Двигатели 5L Тойота производили в течение чуть более десяти лет с 1994 по 2005 года. Преимущественно использовались для микроавтобусов или пикапов. Однако даже в 2010 такие моторы все еще собирали в некоторых странах Азии.

Дизельные четырехцилиндровые двигатель 5L-Е Тойота — аналог модели 5Л, их начали производить еще до начала нулевых, с 1997 года по настоящее время. Отличие его от 5Л в наличии ТНВД Denso.

Атмосферный двигатель Toyota 5L-E

Теория работы ДВС

Общий принцип функционирования двигателей на бензине или дизтопливе известен, пожалуй, всем – топливо, сгорая в цилиндрах, создает давление газов, которые толкают поршни, и далее усилие преобразуется в крутящий момент, идущий на колеса.

Для того, чтобы двигатель работал равномерно, сгорание топлива происходит не во всех цилиндрах одновременно, а в определенном порядке. За его соблюдение отвечают:

• конструкция газораспределительного механизма;
• углы между кривошипами коленвала автомобиля;
• расположение цилиндров – V-подобное или рядное;
• устройство системы зажигания для бензиновых авто, и ТНВД – у дизельных.

Недостатки и слабые места двигателей 5L

ТНВД Denso. Отличие двигателя 5L-E от 5L в наличии ТНВД Denso.

Как и у любого другого механизма, двигатели 5L и 5Л-Е имеют некоторые слабые места. Ниже рассмотрим их подробнее.

Атмосферные дизели 3.0 серии L можно назвать надежными, но не исключены шумы во время работы.

Необходимо следить за состоянием ГРМ, так как может лопнуть распредвал.

Так как гидрокомпенсаторы тут отсутствуют, то зазоры клапанов нуждаются в регулировке.

Как проходит рабочий цикл

Весь процесс впрыска топлива, его зажигания, работы поршней и выброса отработанных газов называется «рабочим циклом». Рассмотрим его на примере бензинового четырехтактного ДВС, стандартного для множества легковых автомобилей.

Цикл, как видно из названия, делится на четыре такта работы:

• Впуск.

В этом состоянии впускной клапан в открытом состоянии, выпускной, наоборот, закрыт, поршень идет в нижнем направлении, в цилиндр попадает подготовленная топливовоздушная смесь.

• Сжатие.

Все клапаны цилиндра закрыты, а поршень двигается вверх и сжимает впрыснутую ранее смесь до заданных параметров.

• Рабочий ход.

Клапаны по-прежнему открыты, смесь поджигается, образуя газы. Их давление начинает двигать поршень вниз, а последний вращает коленвал.

• Выпуск.

Очередность цилиндров

Цилиндры имеют номера, в документации их описывают в формате A-B-C-D, где вместо букв указывается цифровое обозначение. Порядок нумерации начинается со стороны цепи или ремня ГРМ — с самого удаленного от коробки передач цилиндра. Тот, что носит номер 1, называется главным.

Важно: если цилиндры работают последовательно, они не должны быть расположены рядом. Именно с учетом этого условия производители моторов разработали определенные схемы порядка чередования тактов.

Цилиндры оснащены клапанами, через которые осуществляется впуск и выпуск газов. Клапанами управляет специальное устройство – распределительный вал, на поверхности которого особым образом расположены специальные кулачки. Именно их расположение отвечает за порядок работы: профиль кулачка и его высота влияет на моменты закрытия-открытия, величину сечения прохода для газов, а также на то, как будет двигаться клапан в зависимости от текущего угла коленвала.

Один из вариантов распредвала:

Коленвал:

Цикл стандартного ДВС на 4 такта проходит за 2 оборота, или за 720 градусов (360 и 360). Расположенные на валу «коленца» смещены на некоторый угол таким образом, чтобы усилие с поршней двигателя постоянно передавалось на вал. Упомянутый угол – величина, зависящая от модели двигателя, тактности такового, и количества цилиндров.

