского рынка, без VVT и гидрокомпенсаторов. Применение: Toyota Etios Liva/Cross.

3NR-FE (1.2 EFI DVVT) тип’13 — с распределенным впрыском и системой изменения фаз газораспределения на обоих валах. Применение: Toyota Yaris 150.

3NR-VE (1.2 EFI DVVT) — с распределенным впрыском и системой изменения фаз газораспределения на обоих валах. Вариант Daihatsu для моделей собственной разработки. Применение: Toyota Agya/Wigo, Calya; Daihatsu Ayla, Sigra.

4NR-FE (1.3 EFI DVVT) — аналог 1NR-FE для китайского рынка. Применение: Toyota Vios 150 CHN.

5NR-FE (1.5 EFI DVVT) — аналог 2NR-VE для китайского рынка. Применение: Toyota Vios 150 CHN.

6NR-FE (1.3 EFI DVVT) — аналог 1NR-FE для китайского рынка. Применение: Toyota Yaris 150 CHN.

7NR-FE (1.5 EFI DVVT) — аналог 2NR-VE для китайского рынка. Применение: Toyota Yaris 150 CHN.

8NR-FTS (1.2 D-4T DVVT-iW) — с непосредственным впрыском, с турбонаддувом, с VVT-iW и режимом работы по циклу Миллера. Применение: Toyota Corolla/Auris 180, Corolla 210, C-HR.

9NR-FTS (1.2 D-4T DVVT-iW) — аналог 8NR-FTS для китайского рынка. Применение: Toyota Levin 180. 210 CHN.

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. Толщина стенки между цилиндрами

7 мм, капитальный ремонт двигателя производителем не предусматривается по определению.

Коленчатый вал установлен с 8-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).

В рубашке охлаждения установлена проставка, благодаря которой охлаждающая жидкость более интенсивно циркулирует в зоне верхней части цилиндров, что улучшает теплоотвод и способствует более равномерному термонагружению.

Коленвал имеет 4 противовеса на щеках (вместо восьми на двигателях старших серий), шейки уменьшенной ширины и традиционные отдельные крышки коренных подшипников.

Поршни — легкосплавные, компактные T-образные, с рудиментарной юбкой. Канавка верхнего компрессионного кольца имеет анодированное покрытие, кромки верхнего компрессионного и маслосъемного колец — противоизносное покрытие методом конденсации паров. Существенный недостаток конструкции — пальцы не плавающие, а запрессованные в шатун. Внимание: для двигателей 1NR..2NR Toyota официально запрещает повторно использовать поршни, шатуны и поршневые пальцы, если в процессе ремонта они были рассоединены.

Распределительные валы устанавливаются в отдельный корпус, который затем монтируется на головку блока — это несколько упростило конструкцию и технологию обработки собственно ГБЦ.
Как и на большинстве современных тойотовских моторов, на 1NR-FE используются гидрокомпенсаторы клапанных зазоров и роликовые толкатели/рокеры. На «индийских» моторах стоят старые регулировочные толкатели («стаканчики»).

Крышка головки изготовлена из пластика, в нее встроена магистраль подвода масла к рокерам.

Привод газораспределительного механизма осуществляется однорядной цепью мелкого шага (8 мм) с гидронатяжителем.

Приводы изменения фаз газораспределения устанавливаются на распределительных валах и впускных, и выпускных клапанов (DVVT — Dual Variable Valve Timing). Фазы изменяются в пределах 50° для впуска и 45° для выпуска.

В литую крышку цепи привода ГРМ вмонтированы масляный насос и помпа системы охлаждения.

Шестеренный масляный насос трохоидного типа приводится непосредственно от коленчатого вала.

В блоке установлены масляные форсунки охлаждения и смазки поршней.

Масляный фильтр установлен вертикально под двигателем. Используются крайне неудачные «экономичные» разборные фильтры со сменными картриджами.

Официально предписанные производителем значения вязкости масла для 1NR-FE:

Охлаждение

Система охлаждения классическая: привод помпы от внешней стороны общего ремня привода навесных агрегатов, «холодный» (80-84°C) механический термостат, корпус дроссельной заслонки обогревается жидкостью для противодействия обмерзанию.

Насос охлаждающей жидкости монтируется в крышку цепи привода ГРМ.

На версиях для регионов с холодным климатом используется система подогрева охлаждающей жидкости отработавшими газами. В центральную трубу встроен клапан с приводом от термостата: после холодного пуска газы проходят через теплообменник с охлаждающей жидкостью, по мере прогрева клапан открывается и газы уже беспрепятственно поступают на выпуск.

