Двигатель Toyota 2KD FTV технические характеристики и основные неисправности

Двигатель Toyota 2KD FTV

Силовой агрегат Toyota 2KD FTV — дальнейшая генерация дизельных моторов семейства KD. Уже через год, в 2001, после серийного выпуска 1KD FTV объёмом 3 литра, появилась его уменьшенная версия с 2.5 литровыми цилиндрами. Речь идёт о турбированном силовом агрегате 2KD FTV. Общая схема устройства конструкции моторов первого и второго поколения очень похожи. У них даже доработки и усовершенствования проводились в одних и тех же механизмах и в одинаковое время.

Главной причиной для получения мотора второго поколения KD, было уменьшение расхода горючего и снижение выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду. Конечно вышеперечисленные показатели можно сразу снизить, уменьшив объём цилиндров, что и было сделано. Для достижения поставленной цели уменьшили ход поршня почти на 10 мм., а диаметр цилиндров потерял 4 мм., на каждом цилиндре. В результате проведённой работы получился двигатель с прежним внутренним устройством, но с меньшим объёмом равным 2.5 литра.

За годы серийного производства 2KD FTV использовался на таких марках автомобилей:

1. С июля 2003 по июль 2007 года на Toyota Dyna седьмого поколения, рестайлинг, грузовой автомобиль.
2. С ноября 2011 по июнь 2015 года на Toyota Fortuner первого поколения, второй рестайлинг, пять дверей, джип, suv, кузов AN60.
3. С ноября 2011 по июнь 2015 года на Toyota Fortuner первого поколения, второй рестайлинг, пять дверей, джип, suv, кузов AN50.
4. В Европе с сентября 2006 по ноябрь 2011 года на Toyota Hiace пятого поколения, рестайлинг, фургон для коммерческих целей, кузов ХН10.
5. С сентября 2006 по июль 2010 на Toyota Hiace пятого поколения, рестайлинг, минивэн, кузов ХН10, страна Европа.
6. С августа 1995 по август 2006 года в Европе на Toyota Hiace пятого поколения, минивэн, кузов ХН10.
7. В ОАЭ с июля 2007 года, по настоящее время на Toyota Hiace пятого поколения, минивэн, кузов Н200.
8. В Японии с августа 2004 по июль 2007 года на Toyota Hiace пятого поколения, фургон для коммерческих грузов, кузов Н200.
9. С августа 2004 по июль 2007 года на Toyota Hiace пятого поколения, фургон для коммерции, кузов Н200.
10. В Европе с июля 2011 по январь 2015 года на ToyotaHilux PickUp седьмого поколения, второй рестайлинг, пикап, кузов AN30.
11. В Европе с июля 2011 по январь 2015 года на ToyotaHilux PickUp седьмого поколения, второй рестайлинг, пикап, кузов AN20.
12. С августа 2008 по август 2011 года на ToyotaHilux PickUp седьмого поколения, рестайлинг, пикап, кузов AN20, страна Европа
13. С августа 2008 по август 2011 года на ToyotaHilux PickUp седьмого поколения, рестайлинг, пикап, кузов AN10, Европа.
14. С августа 2004 по август 2008 года в Европе на ToyotaHilux PickUp седьмого поколения, пикап, кузов AN20.
15. С августа 2004 по август 2008 года в Европе на ToyotaHilux PickUp седьмого поколения, пикап, кузов AN10.
16. С августа 2001 по август 2005 года на ToyotaHilux PickUp шестого поколения, рестайлинг, пикап, кузов N190, страна Европа.
17. С августа 2001 по август 2005 года на ToyotaHilux PickUp шестого поколения, рестайлинг, пикап, кузов N180, Европа.
18. С августа 2001 по август 2005 года на ToyotaHilux PickUp шестого поколения, рестайлинг, пикап, кузов N170, страна Европа.
19. С августа 2001 по август 2005 года на ToyotaHilux PickUp шестого поколения, рестайлинг, пикап, кузов N160.
20. С августа 2001 по август 2005 года на ToyotaHilux PickUp шестого поколения, рестайлинг, пикап, кузов N150, Европа.
21. С августа 2001 по август 2005 года на ToyotaHilux PickUp шестого поколения, рестайлинг, пикап, кузов N140, страна Европа.
22. В России с июля 2011 по октябрь 2015 года на ToyotaHilux PickUp седьмого поколения, пикап, кузов AN30.
23. В России с июля 2011 по октябрь 2015 года на ToyotaHilux PickUp седьмого поколения, пикап, кузов AN20.
24. В России с июля 2011 по октябрь 2015 года на ToyotaHilux PickUp седьмого поколения, пикап, кузов AN10.
25. С августа 2004 по июль 2007 года на Toyota RegiusAce второго поколения, фургон для коммерческих целей, кузов Н200.
26. С июля 2003 по июль 2007 года на Toyota ToyoAce седьмого поколения, рестайлинг, грузовой автомобиль.

