Интересные происходят вещи с этими Common Rail… Недавно приехала машина Toyota Land Cruiser c двигателем KD-FTV. Не первый раз она к нам приежает. Прошлые разы — «как бы за консультацией». А в этот раз уже за помощью. Проблема та же, что и у KIA «Sorento» с двигателем 4DCB. Об этом мы уже рассказывали в прошлой статье «Плохой запуск». Только этому хозяину машины не надо было бегать с «дихлофосом» (аэрозолью для запуска двигателя), а просто подкачать помпу ручной подкачки топлива в ТНВД. А потом «быстро-быстро» бежать и заводить машину. Со стороны, согласитесь, все это выглядит как-то несолидно. Машина не старая, выпуска 2001г. И когда в центре города к автомобилю подходит здоровый, «кучный мужик», задирает капот и начинает качать солярку в насос, а потом очень быстро бежит к ключу зажигания и, если успел, то его « монстер» заведется с « пол пенка». Ну, а если нет, то процесс продолжается до «победного конца». Вот так он и бегал два месяца. Пока не надоело. Или не стало стыдно перед другими обладателями «дизелей», которые хоть и «старее», но заводятся хорошо и стабильно. Итак: Toyota Land Cruiser, двигатель KD-FTV, система Common Rail. Объем двигателя, крутящий момент и тому подобное, наш читатель может узнать из технической документации этой модели. Или найти на популярных страницах в Интернете. Потому что мы редко обращаем внимание на эти детали — они для нас не слишком существенны, у нас другие задачи. Гораздо интереснее внутренние проблемы, с которыми приходится сталкиваться.
Первое, что мы сделали, это «компьютерную диагностику двигателя». Кодов ошибок не обнаружили. Текущие данные на тот момент нам показались очень скудными и какими-то «урезанными» — все-таки диагностировали сканером Launch Х-431. Поэтому в разделе «дата» не было коэффициента по коррекции форсунок. Но было видно давление в топливной рейке: 35МПа на холостых оборотах. А при запуске 9-17Мпа, — при желаемых 28Мпа. И, помня прошлый опыт, мы начали с проверки форсунок. Но на этот раз попытались запечатлеть каждый свой шаг.
Фото 1
Фото 2
Фото (1 и 2).
Фото (1 и 2). Отображают процесс измерения «перетока» топлива по линии «обратки» форсунок при работающем двигателе и в момент его «остановки».
И вот что у нас получилось. При запуске двигателя процент «утечек» по всем форсункам оказался приблизительно одинаковым (2-3 милл.). Но когда мы прекращали «крутить стартер» и двигатель останавливался, форсунки 1, 2, и 4 не сбрасывали топливо в линию возврата. А третья форсунка сбрасывала топлива в 3 раза больше остальных. При проверке на стенде мы увидели «нулевой процент утечек». Стало быть, конструктивно эти форсунки не похожи на те, которые мы делали ранее, и нам, следовательно, предстоит узнать «что-то», что мы ещё не знаем. И разобраться в том, в чем мы еще не разбирались.
Сейчас мы вам покажем, как они интересны и привлекательны «изнутри».
Форсунки Тайота Ланд Крузер KD-FTV
Фото 3
- 1. Корпус форсунки.
- 2. Распылитель.
- 3. Пружина (правее распылителя)
- 4. Плунжер «мультипликатор.
- 5,6,7,8. Элементы камеры управления.
- 9. Регулировочное кольцо.
- 10. Электроклапан.
Фото 4.
Та же форсунка но с детальным увеличением ее элементов. (Описание далее по тексту)
Попытаемся разобраться, как же она работает.
Состояние (а) показывает начало наполнения Состояние (б) показывает работу форсунки, когда подается ток на электромагнитный клапан. И по каналу 6 и (b) топливо попадает к нижней части поршня 5 (канал d). При этом уменьшается давление в камере управления 3 (камера с), и растёт давление под поршнем (5). В результате он поднимается и открывает запорную иглу. А дальше происходит впрыск топлива. (учитывая безупречную «сопряженность» деталей камеры управления — Фото 4. (элементы 1.2.и 3).