У вентилятора радиатора имеется отдельный блок управления электродвигателем, который позволяет регулировать его скорость в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, давления хладагента кондиционера, скорости автомобиля и частоты вращения коленвала.

Подобно старым тойотовским схемам, пластиковый впускной коллектор установлен сзади, стальной выпускной — спереди.

Существенный недостаток конструкции — двигатель получил систему рециркуляции отработавших газов (EGR), привод клапана EGR — шаговым электродвигателем.

Система управления

Впрыск топлива — традиционный распределенный, в нормальных условиях — секвентальный, при низких температурах и небольшой частоте вращения может использоваться групповой впрыск.

— Датчик массового расхода воздуха (MAF) типа «hot wire», совмещен с датчиком температуры воздуха на впуске.
— Датчик абсолютного давления во впускном коллекторе (MAP) появился на модификациях двигателя, соответствующих стандартам Euro 5.
— Дроссельная заслонка — полностью с электронным управлением (ETCS): привод двигателем постоянного тока, бесконтактный двухканальный датчик положения на эффекте Холла. ETCS выполняет функции управления частотой вращения холостого хода (ISC), противобуксовочной системы (TRC), часть функций системы стабилизации (VSC) и круиз-контроля.

— Датчик положения педали акселератора — бесконтактный двухканальный, на эффекте Холла.
— Датчики положения коленвала и распредвалов — магниторезистивные, в отличие от прежних индуктивных обеспечивают на выходе цифровой сигнал и исправно работают при низкой частоте вращения.
— Датчик детонации — плоский широкополосный пьезоэлектрический, в отличие от старых датчиков резонансного типа регистрирует более широкий диапазон частот вибраций.
— Первый кислородный датчик — широкополосный датчик состава смеси (AFS) планарного типа (преимущество по сравнению с традиционным колпачковым — быстрый прогрев за счет эффективного нагревателя), датчик за катализатором — обычный кислородный.
— Форсунки с удлиненным распылителем устанавливаются в головку блока и впрыскивают топливо максимально близко к впускным клапанам.
— Топливная магистраль — без линии возврата. Кроме регулятора давления и датчика уровня, в один узел с топливным насосом в баке объединен и адсорбер системы улавливания паров топлива (EVAP).

Электрооборудование

Система зажигания — традиционная DIS-4 (отдельная катушка зажигания на каждый цилиндр). Свечи зажигания — тонкие «иридиевые» SG20HR11 с удлиненной резьбовой частью, под ключ на «14».

В системе запуска применена пара новых функций. Во-первых, полуавтоматического пуска — достаточно повернуть ключ в START и отпустить, после чего система управления сама удерживает стартер во включенном состоянии до подхвата двигателя. Во-вторых, при работе системы стоп-старт блок управления при остановке и глушении двигателя запоминает фазы рабочего цикла по цилиндрам и при повторном пуске начинает подачу топлива и искры с того цилиндра, который сразу сможет включиться в работу.

В системе зарядки используются генераторы с сегментным проводником, отдачей в 80-100 А, в т.ч. с обгонной муфтой в шкиве привода.
Непрерывная зарядка аккумулятора осуществляется при замедлении автомобиля, а в установившихся режимах движения циклы зарядки и разрядки батареи чередуются для максимальной экономичности. Более сложное управление потребовало использовать в системе датчик температуры батареи и датчик силы тока.

Привод навесных агрегатов — единым ремнем, с отдельным автоматическим натяжителем.

Среди отличий от обычного 1NR-FE стоит отметить:

• Система изменения фаз газораспределения VVT-iE — электрический привод на впуске и традиционный гидравлический на выпуске — подробнее см. «Toyota Variable Valve Timing. VVT-iE (gen.II)».

• Предусмотрена возможность работы двигателя по циклу Миллера/Аткинсона — подробнее см. здесь.

• Высокая геометрическая степень сжатия (не отражается на требованиях к октановому числу бензина).

• Дополнительные каналы охлаждения в блоке цилиндров (a).

• Сложная составная проставка рубашки охлаждения.

• Полноценный коленвал с 8 противовесами.

• Поршни и кольца с большим разнообразием покрытий.

• Обновленная топология системы охлаждения.

• Обновленная топология системы смазки, с одним клапаном VVT.

Официально предписанные производителем значения вязкости масла для 2NR-FKE:

• Между выпускным коллектором и головкой установлен охладитель отработавших газов (для защиты катализатора).

• Установлен целый модуль EGR, включающий в себя клапан, жидкостный охладитель и распределитель газов, равномерно подающий их в каналы впускного коллектора.

• Новые элементы в системе управления.

• Топливный коллектор — стальной штампованный, выполняющий роль демпфера пульсаций давления топлива.