Технические характеристики

2KD FTV — дизельный, четырёхтактный двигатель, второго поколения, семейства KD. Данный силовой агрегат обладает следующими техническими данными:

• производитель ДВС — корпорация Toyota Motor Corporation;
• серийное производство 2KD FTE велось с 2001 года.
• объём цилиндров 2494 куб., сантиметров;
• количество цилиндров четыре, цилиндры двигателя работают в следующем порядке 1, 3, 4, 2;
• материал изготовления блока цилиндров, особо прочный чугунный сплав, блок не гильзованный, цилиндры расточены прямо в теле БЦ;
• головка БЦ алюминиевая, внутри размещён ГРМ типа DOHC, он имеет два газораспределительных вала, верхнего расположения и 16 клапанов, по четыре клапана на каждый цилиндр;
• привод ГРМ имеет сложную шестерёнчато-ременную передачу, позаимствованную у ДВС 1KZ. Где от коленвала приводится в действие топливный насос, а уже от него, с помощью зубчатого ремня, приводится в работу впускной распределительный вал. В отличие от 1KZ, здесь имеется второй распределительных вал, он приводится в работу от впускного вала, при помощи шестерёнчатой передачи;
• особенностью механизма ГРМ является отсутствие гидрокомпенсаторов, из-за чего требуется ручная регулировка клапанов. Она проводится путём подбора необходимых толкателей. Другая особенность двигателя, деформация клапанов при обрыве зубчатого ремня;
• после доработки 2013 года, впускной вал укомплектовали системой VVTi;
• система питания 2KD FTV — Common Rail, производителем которой является компания Denso;
• прямой, непосредственный впрыск D4D, для данного ДВС разрабатывался фирмой Delphi;
• экологические показатели ДВС улучшает клапан EGR;
• соответствие европейским требованиям экологической безопасности, Евро 3, Евро 4, Евро 5;
• дроссельная заслонка с электронным управлением;
• на 2KD FTV установлена турбина тайского изготовителя, обладающая возможностью менять геометрию сопла, что позволяет получать мощность более 142 л., силы;
• мощность 2KD FTV при 3400 оборотов мин., соответствует от 120 до 142 л., сил, в зависимости от года выпуска силового агрегата;
• максимальный момент при 2400 — 2600 оборотов мин., равен 325 — 343 Нм.;
• по параметрам двигатель получился почти квадратный, ход поршня немного больше диаметра цилиндров 93.8 и 92 мм., соответственно;
• степень сжатия камер сгорания от 17.4:1 до 18.5:1;
• расход дизельного топлива при городском цикле движения составляет 10.1 литр на 100 км., пробега, по трассе 7.2 литра. Общий расход горючего для 2KD FTV составляет 8.3 литра на 100 км., пробега. Замеры производились на автомобиле Toyota Hilux с механической КПП 2012 года выпуска.
• допустимый расход моторного масла около 1 литра на 1000 км., пробега. Объём масла в картере ДВС 6.9 литров. Производитель рекомендует использовать масло 5w30, у владельцев по этому поводу тоже только лучшие отзывы. Период замены моторной смазки 10 тыс., км., но учитывая требовательность ДВС к качественному маслу, лучше этот период сократить;
• ресурс работы данного ДВС, заявленный производителем составляет около 300 тыс., км. Реальный ресурс работы 2KD FTV при умеренном стиле вождения, правильном и своевременном обслуживании значительно больше, заявленного производителем.