Технические особенности

Для двигателей 5Л и 5L-Е используются вихревые камеры сгорания, которые состоят из двух частей, основной и вихревой камеры. Над движущимся поршнем располагается основная камера, в то время как вихревая занимает позицию у головки цилиндра, выполнена в обтекаемой форме, чаще идеально ровного шара или немного приплюснутого. Охлаждается вихревая камера водой. Чтобы стартовал процесс вихревого движения воздуха, вихревая камера должна преобладать в количестве пространства, и поэтому по сравнению с основной, вихревая камера занимает от половины до трех четвертей всего объема камеры сгорания. Сообщение между ними происходит путем горловины.

Дизельный двигатель Toyota 5L.

Первым тактом воздух из основной камеры переходит в вихревую в процессе сжатия, так что воздух поступает тангенциально поверхности, что способствует образованию вихревых потоков. Во время смесеобразования внутрь впрыскивается топливо, которое подхватывается потоком воздуха и затем начитает сгорать. При этом наблюдается интенсивное повышения давления в камере. Затем остатки топлива попадают в основную камеру, где процесс сгорания заканчивается расширением воздуха. Основное преимущество такой работы — при низких показателях избытка воздуха, наблюдается хорошее смешение кислорода и топлива, что обуславливает работу без большого количества дыма или вовсе его отсутствия. Это также снижает требования к качеству распыливания топлива и допускает низкое рабочее давление форсунок, от 12 до 15 МПа.

Коленчатый вал двигателя Toyota 5L

Интенсивность вихрей зависит, как правило, от скорости движения потока воздуха и увеличивается с повышением частоты вращения коленчатого вала двигателя, то есть тут можно говорить о том, что такая система обладает широким диапазоном скоростей. Поэтому такие виды вихрекамерных моторов считаются наиболее популярными и являются быстроходными двигателями тракторного типа. Скорость нарастания давления при этом способе dp/dα = 0,25…0,35 МПа/град, а невысокое максимальное давление цикла составляет 4,5-5,5 мПа при расходе топлива 255-275 г/кВт*ч.

Рядный 4-цилиндровый

Существует две популярные компоновки таких ДВС:

• рядная;
• оппозитная.

Первое означает расположение цилиндров последовательно, в один ряд, а поршни мотора вращают общий коленвал. Двигатели нередко описывают сокращением I4 или L4, можно также встретить название Inline 4 и вариации. Инженеры располагают цилиндры и вертикально, и под некоторым углом – в зависимости от конструкции двигателя.

Пример блока цилиндров:

Эта цилиндровая компоновка получила широкое распространение в массовых моделях автомобилей, а также в тех транспортных средствах, где важна простота обслуживания и ремонта – внедорожниках, машинах, предназначенных для работы в такси, и т.д.

Кривошипы 1 и 4 цилиндров в конструкции коленвала рядного четырехцилиндрового двигателя расположены под углом 180 град., и под углом 90 – к кривошипам цилиндров 2 и 3. Чтобы создать оптимальное соотношение движущих сил, действующих на кривошипы, двигатели действуют в последовательностях:

• система 1–2–4–3 – менее популярная;
• основной вариант 1–3–4–2.

Из отечественных автомашин порядок работы четырехцилиндрового двигателя второго вида использован, к примеру, в продукции концерна ВАЗ, а первый актуален для некоторых двигателей ЗМЗ.

4-цилиндровая оппозитная компоновка

В таком моторе «горшки» размещены в два ряда под 180 градусов. Это позволяет сделать силовой агрегат сбалансированным и снизить центр тяжести, а коленвал получает меньшие нагрузки. Благодаря этому мотор подобной компоновки, при той же массе, выдает больше снимаемой мощности и оборотов.

Цилиндры в этих ДВС работают по отличной схеме: основная 1–3–2–4, и альтернативная 1–4–2–3.

Здесь поршни достигают т.н. «верхней мертвой точки», часто сокращаемой до ВМТ, одновременно с обеих сторон.

Модель:

Интересно: встречаются машины с V-образными агрегатами на 4 цилиндра, но подобные образцы на рынке относительно редки, основную массу составляют рядные и оппозитные.

На какие автомобили устанавливался 5L-E (5Л)

Ниже приведены модели TOYOTA, на которые ставятся двигатели 5Л и 5L-Е.

