Все о двигателе Toyota 2.0/2.2 D-4D и 2.2 D-CAT

Первым делом необходимо пояснить, что в случае с двигателем Тойота, обозначаемым D-4D, речь идет о двух, кардинально отличающихся силовых агрегатах. Самый старший из них производился до 2008 года, имел объем 2 литра и развивал мощность 116 л.с. Он состоял из чугунного блока, простой 8-клапанной алюминиевой головки и имел привод ГРМ ременного типа. Данные моторы обозначались кодом 1CD-FTV. Владельцы автомобилей с такими двигателями редко жаловались на серьезные неисправности. Все претензии касались только форсунок (простых в восстановлении), а также типичных для современных дизелей компонентов – клапана системы рециркуляции отработавших газов и турбокомпрессора. В 2008 году турбодизель серии CD исчез из ассортимента Тойоты.

В 2006 году японцы представили новое семейство дизельных двигателей рабочим объемом 2,0 и 2,2 литра, которые тоже обозначались D-4D. Среди отличий: алюминиевые блок и 16-клапанная головка, а в замен ремня — долговечный цепной привод ГРМ. Новое изделие получило индекс AD.

Версия емкостью 2,2 л была получена путем увеличения хода поршня с 86 до 96 мм, при неизменном диаметре цилиндров — 86 мм. Таким образом, объем вырос с 1998 см3 до 2231 см3. 2.0 маркировался, как 1AD, а 2.2 — как 2AD.

Из-за увеличившегося хода поршня 2.2 дополнительно оснастили модулем балансировочного вала, приводимого в движение коленчатым валом через шестерни. Модуль расположен в нижней части картера.

Цепь привода ГРМ обоих турбодизелей соединяет коленвал и выпускной распредвал. Впускной вал связан с выпускным с помощью шестерен. Впускной распредвал приводит в действие вакуумный насос, а выпускной — ТНВД. Зазоры клапанов регулируются с помощью гидравлических толкателей.

Дизели серии АД используют систему впрыска Common Rail японской фирмы Денсо. Самый простой 1AD-FTV / 126 л.с. Он на протяжении всего производства комплектовался надежными электромагнитными форсунками, работающими с давлением от 25 до 167 МПа. Они же достались и 2AD-FTV (2.2 D-4D) / 177 л.с.

Версия 2.2 D-CAT (2AD-FHV) / 150 л.с. и 177 л.с. использует более сложные пьезоэлектрические форсунки Denso, создающие давление от 35 до 200 МПА. Кроме того, в выхлопной системе 2.2 D-CAT установлена пятая форсунка. Это решение можно увидеть в некоторых двигателях Renault. Такая схема очень удобна для эффективной и безопасной регенерации сажевого фильтра. Риск разбавления масла дизельным топливом полностью исключен.

Двигатели серии AD в общей сложности имели три варианта очистки выхлопных газов, в зависимости от стандарта выбросов. Версии Евро-4 довольствовались обычным окислительно-восстановительным катализатором. Некоторые версии Евро-4 и все Евро-5 использовали фильтр твердых частиц. Вариант D-CAT помимо катализатора и DPF-фильтра оснащался дополнительным катализатором оксидов азота.

Проблемы и неисправности

Первые впечатления были только положительными – более высокая отдача и небольшой расход топлива. Но вскоре выяснилось, что новый двигатель имеет несколько слабых мест.

Самый главный и страшный – окисление алюминия при контакте с прокладкой головки блока, что происходит примерно после 150-200 тыс. км. Дефект настолько серьезный, что избавиться от него простой заменой прокладки не удастся. Необходима шлифовка поверхности головки и блока. Чтобы отшлифовать блок цилиндров, мотор необходимо извлечь из автомобиля. Такого рода ремонт можно провести только один раз. Повторное устранение неисправности приведет к тому, что головка опустится настолько, что при попытке запуска двигателя поршни встретятся с клапанами. Таким образом, второй ремонт невозможен и экономически не обоснован. Спасет только замена блока или «де-факто» – установка нового двигателя.

Toyota, по крайней мере, теоретически, справилась с проблемой в конце 2009 года. На обслуживаемых автомобилях, в случае выявления данной неисправности после модернизации, производитель менял двигатель за свой счет. Однако проблема с прокладкой под головкой блока существует до сих пор. Чаще всего дефект всплывает в интенсивно эксплуатируемых Тойотах с самой сильной 2,2-литровой версией мотора, т.е. 2.2 D-4D (2AD-FTV).

Перед покупкой автомобиля, оснащенного дизельным D-4D серии AD, обязательно спросите владельца о ранее выполненных ремонтах, и попросите, если это возможно, показать счета за оплату ремонта или акты выполненных работ. На рынке достаточно много машин с дизелем, уже пережившим первый ремонт. Помните, второй ремонт невозможен, только замена двигателя!