Описание 2KD FTV

Особенности конструкции блока цилиндров

Особенности изготовления и устройства блока цилиндров позаимствованы в устаревшей серии японских ДВС 1KZ. Материал изготовления нового мотора, так же прочный чугунный сплав. Блок цилиндров гильз не имеет. Цилиндры расточены непосредственно в теле БЦ. Благодаря чему существует многоразовая возможность проведения капитального ремонта рассматриваемого силового агрегата. Внутри блока находятся пять опор, предназначенные для установки коленчатого вала. Крышки опор обработаны совместно с опорами, поэтому каждая крышка имеет своё место, они не взаимозаменяемые детали. Внутри блока находятся масляные форсунки, предназначенные для принудительного охлаждения поршневой группы.

Особенностью данного блока является дополнительный, отдельный корпус, предназначенный для приводов навесного оборудования. Эта особенность так же позаимствована у прототипа 1KZ. Дополнительный корпус конечно утяжеляет общую конструкцию мотора. Зато повышает надёжность и простоту обслуживания.

Особенности устройства ГБЦ

Сверху блок цилиндров накрыт одной общей головкой БЦ. Материалом изготовления головки служит особо прочный алюминиевый сплав. Внутри размещены свечи накала, форсунки прямого впрыска D4D, и механизм газораспределения DOHC. Как туда можно было всё поместить, иногда кажется непонятным. Тем не менее это так.

Механизм газораспределения имеет два вала. Один вал впускной, другой выпускной, предназначен для выпуска отработанных газов. На каждом валу находятся по восемь клапанов, всего 16, по четыре клапана для каждого цилиндра. После модернизации 2013 года, впускной распределительный вал обустроили системой, регулирующий изменение фаз газораспределения. Теперь на впускном валу фазы стали регулируемыми, что способствовало снижению расхода топлива и увеличению мощности мотора.

Особенности привода ГРМ

Привод газораспределительного механизма позаимствован у ДВС 1KZ. Это сложный механизм с шестерёнчатыми и ременными передачами. Вся эта система заключена в отдельный корпус привода навесного оборудования ДВС. С одной стороны хорошо, что все приводы собраны вместе, а с другой стороны, достаточно одному шкиву заклинить и это выведет из строя всю систему приводов навесного оборудования. В конечном итоге, приведёт к остановке двигателя. Во всей этой сложной системе, механизм ГРМ приводится в действие от шкива ТНВД, при помощи зубчатого ремня. Причём в работу приводится только впускной распределительный вал. А выпускной вал приводится в действие от впускного распредвала посредством шестерёнчатой передачи.

Особенностью привода ГРМ является тот факт, что при обрыве ремня привода ГРМ происходит столкновение в цилиндрах поршней с клапанами, со всеми вытекающими из этого последствиями. Очень важно помнить, что гарантированный ресурс работы зубчатого ремня, заявленный производителем 150 тыс., км., не всегда соответствует действительности. Известны случаи, когда зубчатый ремень привода ГРМ, выходил из строя после 90 тыс., км., пробега. Поэтому будет целесообразно выполнять замену ремня привода ГРМ, после ресурса работы 90000 километров.

Особенности конструкции поршневой группы

Поршневая группа рассматриваемого двигателя долгие годы приносила владельцам немало хлопот, причём первые признаки растрескивания поршней появились в 2004 году после проведения модернизации поршневой группы под требования экологической безопасности Евро 4. Очередные изменения поршней произошли в 2007 году, после чего процент неполадок поршневой группы сильно увеличился.

Следует отметить, что поршни всех годов выпуска были очень похожи на первые поршни, выпуска 2001 года. С поршневой группой первой конструкции с 2001 по конец 2003 года проблем вообще не случалось. Все поршни отливались из прочного алюминия, верхнее компрессионное кольцо подвергалось большим тепловым нагрузкам, и для их нейтрализации верхняя поршневая канавка имела нирезистовую вставку, которая заливалась прямо в поршень. Поршни имели дополнительное охлаждение из масляных форсунок, специально установленных для этого. Но самое важное, в днище поршней находилась специальная впадина, выполняющая роль камеры сгорания. Такая конструкция поршней была необходима для создания эффективного факела при непосредственном впрыске D4D.

Именно форма камеры сгорания в днище поршней и являлась целью проведения многочисленных доработок. Лишь после проведения конструкционных изменений 2011 года, проблемы с качеством поршневой группы были окончательно решены.

