Тепловой расчет двигателя 1G

 

 

Данные, которые могут помочь при ремонте и поиске запчастей для двигателя 1G-FE, приведены в таблице (часть характеристик может быть общей с другими двигателями серии): 

 

Таблица 1.2. Параметры двигателя 1G-FE

Параметр	Значение параметра
Основные данные (общие для всей серии)
диаметр цилиндра, мм	75
ход поршня, мм	75
число цилиндров	6
рабочий объём, см3	1988
Поршневой палец
диаметр, мм	20
длина, мм	61
Поршневые кольца
высота первого компрессионного кольца, мм	1,5
высота второго компрессионного кольца, мм	1,5
высота маслосъёмного кольца, мм	4,0
Коренные подшипники
диаметр шейки вала, мм	55,001
диаметр постели, мм	58,999
ширина вкладыша, мм	19,2
толщина вкладыша, мм	1,994
Шатунные подшипники
диаметр шейки вала, мм	41,998
диаметр постели, мм	45
ширина вкладыша, мм	19
толщина вкладыша, мм	1,491
Сальник коленчатого вала передний
диаметр наружный, мм	62
диаметр внутренний, мм	45
ширина, мм	8
Сальник коленчатого вала задний
диаметр наружный, мм	100
диаметр внутренний, мм	75
ширина, мм	13
Сальник распределительного вала
диаметр наружный, мм	50
диаметр внутренний, мм	38
ширина, мм	8
Сальник масляного насоса
диаметр наружный, мм	30
диаметр внутренний, мм	18
ширина, мм	7
Тепловые зазоры в клапанах (на холодном двигателе)
тепловой зазор впускного клапана, мм	0,20
тепловой зазор выпускного клапана, мм	0,25
Ремень газораспределительного механизма (ГРМ)
количество зубьев	111
шаг зубьев, мм	9,525
ширина ремня, мм	25,4

 

 

1.2. Двигатель 1G и его модификации

Все двигатели этой серии  - рядный   шестицилиндровый мотор. Рабочий объём - 1988cc, ход поршня  равен диаметру цилиндра - 75мм.

1G-EU и 1G-E первые варианты  этого двигателя. С одним верхним  распредвалом, двумя клапанами на цилиндр и гидрокомпенсаторами зазоров клапанов. Привод распредвала - зубчатым ремнем. Начало выпуска прим. конец 1980 - начало 1981г. Устанавливались на Марк II, Чейзер, Кресту, GX-61, GX-71, Краун GS-121, GS-131, Соарер GZ-10. 

1G-GE, 1G-GZE, 1G-GTE - более мощные  модификации с двумя распредвалами и четырьмя клапанами на цилиндр. Привод распредвалов  зубчатым ремнем. Приносящие проблемы гидрокомпенсаторы заменены на стаканы с регулировочными шайбами. Двигатель приобретает современные черты. Вариант 1G-GZE - c суперчарджером - агрегатом, который осуществляет наддув входящего воздуха. Сам агрегат вращается приводным ремнём от коленчатого вала через электромагнитную муфту, как на компрессоре кондиционера. При небольшом нажатии на газ муфта не включается и всё работает в обычном экономичном режиме. При резком нажатии на газ включается суперчарджер и происходит значительное ускорение движения. Вариант 1G-GTE - c турбонаддувом. Разные версии выпускались с 1982 по примерно. 1990г. Устанавливались на Марк II, Чейзер, Кресту  GX-61, GX-71, GX-81, Краун GS 121, GS-131.