Отметим принципиальные моменты и отличия мотора, не похожего на другие двигатели серии.

— Система изменения фаз газораспределения VVT-iW — подробнее см. здесь.
— Возможность работы по циклу Миллера/Аткинсона — подробнее см. здесь.
— Инверсия впуска/выпуска — впускной коллектор находится со стороны передней части автомобиля.

— Усиленный блок цилиндров.

— Коленвал с полноценными 8 противовесами.

— Нормальные поршни с полностью плавающими пальцами и стопорными кольцами.

— Привод ТНВД от дополнительного кулачка на впускном распредвалу.
— Привод вакуумного насоса от выпускного распредвала (для обеспечения работы усилителя тормозов и привода управления турбокомпрессором).

— Алюминиевая крышка головки блока.

— Применено натриевое охлаждение клапанов.
— Выпускной коллектор встроен в головку блока.

• Система вентиляции картера.

Применение наддува означает как увеличение количества картерных газов, так и невозможность их отвода только традиционным способом с помощью разрежения в коллекторе. Поэтому в крышке головки установлен эжектор, работающий в режиме наддува, так что газы с большим содержанием углеводородов не попадают в атмосферу, а возвращаются на впуск и затем сгорают в цилиндре.

На блоке находится еще одна камера сепаратора для улавливания масла из картерных газов.

В режиме наддува картерные газы принудительно отводятся с помощью эжектора на впуск.

Эжектор действует по принципу Вентури — картерные газы отсасываются в поток проходящего сжатого воздуха.

При работе двигателя без существенного наддува, картерные газы всасываются через обычный клапан PCV под действием разрежения на впуске.

• Двигатель снабжен двумя термостатами:
— традиционный термостат (температура открытия 80-84°C) во впускном патрубке системы охлаждения контролирует поток жидкости через радиатор
— термостат на блоке цилиндров (температура открытия 76-80°C) управляет потоком жидкости через блок, для обеспечения максимально быстрого прогрева цилиндров

— Встроенный в головку блока выпускной коллектор также позволяет охлаждать отработавшие газы до входа в турбокомпрессор.

• В отличие от многих других двигателей, где установлены обыкновенные форсунки для смазки и охлаждения поршней, здесь ECM может управлять впрыском в зависимости от внешних условий.

Редукционный и управляющий клапаны установлены в корпусе редукционного клапана масляного насоса.

1) Масло подводится к задней части редукционного клапана, отсекая подачу масла к форсункам.

2) Подача масла для подпора редукционного клапана прекращается, клапан открывается и масло подается к форсункам.

• Применен датчик уровня моторного масла.

Официально предписанные производителем значения вязкости масла для 8NR-FTS:

Управление давлением наддува осуществляется через классический wastegate (клапан перепуска газов мимо турбины).

— При заглушенном двигателе клапан WGT открыт.
— При запуске клапан управления разрежением отключает подачу разрежения от насоса к приводу, который в свою очередь открывает WGT. В результате горячие отработавшие газы поступают непосредственно в нейтрализатор для ускорения его прогрева.
— При небольших нагрузках, когда нет необходимости в наддуве, открытый WGT уменьшает сопротивление и насосные потери на выпуске. За счет уменьшения количества остаточных газов повышается устойчивость процесса сгорания.

— При высокой нагрузке WGT закрывается и турбина включается в работу.

Клапан перепуска воздуха служит для предотвращения ситуации, когда при резком закрытии дроссельной заслонки давление между турбокомпрессором и дросселем увеличивается, вплоть до возникновения обратного потока, сопровождаемого посторонними шумами.

• В системе турбонаддува используется независимый контур охлаждения с электрическим насосом и собственным радиатором.

— Интеркулер (промежуточный охладитель наддувочного воздуха) — водо-воздушного типа.

— С помощью управляемого электронасоса ECM изменяет интенсивность потока жидкости и степень охлаждения.

Система впрыска топлива (D-4T)

Впрыск топлива — непосредственный, в камеру сгорания, синхронизируется с фазами (положением поршня). Топливо поступает от насоса в баке к ТНВД, где его давление увеличивается, оттуда в топливный коллектор и, наконец, впрыскивается форсунками в цилиндры. Впрыск осуществляется несколько раз за цикл.

ТНВД. Одноплунжерный, с дозирующим и обратным клапаном, с клапаном сброса давления, а также с демпфером пульсаций давления на входе в контуре низкого давления. Установлен на клапанной крышке и приводится кулачком с 4 выступами, расположенным на распредвалу. Давление топлива регулируется в пределах 2.4-20 МПа в зависимости от условий движения.