Другой недуг касается системы впрыска Common Rail. Форсунки, независимо от того, электромагнитные или пьезоэлектрические, очень чувствительны к качеству топлива. Обездвижить автомобиль может и клапан SCV. Его задача — регулировать количество дизельного топлива в топливной рампе. Клапан расположен на топливном насосе высокого давления и, к счастью, доступен в качестве отдельной детали.

Применение: Avensis II, Auris, RAV4 III, Corolla E15, Lexus IS 220d.

Заключение

После печального эпизода с головкой блока и ее прокладкой Тойота вместо разработки собственного дизеля, соответствующего стандарту выбросов Евро-6, предпочла двигатели BMW. Индекс 1WWW скрывает баварский мотор объемом 1,6 литра, а 2WWW — 2,0 литра. В свое время, немецкие моторы страдали от проблем с цепным приводом ГРМ. В настоящее время недуг почти побежден.

Слабые места турбодизеля Toyota 2,2 D-4D (2AD-FTV)

Турбодизели семейства AD появились на автомобилях Toyota в 2005 году и выпускались до 2015 года. Первым появился 2,2-литровый двигатель, затем началось производство 2-литрового мотора. Оба силовых агрегата построены на основе блока с диаметром цилиндров 86 мм, отличаются ходом поршней. 2,2-литровой версии достались балансирные валы, которые приводятся от коленвала зубчатой передачей.

Блок дизелей AD алюминиевый, с открытой рубашкой охлаждения. На этапе отливки в блок помещаются тонкостенные чугунные гильзы. То есть, его конструкция соответствует времени: блок максимально облегчен и расточке, по задумке японских инженеров, не поддается.

2-литровый двигатель 1AD-FTV развивает 124-126 л.с., а 2,2-литровый 2AD-FTV выдает от 136 до 150 л.с. Также существует 177-сильная версия 2AD-FHV с двойным катализатором D-CAT.

Эти двигатели были доступны для всех среднеразмерных европейских моделей Toyota, таких как Auris, Corolla, Avensis и RAV4. Также 2,2-литровый мотор устанавливали на Lexus IS.

Смотрите на нашем YouTube-канале разборку двигателя 2,2 D-4D (2AD-FTV), снятого с Toyota Avensis 2006 года.

Датчик коленвала

Нераспространенная поломка дизеля D-4D – выход из строя датчика положения коленвала. Из-за его неисправности двигатель может однократно подергивать при наборе скорости. А через некоторое время может просто заглохнуть и больше не завестись. При прокрутке стартером стрелка тахометра не будет подниматься, что указывает на датчик коленвала.

Турбина

Дизели семейства AD получили турбины с изменяемой геометрией от компании IHI. Модель VB, c индексами от 13 до 17. Сервопривод геометрии во всех вариантах вакуумный. На форсированной версии 2AD-FHV (177 л.с.) турбина имеет жидкостное охлаждение.

Стандартная неполадка, связанная с подклиниванием лопаток геометрии, это подергивание двигателя на разгоне. Также эти симптомы сопровождаются ошибками, указывающими на недодув или передув турбины. Для устранения такой неполадки нужно снять турбину, разобрать ее горячую улитку и почистить от сажи и нагара.

Так как актуатор на турбине вакуумный, то управляет им электровакуумный клапан. Бывает, что этот клапан засоряется или просто выходит из строя. В этом случае на высокой скорости загорается check engine и пропадает после перезапуска двигателя. Электровакуумный клапан на двигателе D-4D поддается чистке.

Клапан EGR

Клапан EGR на всех вариантах дизелей AD оснащен обратной связью. Клапан EGR приходится чистить каждые 30 000 км или даже чаще. Обычно заедание клапана дает знать о себе на прогретом двигателе: при этом пропадает тяга, на шоссейных скоростях машина практически не разгоняется.

ТНВД

Двухплунжерный ТНВД Denso HP3 установлен на задней стороне ГБЦ и приводится выпускным распредвалом. Максимальное давление впрыска топлива, в зависимости от мощности дизеля AD, составляет от 1 670 до 2 000 бар. На рассматриваемом двигателе 2AD-FTV насос «давит» максимум 1 800 бар. ТНВД довольно живучий и надежный, но его может моментально прикончить грязная солярка из канистры.

Клапан SCV в буквальном смысле контролирует количество топлива, всасываемого ТНВД. От него зависит давление во всей топливной системе. Также за высокое давление топлива отвечает клапан на топливной рампе, который сбрасывает лишнее давление в штатном или аварийном режиме. На форсированной версии 2AD-FHV этот клапан управляемый электронный, на всех остальных – механический.

При неисправности клапана SCV в топливной системе не создается требуемого давления топлива, либо давление скачет, из-за чего плавают обороты. Также на холодную из-за этого клапана двигатель может глохнуть после пары неудачных запусков. Клапан нужно менять на новый.