Всё очень просто. При условии, когда мы выключаем зажигание и снимаем напряжение с электромагнитного клапана форсунки, в камере управления должен сохранится «пусковой» — т.е. необходимый объем топлива. Когда закрыты все управляющие каналы: в этом случае расход топлива на слив обусловлен небольшой порцией, только для разгрузки камеры управления ( в виде утечек). Но в нормальном состоянии они должны быть на три порядка ниже полезной порции подачи. Что мы и наблюдали при замере утечек на форсунках — Фото (1 и 2). Форсунки 1, 2, и 4, не давали никаких «утечек». А при неоднократном измерении можно было увидеть появление топлива в «прозрачных трубках» (фото 1 и 2) — только при третьем запуске и остановке двигателя. Чего нельзя было сказать о третьей форсунке.
Стало быть, в момент остановки двигателя, из линии возврата топлива в бак не должно быть никаких утечек (или очень незначительные).
Таким образом, в идеале форсунка готова к пуску. При минимальных утечках. А в нашем случае, мы наблюдаем совершено обратное. При снятии напряжения с электроклапана форсунки, происходит утечка из 3-й форсунки. «Кто» или «что» сбрасывает давление? И почему «это» не происходит на других форсунках? В этом нам и предстояло разобраться.
На снимке 5 и 6 мы видим камеру гидроуправления в разобранном виде:
Фото 5
Фото 6
При разборе камеры гидроуправления форсунки № 3 (Фото 5 — цифра 1),- мы обратили внимание на странный след, оставленный на верхней поверхности одной из пластин камеры управления. Это как бы «сифонность» между двух сопряженных деталей (фото 5 — цифра 1 ) и ( фото 7 — цифра 1). На фото 6 показана обратная сторона этой же камеры. Но здесь проблемы несколько иного плана. «Разбита» запорная площадка верхней пластины камеры гидроуправления (Фото 6 — цифра 1) и (фото 8 — цифра 1). Но характер выявленных дефектов не говорил ни о чем. Пока это было только констатация факта. А была ли это истинная причина самой неисправности?
Фото 7
Фото 8
Этого мы пока не понимали. При детальном рассмотрение данной проблемы «вооруженным глазом» (1х100) в электронный микроскоп, мы пытались определить глубину вмятины — Фото 7, цифра 1. И понимали отчетливо, что изготовить и заменить эту пластину новой практически невозможно. А теория и практика образования этой «сифонности» простая: При впрыске топлива образовывается обратная гидродинамическоя волна в сотни атмосфер в малых объемах. И что бы не разгружать канал d — рис 1, в пластине сделан жиклер (фото 5 — цифра 2). И если представить динамику этой волны, ограниченной жиклером 0,025 мм, то при любом сопряженном усилии, этот эффект «сифонности» просто неизбежен. Что и вызывало побочные эффекты в работе двигателя. Такие, как : — «жёсткая» работа двигателя при разгоне в режиме 1500 – 2500 об. мин. Иногда её сравнивают со «стуком клапанов» в бензиновых двигателях. — неустойчивые «холостые обороты». При этом иногда прослушивается небольшой стук. — черный дым при резком нажатии на педаль акселератора.
А при сканировании автомобиля, но уже другим сканером – «Carman Scan -1», мы обратили внимание на коррекцию по впрыску. Она составляла от 4 до 5%. От тех, что мы предпологали увидеть, это не более 3%. И с разностью от 3 до 3,5 %. Но что делать? Предложить хозяину машины купить новую форсунку? Или делать старую? Может быть, я буду опять же не оригинален в своих решениях, но мы предложили ему «сделать форсунку». Может быть, проще было бы купить новую? Но чем тогда мы ее сможем «прописать»? (то есть, «адаптировать» к данной системе управления двигателем). Покупать отдельно дилерский сканер за 200 тыс. рублей не было никакого желания. Хотя мне говорили, что можно менять форсунку и без «прописки». Но не хотелось рисковать лишними затратами на приобретения сканера – если «что-то будет не так».
А теперь о самом ремонте. Недаром говорят, что «все гениальное просто». Все вышесказанное по результатам ремонта можно было бы обрисовать в двух словах. Но наша цель заключается не в объяснении ремонта «на пальцах». А в нашем отношении к нему. И прежде чем сделать «последний шаг», приходится взвешивать не только все «за и против», но и последствия своих действий. По результатам изложенного мы не стали слишком много усердствовать и «изобретать велосипед». А просто взяли и «притерли» все пластины гидрокамеры на шлифовальной шкурке. С зернистостью от 800 до 1500, а последний размер был «чистовой». Сомнительное, конечно, решение проблемы. Но иногда и оно приносит свои плоды. Я не хочу сказать, что мы верили в решение этой проблемы таким вот простым «дедовским» методом. Но когда поставили форсунку и завели машину — только тогда поняли, что, может быть в нашем случае, это и было единственно верное решение проблемы.