Fortuner AN50 (сверху) и Fortuner AN150 (снизу)

• 5L-Е: Fortuner AN50 — 2004-2015
• Hiace H200 — 2004-н.в.
• Land Cruiser Prado J120 — 2002-2009
• Kijang F60 — 1997-2007
• Fortuner AN150 — 2015-н.в.
• Hilux N140 — 1997-2005
• Land Cruiser Prado J90 — 1999-2002
• Land Cruiser Prado J150 — 2009-н.в.

  Toyota Prado 120 (позади) и Toyota Prado 150 (впереди)

HiAce H100(внизу) и Hilux N140(вверху)

Как действуют ДВС V6

Для эффективности порядка работы сегодняшних шестицилиндровых двигателей таковой строится также по особой системе. Типичный порядок работы 6 цилиндрового двигателя рядного исполнения – метод 1–5–3–6–2–4. В рассматриваемом форм-факторе силовой агрегат получается достаточно длинным и требует большого подкапотного пространства.

Чтобы снизить габариты, иногда применяют «вэ-подобную» систему. Схема порядка работы «горшков» 6 цилиндровых современных двигателей, V образного форм-фактора – очередность активации 1-4-2-5-3-6.

Интересно: рассматриваемая шестицилиндровая конструкция считается одной из наименее сбалансированных.

Агрегат от Audi, для которого актуален указанный порядок работы V-образного шестицилиндрового автомобильного двигателя:

Обслуживание

Замена масла в двигателе Крайслер 2.4 DOHC. Замена масла и фильтра на автомобилях ГАЗ 31105, 3102, Газель, Соболь и др. с двигателем Крайслер 2.4 DOHC производится каждые 10 000 или через 6 месяцев. В двигателе 5,3 литра масла, при замене потребуется 4,8 литра масла. Какое масло лить: SAE 5W-30, 10W-40 Imperial Oil, Exxon Mobil. Масляный фильтр имеет обозначение 04105409АВ, . Замена ремня ГРМ Крайслер 2.4 DOHC. Периодичность замены зубчатого ремня привода газораспределительного механизма: через каждые 140 000 км (для РФ и стран СНГ). Свечи зажигания служат около 50 тыс. км пробега. Номер по каталогу – RE16MC, . Охлаждающая жидкость в моторе Крайслер 2.4 DOHC подлежит замене каждые два года эксплуатации. Система охлаждения двигателя вмещает 10 литров охлаждающей жидкости. В системе охлаждения двигателя применяется охлаждающая жидкость ТОСОЛ-А40М или ТОСОЛ-А65М или ОЖ-40 «Лена».

Статьи по теме:

• НОВАЯ НИВА АВТО В далеком 1970-м году трем автомобильным заводам была поставлена важная – АЗЛК, «Ижмаш», ВАЗ –…
• СИСТЕМА АВТОПОДКАЧКИ КОЛЕС Строй-Техника.руСтроительные машины и оборудование, справочник Система централизованного регулирования давления воздуха в шинахКатегория: Оборудование, кузов и органы управленияСистема…
• КАК СНЯТЬ ГАЗОВЫЙ БАЛЛОН С АВТОМОБИЛЯ Как снять гбо с автомобиля своими рукамиСнятие ГБО — неизбежность при регистрации — бортжурнал ГАЗ…
• ГДЕ СОБИРАЮТ ШЕВРОЛЕ КРУЗ Один из самых успешных в мире автомобильных брендов Chevrolet имеет интересную историю, в которой присутствуют…

ДВС на 8 цилиндров

Из-за габаритов двигатели делаются V-образной компоновки.

Восьмицилиндровый ДВС от Chevrolet:

Возможный порядок работы восьмицилиндрового двигателя современной машины:

• вариант 1–5–4–2–6–3–7–8 — основной;
• принцип 1–8–4–3–6–5–7–2 – другая вариация.

Различие это мнимое и произошло из-за разницы в подсчете цилиндров. В США цилиндр 1 расположен спереди по направлению движения авто, слева, а в европейской системе – справа. Нумерация цилиндров производится в шахматной последовательности, в направлении назад и слева направо, поэтому обе классификации представляют, по сути, одно и то же, что иллюстрирует схема:

Интервал между зажиганием топлива 90 град.