Ранее, растрескивание поршней, конструкторы компании Тойота объясняли высокими тепловыми и механическими нагрузками. Что не соответствует действительности. Ведь после 2011 года нагрузки не исчезли, а проблема прекратила беспокоить владельцев 2KD FTV.

Особенности кривошипно-шатунного механизма

Силовые агрегаты 2KD FTE укомплектованы полноопорным, сбалансированным коленчатым валом. Для компенсации резонансных вибраций данный двигатель обустроен дополнительной балансировкой, которая осуществляется двумя валами балансировки силового агрегата. Привод в действие балансировочных валов осуществляется с помощью зубчатой передачи. Кривошип коленчатого вала составляет 93.8 мм. Связь с поршнями осуществлена через шатуны и поршневые пальцы с помощью плавающего соединения. Это значит, что пальцы свободно вращаются в головке шатуна и в бобышках поршней. А от осевого смещения пальцы удерживаются стопорными кольцами.

Особенности впускной и выпускной системы

Выпускная система 2KD отличается от впускной системы своего старшего собрата, трёх литрового ДВС 1KD FTV. Так на трёх литровом двигателе установлен промежуточный охладитель, интеркулер, а вот большинство силовых агрегатов 2KD этого устройства лишены. Видимо, из-за меньшего объёма, на 0.5 литра, конструкторы сочли на данном моторе ненужной эту деталь.

Во выпускном тракте 2KD, так же как и на ДВС первого поколения серии KD, дроссельная заслонка имеет электронное управление. Это значит что механическая связь заслонки с педалью акселератора полностью отсутствует. Привод заслонки производится электродвигателем, управление которым осуществляет электронный блок, на базе информации полученной от датчиков положения, установленных на педали газа и дроссельной заслонки.

Во время работы силового агрегата заслонка регулирует перепуск отработавших газов, а во время остановки мотора сразу закрывается, тем самым уменьшая уровень вибраций и шума. К тому же электронная дроссельная заслонка исключает ошибку человека при управлении режимами работы силового агрегата.

Впускной коллектор 2KD имеет механизм изменения геометрии потока воздуха. При низких оборотах работы ДВС один из каналов для впуска перекрывается, из-за чего на входе в камеру сгорания формируется вихрь, состоящий из горючей смеси. Что в итоге гарантирует эффективное и полное сгорание топлива, высокую отдачу КПД и низкий выброс в атмосферу углекислого газа.

Выпускной коллектор обустроен системой рециркуляции отработанных газов. Что совместно с электронной дроссельной заслонкой, системой VVTi на впускном распределительным валу, системой газораспределения DOHC, и впрыском D4D, на последних модификациях соответствует европейским экологическим требованиям Евро 5

Особенности маркировки 2KD FTV

Каждый японский двигатель несёт в своём названии определённую информацию, по которой можно узнать основные технические данные об этом моторе. Для получения данных нужно лишь знать значение каждого символа на своём месте.

В каждом названии на первом месте всегда стоит цифра, определяющая номер поколения мотора. В рассматриваемом двигателе цифра 2. Значит данный двигатель второго поколения этой серии. Далее идут два символа, в виде заглавных латинских букв. Эти символы определяют семейство двигателя. В рассматриваемом случае семейство KD. Где каждый символ имеет своё отдельное значение. Символ К, означает серию или линейку силовых агрегатов. D это тип используемого топлива, в данном случае дизель.

Следующие по порядку символы указывают на исполнение, особенности мотора. Так F означает наличие двух распределительных валов и шестнадцати клапанов. T указывает на наличие турбокомпрессора. V говорит о механическом приводе топливного насоса ВД.

Сложив все данные в одно целое получим дизельный силовой агрегат семейства KD, второго поколения, с двумя распределительным валами, турбонаддувом и механическим приводом ТНВД.

Характерные проблемы 2KD FTV

Судя по отзывам владельцев автомобилей с рассматриваемым здесь двигателем, одной из проблемных деталей двигателя являются форсунки. Особенность использования прямого впрыска требует микроскопических зазоров в форсунке для образования факела необходимой формы. Длительное использование таких деталей возможно только при сжигании качественного дизельного топлива, без содержания серы и влаги.