В дальнейшем все произошло как в «сказке». В последующие дни и по сей день хозяину машины не приходится больше подкачивать топливо помпой. А гордо подходить к машине, вставлять ключ в замок зажигание и заводить двигатель. А в завершении хочу вот что сказать: после столь «не загадочного» и совсем не трудоемкого ремонта исчезли многие, если не все проблемы, которые так беспокоили хозяина машины.
Окончательная сборка блока цилиндров двигателей 1KD-FTV,2KD-FTV
Окончательная сборка блока цилиндров двигателей 1KD-FTV, 2KD-FTV Toyota Hilux
1. Установите новый задний сальник коленчатого вала.
2. Установите держатель заднего сальника коленчатого вала.
а) Удалите остатки старого герметика с контактных поверхностей держателя и блока цилиндров.
б) Нанесите слой герметика шириной 5 мм, как показано на рисунке.
Внимание: соединяемые детали
должны быть установлены в течение времени, указанного в инструкции по применению герметика. Иначе герметик должен быть удален и нанесен заново.
в) Затяните пять болтов крепления держателя заднего сальника.
Момент затяжки. 13 Нм
3. (1KD-FTV) Установите балансирные валы.
а) Зажмите вал в тисках за противовес.
б) Установите упорный фланец, совместите штифт вала с отверстием шестерни привода, наденьте шестерню.
г) Удалите остатки старого герметика и нанесите слой нового герметика шириной 5 мм, как показано на рисунке.
Внимание: соединяемые детали должны быть установлены в течение времени, указанного в инструкции по применению герметика. Иначе герметик должен быть удален и нанесен заново.
б) Установите: компенсационную
пружину (1), компенсационную шестерню (2), пружинную шайбу (3). Внимание: разрез пружины (1) должен охватывать палец в паразитной шестерне.
д) Переверните паразитную шестерню, перезажмите обе шестерни и выверните сервисный болт.
е) Установите с другой стороны компенсационную шестерню и пружинную шайбу.
ж) Установите стопорное кольцо.
з) Проворачивая компенсационную шестерню по часовой стрелке, совместите отверстия во всех шестернях и установите стягивающий болт.
10. Установите паразитную шестерню в сборе и совместите метку «5» паразитной шестерни с меткой «5» шестерни коленчатого вала, а метку «4» с меткой «4» шестерни привода вала ТНВД.
14. Установите крышку шестерен, а) Установите новое кольцевое уплотнение в блок.
18. Установите масляный поддон.
а) Удалите остатки уплотнительного материала и будьте осторожны — не допускайте попадания масла на контактную поверхность масляного поддона к блоку цилиндров. Используя растворитель, очистите поверхности контакта.
Примечание: не используйте растворитель, который будет воздействовать на окрашенные поверхности.
б) Нанесите валик герметика диам 4 мм на контактные поверхности масляного поддона, как показано на рисунке.
