Двигатели серии JZ, и модель автомобиля Chaser от Toyota Motor Corporation

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный аграрный университет»

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине:

на тему: «Двигатели серии JZ, и модель автомобиля Chaser от Toyota Motor Corporation»

 

 

 

 

выполнил: студент 5 курса,

факультета ,

специальность ,

группа

Абрамов А. С.

проверил:

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Пушкин, 2014 г.

Содержание.

Введение…………………………………………………………………………. 3

Глава 1. Двигатели серии JZ   японской автомобилестроительной корпорация Toyota Motor Corporation………………………………………………………... 4

Глава 2. Модель «Chaser» от японской автомобилестроительной корпорация Toyota Motor Corporation. Рассмотрение составляющих двигателя с последующим повышением его мощности - Boost up……………………….... 9

Заключение……………………………………………………………………… 21

Список литературы……………………………………………………………... 22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Внутренней энергией  обладают  все  тела  –  земля,  камни,  облака.  Однако извлечь их  внутреннюю  энергию  довольно  трудно,  а  порой  и  невозможно. Наиболее легко на нужды человека может быть использована внутренняя  энергия лишь некоторых, образно говоря, "горючих" и "горячих" тел. К ним  относятся: нефть, уголь, горячие источники вблизи вулканов, теплые  морские  течения  и тому подобные.

Мы живем в мире машин, и их становится все больше. Машины перевозят людей и грузы, помогают строить дома и дороги, печатают книги и газеты, шьют одежду и обувь, готовят пищу. Что же приводит в действие все машины, что заставляет их двигаться, выполнять нужную работу? Это делает главная часть машины, ее сердце.

Применение   двигателей внутреннего сгорания  чрезвычайно  разнообразно:  они  приводят  в  движение самолеты,  теплоходы,  автомобили,  тракторы,  тепловозы.  Мощные  двигатели внутреннего сгорания устанавливают на речных и морских судах. Но двигатель начинает действовать только тогда, когда к нему прикладываются какие-либо силы, когда он получает энергию и преобразует ее в работу, в движение, которое передается соединенным с двигателем частям машины.

Целью моей работы является ознакомление с двигателями серии JZ компании Toyota Motor Corporation, а так же последующее улучшение его характеристик. Задачами – рассмотрение линейки моделей «Chaser» от корпорация  Toyota Motor Corporation,  изучение  их эволюции, так же ознакомление с разновидностями двигателей серии JZ, и исследование пошаговой доработки двигателей 1JZ-GTE и 2JZ-GTE.

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Двигатели серии JZ   японской автомобилестроительной корпорация Toyota Motor Corporation.

Серия JZ двигателей Toyota представляет собой 6-ти цилиндровые моторы с прямым расположением цилиндров и газораспределительной системой DOHC с 4-мя клапанами на цилиндр. Серия JZ сменила серию M. Двигатель JZ был предложен в двух вариантах - 2,5 л и 3,0 л.

Двигатели 1JZ выпускались с 1990-го по 2007-й год (в последний раз устанавливался на Toyota Mark II Wagon BLIT). Рабочий объем цилиндров составляет 2,5 л (2492 куб. см). Диаметр цилиндров 86 мм, а ход поршня 71,5 мм. Газораспределительный механизм приводится в действие двумя зубчатыми ремнями, общее количество клапанов 24, т.е. по 4 на цилиндр.

1JZ-GE (2,5-литровый) выпускался с 1990 по 2007 год (последней моделью, на которую он устанавливался, был Toyota Mark II Blit) и являлся первым двигателем линейки JZ. 1JZ-GE это не турбированная версия 1JZ.  Двигатель агрегировался с 4 или 5-ступенчатой автоматической коробкой передач. Диаметр поршня составляет 86 мм, ход поршня — 71.5 мм. Степень сжатия — 10 (2-е поколение — 10.5). Мощность двигателя составляет 200 л.с. при 6000 оборотах в минуту и 250 Н · м при 4000 оборотах в минуту. Степень сжатия составляет 10:1. Он оснащался двухступенчатым впускным коллектором. Как и все двигатели серии JZ 1JZ-GE предназначен для продольной установки на заднеприводные автомобили.