Бесспорно, и в России, в настоящее время достаточно заправочных станций с качественным топливом. Но достаточно хотя бы раз заправить некачественную солярку и форсунки начнут барахлить. Очень часто это случается на пробеге в 100 тыс., км. Как правило, ремонт и чистка бесполезны, восстановить чёткую работу двигателя поможет только полная замена всех форсунок.

Как видно решение этой проблемы очень дорогостоящее, единственное что можно сделать, это перенести замену форсунок на более поздний период, за счёт использования только проверенного, высококачественного дизельного топлива.

Поршневая система

Немало проблем для водителей создала некачественная поршневая система. Особенно речь идёт о поршнях выпуска 2007 — 2010 годов, они даже при небольшой нагрузке трескались, в отдельных случаях раскалывались на несколько частей. Если в первом случае удавалось исправить ситуацию заменой поршня, то во втором случае требовался более серьёзный ремонт, в зависимости от масштаба повреждений.

Признаки данной неисправности трудно с чем то спутать. Сначала появляется удар, стук двигателя, а затем из выхлопной валит чёрный дым. Это верный признак, что моторная смазка попала в камеры сгорания. Если срочно не остановит двигатель повреждения могут быть огромными. Производитель объяснял проблему большими механическими нагрузками, и рекомендовал не перегружать ДВС. Но гораздо эффективнее и безопаснее для мотора, установить поршневую систему, выпущенную после 2011 года.

Регулировка зазоров в клапанах

Если обороты двигателя начали плавать, стали нестабильными, значит пришло время проводить регулировку тепловых зазоров в клапанах. Процедура выполняется подбором толкателей необходимой величины. Встречаются моторы, на которых тепловой зазор остаётся стабильным несколько сотен километров пробега. Видимо по этому, многие водители считают регулировку клапанов процедурой необязательной. Нестабильная работа двигателя говорит об обратном.

Жор масла

Повышенный расход моторного масла напрямую связан с уменьшением компрессии. Причиной этому служит залегание, закоксовывание или износ поршневых колец. При особо сложных случаях компрессия может упасть настолько, что двигатель со стартера вообще не запустится. Исправить ситуацию можно с помощью специальных средств для раскоксовки, однако это на долго не поможет. Если установить новую поршневую группу, такой ремонт будет намного эффективнее. Но самый лучший способ исправить сложившуюся ситуацию, расточить цилиндры и установить ремонтные размеры поршневой группы.

Регламент технического обслуживания

В народе бытует мнение, что правильное и своевременное техническое обслуживание увеличивает ресурс работы силового агрегата. Это суждение в корне неверно. Правильное техническое обслуживание всего лишь позволяет сохранить ресурс работы ДВС заложенный в конструкцию при сборке силового агрегата. Для чего нужно выполнить следующие технические мероприятия:

1. Как и на любом двигателе, главная процедура по обслуживанию силового агрегата, это замена моторного масла. Лучшее масло для 2KD FTV, по мнению многих владельцев 5w30. Объём масла в двигателе 6.9 литров. Замену необходимо проводить совместно с масляным фильтром. Период замены по рекомендациям производителя 10 тыс., км. Однако учитывая наличие на двигателе механизмов требовательных к качеству моторного масла, таких как турбина и система VVTi, замену лучше выполнять каждые 5 тыс., км. Мотор отблагодарит за это долгой и стабильной работой.
2. Важным мероприятием по обслуживанию является замена всех расходных деталей и рабочих жидкостей.
3. Отсутствие гидрокомпенсаторов делает востребованной процедуру проведения регулировки тепловых зазоров клапанов. Регламент её выполнения составляет 60 тыс., км., пробега.
4. Замену зубчатого ремня привода ГРМ следует проводить через 90 тыс., км. И это несмотря на заявленный производителем, ресурс привода ремня ГРМ в 150 тыс., км. Возможно некоторые зубчатые ремни работают столько, но не все. Учитывая тот факт, что при обрыве ремня ГРМ двигатель деформирует клапана, процедуру по его замене нужно выполнять заранее.

Выполнение этих немногих и несложных мероприятий по обслуживанию ДВС, позволит максимально сохранить рабочий ресурс мотора, заложенный производителем при сборке силового агрегата.