Видео по теме «Toyota Hilux. Окончательная сборка блока цилиндров двигателей 1KD-FTV,2KD-FTV»
Установка дополнительного топливного фильтра и индикатора давления подкачки на Газ 560 SteyrToyota 1KD-FTV
Характеристики двигателя 1KD-FTV
Производство | Toyota Motor Corporation |
Марка двигателя | 1KD |
Годы выпуска | 2000-н.в. |
Материал блока цилиндров | чугун |
Тип двигателя | дизельный |
Конфигурация | рядный |
Количество цилиндров | 4 |
Клапанов на цилиндр | 4 |
Ход поршня, мм | 103 |
Диаметр цилиндра, мм | 96 |
Степень сжатия | 18.4 |
Объем двигателя, куб.см | 2982 |
Мощность двигателя, л.с./об.мин | 109/3000 136/3400 163/3400 170/3600 173/3400 |
Крутящий момент, Нм/об.мин | 286/1200-1600 300/1200-2400 343/1400-3200 343/1400-3400 410/1600-2800 |
Экологические нормы | Евро 3 Евро 4 Евро 5 |
Турбокомпрессор | Toyota CT16V |
Вес двигателя, кг | 260 (полная) |
Расход топлива, л/100 км (для Prado 150) — город — трасса — смешан. | 10.4 6.7 8.1 |
Расход масла, гр./1000 км | до 1000 |
Масло в двигатель | 0W-30 (с 10.2010) 5W-30 10W-30 15W-40 20W-50 |
Сколько масла в двигателе, л | 7.4 |
Замена масла проводится, км | 10000 (лучше 5000) |
Рабочая температура двигателя, град. | — |
Ресурс двигателя, тыс. км — по данным завода — на практике | — 400+ |
Тюнинг, л.с. — потенциал — без потери ресурса | 200+ — |
Двигатель устанавливался | Toyota 4Runner/Hilux Surf Toyota HiAce Toyota Hilux Toyota Land Cruiser Prado 120/150 |
Надежность, проблемы и ремонт двигателя 1KD-FTV
Дизель 1KD был выпущен в 2000 году в качестве замены старому 1KZ. Он основывался на своем предшественнике и предназначался для внедорожников и микроавтобусов Toyota. Блок цилиндров 1KD-FTV чугунный с двумя балансировочными валами, а внутри него установлен кованый коленвал с 8-ю противовесами и с ходом поршня 103 мм. Диаметр поршней 96 мм, степень сжатия 18.4, в итоге имеем рабочий объем 3 литра.
Накрыли чугунный блок алюминиевой 16-ти клапанной головкой с двумя распредвалами. Диаметр впускных клапанов 32.2 мм, выпускных 27.8 мм, толщина ножки клапана 6 мм.
Регулировка клапанов 1KD-FTV официально предписана после каждых 40 тыс. км пробега, но практика показывает, что зазоры могут остаться в норме и после 200 тыс. км. Зазоры клапанов (холодный двигатель): впуск 0.2-0.3 мм, выпуск 0.35-0.45 мм.
Распредвалы вращаются при помощи зубчатого ремня, замена ремня ГРМ положена после каждых 150 тыс. км, иначе резко возрастает риск обрыва с последующей встречей поршней с клапанами.
На 1KD используется система впрыска Common rail от Denso.
Данный двигатель оснащается турбокомпрессором Toyota CT16V с изменяемой геометрией и с интеркулером. Эта турбина создает давление 1.1 бар избытка.
Для улучшения показателей по экологии, мотор 1KD оснащен клапаном рециркуляции отработавших газов EGR.
Выпуск 1KD продолжается, но ему на смену приходит новый дизель 1GD.
Проблемы и недостатки дизельных двигателей Тойота 1KD
1. Неровная работа, вибрация, черный дым, снижение мощности, стук. Все это симптомы треснувшего поршня, что периодически происходит с мотором 1KD-FTV для Евро-4. В качестве бонуса в цилиндре могут образоваться задиры…
Снизить вероятность получения подобных неприятностей можно, для этого нужно меньше нагружать мотор, не чиповать или заменить поршни с форсунками на обновленные.
В январе 2014 году Toyota заменила поршни, и проблема была решена.
2. Белый дым, низкое давление масла. ДВС выпущенные в период с конца 2004-го по 2007-й год имели проблему с низкокачественными медными шайбами под форсунками и их желательно заменить на нормальные алюминиевые.
Ресурс турбины 1KD около 200 тыс. км, столько же служат ТНВД и форсунки. Это средние показатели и в зависимости от качества топлива ресурс может или увеличиться или снизиться. Клапан EGR рекомендуется чистить каждые 50 тыс. км либо заглушить его и прошить ЭБУ под работу без ЕГР.
Общий ресурс 1KD-FTV довольно высок и может превышать 400 тыс. км, при нормальной эксплуатации и своевременном обслуживании.
Номер двигателя 1KD
Тюнинг двигателя 1KD
Чип-тюнинг
Не рекомендуется чиповать дизельные двигатели 1KD-FTV для Евро-4, это быстро приводит к трещинам в поршнях и капремонту. Если вам все равно или вы владеете другими версиями двс 1KD, то чип-тюнинг поможет поднять отдачу до 200 л.с. и несколько улучшить динамические показатели автомобиля.