Первое поколение (до 1996 г.) имело трамблёрное зажигание, второе — катушечное (одна катушка на две свечи зажигания). Кроме того, второе поколение было оснащено системой изменения фаз газораспределения VVT-i, что позволило сгладить кривуюкрутящего момента и увеличить мощность на 20 л. с.

Как и в остальных двигателях серии, механизм ГРМ приводится ремнём, двигатель также имеет только один приводной ремень для навесного оборудования.

Данный двигатель устанавливался на следующие автомобили:

• Toyota Mark II / Toyota Chaser / Toyota Cresta

• Toyota Mark II Blit

• Toyota Brevis

• Toyota Progres

• Toyota Aristo

• Toyota Verossa

• Toyota Crown

• Toyota Crown Majesta

• Toyota Soarer

• Toyota Supra

Двигатель 1JZ-GTE является турбированной версией 1JZ. На него устанавливались два турбокомпрессора CT12A расположенных параллельно. Физическая степень сжатия составляет 8,5:1. Такая доработка двигателя привела к увеличению мощности на 80 л.с. относительно атмосферного 1JZ-GE и составила 280 л.с. при 6200 оборотах в минуту и 363 Н · м при 4800 оборотах в минуту. Диаметр цилиндров и ход поршня соответствует двигателю 1JZ-GE и составляет 86 мм и 71,5 мм соответственно. Есть определенная вероятность, что в разработке двигателя, а именно головки блока цилиндров принимала участие фирма Yamaha, о чем свидетельствуют соответствующие надписи на некоторых деталях ГБЦ. В 1991-м году двигатель был установлен на новую модель Toyota Soarer GT.

Существовало несколько поколений двигателей 1JZ-GTE. В первом поколении наблюдались проблемы с керамическими дисками турбин, которые имели склонность к расслоению на высоких оборотах двигателя и температурных условий эксплуатации. Еще одной особенностью ранних 1JZ-GTE являлась неисправность одностороннего клапана на головке, это приводило к тому, что часть картерных газов попадали вовпускной коллектор, что негативно сказывалось на мощности двигателя. На стороне выпускного коллектора приличное количество паров масла поступает в турбины, что в свою очередь вызывает преждевременный износ уплотнений. Все эти недостатки во втором поколении двигателя были признаны Toyota официально и двигатель был отозван на доработку, но только в Японии. Решение проблемы простое - производится замена клапана PCV.

Третье поколение 1JZ-GTE было введено на рынок в 1996-м году. Это все тот же двух с половиной литровый двигатель с турбокомпрессором, но с фирменной архитектурой BEAMS, которая заключается в переработанной головке блока цилиндров, установкой новейшей в то время системы VVT-i с бесступенчатым изменением фаз газораспределения, изменением рубашки охлаждения для лучшего охлаждения цилиндров и новыми прокладками клапанов с покрытием нитрида титана для меньшего трения кулачков распределительных валов. Была изменена турбо установка с двух турбин CT12 на одну CT15B. Установка системы VVT-i и новой рубашки охлаждения позволило увеличить физическую степень сжатия с 8,5:1 до 9:1. Несмотря на то, что официальные данные мощности двигателя не изменились крутящий момент подрос на 20 Н · м до 379 Н · м при 2400 оборотах в минуту. Эти усовершенствования привели к увеличению топливной эффективности двигателя на 10%.

Данный двигатель устанавливался на следующие автомобили:

• Toyota Mark II / Chaser / Cresta модификаций 2.5 GT TwinTurbo (JZX81), Tourer V (JZX90, JZX100), IR-V (JZX110), Roulant G (Cresta JZX100)
• Toyota Soarer (JZZ30)
• Toyota Supra (JZA70)
• Toyota Verossa
• Toyota Crown (JZS170)

В 2000-м году Toyota представила наименее признанного члена семьи 1JZ-FSE с непосредственным впрыском топлива. Toyota аргументирует появление таких двигателей их более высокой экологичностью и топливной экономичностью без потерь мощности относительно базовых моторов семейства.

В 2,5 литровом 1JZ-FSE установлен такой блок, как в обычном 1JZ-GE. Головка блока такая же. Впускная система спроектирована таким образом, чтоб при определенных условиях двигатель работал на сильно обедненной смеси от 20 до 40:1. В связи с чем расход топлива снижается на 20%(по Японским исследованиям в режиме 10/15 км./ч).