Форсунки

Базовый вариант форсунок на дизелях AD – это электромагнитные инжекторы, встречаются на этих двигателях мощностью до 150 л.с. до 2010 года. Но на самой мощной версии 2AD-FHV используются пьезофорсунки. Позже пьезофорсунками были оснащены все варианты этих моторов, соответствующие Евро-5. На дизелях этого семейства с сажевым фильтром помимо 4 форсунок для впрыска топлива в цилиндры там есть и 5-я форсунка, которая впрыскивает топливо в выпуск. Она установлена в выпускном канале 4-го цилиндра. Эту форсунку отключают, когда вырезают и отшивают сажевый фильтр.

Форсунки ходят порядка 250 000 км. При износе они начинают сливать топливо в обратку, на что также указывает соответствующая ошибка (P0093). Также на износ форсунок (одной или нескольких) указывает разброс коррекции впрыска по цилиндрам. При этом двигатель, особенно на горячую, заводится не с первой попытки. Также могут присутствовать вибрации на холостом ходу или при наборе скорости в каком-то диапазоне оборотов.

Новый электромагнитные форсунки стоят порядка $230, также их можно отремонтировать, а пьезоэлектрические приходится менять целиком. Одна новая пьезофорсунка на двигатель D-4D стоит порядка $500-$700.

Но справедливости ради отметим, что появляются решения для реставрации пьезофорсунок: для них можно достать новые распылители и мембранные клапаны. Также предлагают ремонт таких форсунок из б/у элементов.

При установке б/у пьезофорсунки нужно прописать нанесенный на нее код, чтобы сбросить адаптации старой изношенной форсунки.

Стоит обратить внимание, что на топливных фильтрах нельзя экономить. Были случаи, когда форсунки на двигателях 2,2 D-4D засорялись ворсом некачественных фильтров.

Также при проблемах с топливной системой, когда все узлы проверены, не стоит забывать про проводку. Редко, но проложенные в защитных кожухах провода от форсунок к блоку управления могут перетираться и обрываться. В этом случае двигатель глохнет сразу после запуска: ТНВД создает нужное давление, а из-за порванных проводов связи с форсунками после запуска нет.

Форсунки закисают, если прогорают шайбы под ними. Шайбы крайне желательно менять каждые 60 000 км. Пьезофорсунки при разборке для вытаскивания экстрактором просто «ликвидируются» — работать они больше не будут. При прогорании шайб могут прогореть и гайки возле распылителей форсунок. В результате придется менять в сборе форсунки!

Резиновые уплотнения (колечки) на стержнях форсунок предотвращают попадание влаги в цилиндры.

Цепь ГРМ

В литой крышке (кожухе) газораспределительного механизма находятся помпа и масляный насос. Помпа приводится ремнем навесных агрегатов. А маслонасос приводится непосредственно от коленвала.

Цепь ГРМ однорядная, натягивается гидронатяжителем со стопором. Цепь орошается маслом при помощи маслофорсунки. Жалоб на растяжение цепи ГРМ на этом двигателе мы не встречали.

ГБЦ и ее прокладка

В алюминиевой головке два распредвала. Цепь ГРМ приводит выпускной вал, а впускной приводится от него зубчатой передачей. В приводе клапанов используются гидрокомпенсаторы.

Известная массовая проблема дизелей семейства AD из-за заводского брака – пробой прокладки ГБЦ. Из-за этого антифриз может попадать в цилиндры либо же газы из цилиндров пробиваются в систему охлаждения. Газы «надувают» патрубки системы охлаждения, «бурлят» в расширительном бачке, и выгоняют из него антифриз. Также при этом заметно потемнение антифриза или появление сажевых отложений на крышке бачка.

Прокладка ГБЦ была дефектной на моторах AD первых лет выпуска, до 2009 года, ее меняли по гарантии. Но проблема с прогоранием прокладки ГБЦ встречается до сих пор на свежих дизелях Toyota AD даже при пробегах до 100 000 км.

Также при пробое прокладки возможна эрозия блока цилиндров или даже появление микротрещины.

Жор масла

Инженеры Toyota просчитались с поршнями и поршневыми кольцами дизелей семейства AD. С нови эти моторы отличались высоким расходом масла на угар. Это влекло за собой ряд неприятностей: из-за большого объема масляного нагара быстро засорялись клапаны системы EGR, появлялись отложения на поршнях и случались повреждения прокладки ГБЦ. Жор масла был признан заводским дефектом. По гарантии на этих двигателях меняли поршни, их кольца и все вкладыши коленвала.

Поршни

Поршни изготовлены из алюминиевого сплава, однако в канавке верхнего компрессионного кольца залита вставка из нирезиста. Нирезист – это жаростойкий никелевый чугун, благодаря которому канавка верхнего кольца имеет повышенный ресурс, а сам поршень при нагреве меньше расширяется.

Коленвал

Коленвал опирается на литой алюминиевый картер, в который помещены чугунные крышки коренных шеек.

Здесь по ссылкам вы можете посмотреть наличие на авторазборке конкретных автомобилей Toyota Auris, Toyota Corolla, Toyota Corolla Verso, Toyota Avensis и Toyota RAV4 и других моделей и заказать с них автозапчасти.