Мощность 1JZ-FSE с системой непосредственного впрыска D4 составляет 197 л.с. и 250 Н · м, 1JZ-FSE всегда оснащался автоматической коробкой передач.

Двигатель устанавливался на автомобили:

• Toyota Mark II
• Toyota Brevis
• Toyota Progres
• Toyota Verossa
• Toyota Crown
• Toyota Mark II Blit

Двигатели 2JZ выпускались с 1997-го года. Рабочий объем цилиндров всех модификаций составлял 3 л(2997 куб. см). Это были самые мощные двигатели серии JZ. Диаметр цилиндров и ход поршня образуют квадрат двигателя и составляют 86 мм. Газораспределительный механизм выполнен по схеме DOHC с двумяраспределительными валами и четырьмя клапанами на цилиндр. С 1997-го года двигатели оснащалисьсистемой VVT-i.

Двигатель 2JZ-GE самый распространенный из всех 2JZ. Трехлитровый "атмосферник" развивает 220 л.с. при 5800-6000 оборотах в минуту. Крутящий момент составляет 298 Н · м. при 4800 оборотах в минуту.

Двигатель оснащается последовательным впрыском топлива. Блок цилиндров произведен из чугуна и совмещен с алюминиевой головкой блока цилиндров. На первых версиях на него устанавливался обычный газораспределительный механизм схемы DOHC с четырьмя клапанами на цилиндр. Во втором поколении двигатель приобрел систему изменения фаз газораспределения VVT-i и систему зажигания DIS с одной катушкой на пару цилиндров.

Двигатель устанавливался на автомобили:

• Toyota Altezza / Lexus IS 300
• Toyota Aristo / Lexus GS 300
• Toyota Crown / Toyota Crown Majesta
• Toyota Mark II
• Toyota Chaser
• Toyota Cresta
• Toyota Progres
• Toyota Soarer / Lexus SC 300
• Toyota Supra MK IV

Это самый "заряженный" двигатель серии 2JZ. Он имеет шесть цилиндров с прямым расположением, два распределительных вала с ременным приводом от коленчатого вала, две турбины с интеркуллером. Блок двигателя изготовлен из чугуна, головка блока цилиндров алюминиевая и спроектирована TMC(Toyota Motor Corporation). 2JZ-GTE производился с 1991-го по 2002 год исключительно в Японии.

Это был ответ на Ниссановский двигатель RB26DETT, который добился успеха в ряде чемпионатов таких как FIA и N Touring Car.

Двигатель компоновался двумя коробками передач: автоматической для комфортной езды и спортивной.

• АКПП 4-х ступенчатая Toyota A341E
• МКПП 6-ти ступенчатая Toyota V160 и V161 разработанная совместно с Getrag.

Первоначально этот "заряженный" мотор установили на Toyota Aristo V(JZS147), а после на Toyota Supra RZ(JZA80).

При разработке Тойотой двигателя 2JZ-GTE за основу был взят 2JZ-GE. Основное отличие заключалось в установке турбокомпрессора с боковым интеркуллером. Блок цилиндров, коленчатый вал и шатуны были одинаковые. Имелось небольшое отличие в поршнях: у 2JZ-GTE в поршнях было сделано углубление для уменьшения физической степени сжатия и дополнительные масляные канавки для лучшего охлаждения поршней. В отличии от Aristo V и Suppra RZ на остальные модели автомобилей, такие как Aristo, Altezza, Mark II устанавливались другие шатуны. Как отмечалось ранее в сентябре 1997 года двигатель был доработан и оснащен системой изменения фаз газораспределения VVT-i. Это увеличило мощность и крутящий момент 2JZ-GTE на всех рынках.

Установка двойного турбонаддува разработанного Тойотой совместно с Hitachi увеличила мощность относительно базового 2JZ-GE с 227 л.с. до 276 л.с. при 5600 оборотах в минуту. На первых модификациях крутящий момент составлял 435 Н · м. После модернизации в 1997-м году системой VVT-i крутящий момент подрос до 451 Н · м, а мощность двигателя, согласно документации Toyota, на североамериканском и европейском рынках увеличилась до 321 л.с. при 5600 оборотах в минуту.