Более современная версия  - 1G-FE. Имеет четыре клапана на цилиндр, два распределительного вала. Зубчатый ремень приводит во вращение один распределительный вал, а между собой распределительные валы связаны шестернями с без зазорным зацеплением. Это не самая мощная версия -135 л.с. ,но ,пожалуй, самая тихая. Очень аккуратный и компактный мотор. Устанавливается на Марк II, Чейзер, Кресту GX-81, GX-90, Краун GS-14#, GS-15#.  Ни одна версия 1G не гнёт клапана при обрыве ГРМ. 1G-FE это один из самых удачных , надежных и без проблемных двигателей. Пожалуй только масляный насос лучше было бы расположить на коленчатому валу спереди (как на серии JZ), а так, масляный насос приводится зубчатым ремнём   и ,соответственно, имеются лишний шкив и обводной ролик, которых можно избежать. Зато есть и положительные моменты: ГРМ не имеет автоматического натяжителя и ремень подтягивается по старинке вручную. И, хотя на Тойотах мне пока не встречался дефект автонатяжителя (на Маздах, например, конченый натяжитель - обычное дело, хотя производитель натяжителя один и тот же), всё-таки болтом натягивать - поспокойней будет. Аналогично и с остальными ремнями. На JZ применяется один ремень, который охватывает все вспомогательные агрегаты и имеет опять же автонатяжитель, который к тому же АМЕРИКАНСКОГО (!) производства и ,соответственно, имеет хронические дефекты. Подшипник ролика шумит и рассыпается, а сам ролик постоянно перекашивается. Описываемый 1G-FE в приводе вспомогательных агрегатов имеет несколько независимых друг от друга ремней, которые натягиваются каждый отдельно. При отказе какого-нибудь агрегата (например, кондиционера) можно снять один ремень и продолжить путешествие. 
     Все версии, кроме GZE и GTE имеют трамблёр с выносной катушкой и провода, что упрощает поиск дефектов, если они вдруг образуются. 
В остальном - это обычный тойотовский мотор. По моему,  это самый удачный и приятный мотор.

 

 

 

1.3. Достоинства и недостатки двигателя 1G-EU и 1G-GEU

Двигатель Toyota серии «1G-EU»

Рядный шестицилиндровый двигатель объёмом два литра, с порядком работы цилиндров 1-5-3-6-2-4.

Достоинства:

Этот двигатель устанавливается на различные варианты Toyota Mark-II и Toyota Crown. Он оборудован гидрокомпенсаторами клапанных зазоров так же, как и двигатель 1S. Они, взаимозаменяемы. Аналогичны все их достоинства (низкий шум) и недостатки (критичность к состоянию распредвала и качеству моторного масла). Хотя к маслу 1G более требователен: при плохом его качестве забивается масляная магистраль (трубка, расположенная над распредвалом), и распредвал, лишаясь смазки, очень быстро изнашивается, после чего гидрокомпенсаторы выходят из рабочей точки, и цилиндр, обслуживаемый этим гидрокомпенсатором, не работает.

«Не любит» плохой бензин. Хотя и может выдержать 2-3 заправки бензином А-76, но это сильно зависит от манеры езды.

Недостатки:

Очень часто эти двигатели попадают в ремонт из-за того, что поддоном картера двигателя "касаются" неровностей дороги. Этих "касаний" трудно избежать, потому что автомобили с этим двигателем, как правило, достаточно длинные, и зацепить дорогу поддоном на Toyota Crown гораздо проще, чем, например, Toyota Corolla, хотя дорожные просветы у них примерно одинаковые. При "касании" поддоном какого-нибудь камня поддон легко гнётся, и сетка маслоприёмника в нём деформируется, что сразу садит двигатель на бедный масляный "паёк" или давление масла в системе смазки двигателя вообще пропадает, что приводит к разрушению всего двигателя.

Система зажигания выходит из строя с той же частотой, что и у других двигателей, но ремонтировать её гораздо проще, чем у двигателей серии "S" и "А". Все элементы - коммутатор, катушка, высоковольтные провода и т.п. расположены порознь, поэтому легко диагностируются и заменяются на другие. Причём, другие могут быть и от Honda и от Mazda, и даже от новых "Жигулей".

Помпы на этих двигателях слабее, чем у 1S и поэтому чаще выходят из строя. У этих двигателей часто засоряется магистраль вентиляции картера на холостом ходу и плохо работает система поддержания прогревных оборотов.

сальник коленвала передний	45*62
сальник коленвала задний	75*100
зубчатый ремень	Z 131 или 111, в зависимости от года  выпуска
сальник распредвала	38*50*7

 

 

Двигатель Toyota серии «1G-GEU»

Двигатель с двойной головкой, имеющий 4 клапана на каждый цилиндр: 2 впускных и 2 выпускных. Клапаны, вернее, клапанные зазоры, регулируются круглыми прокладками, но регулировать их требуется очень редко.

Некоторые двигатели с турбинами (тогда они называются 1G-GTEU) оборудуются устройством, называемым японцами <Интеркуллер|INTERCOOLER>, которое служит для охлаждения сжатого турбиной воздуха. Это нужно для того, чтобы попала большая масса воздуха (объём воздуха, засасываемого в цилиндр, всегда одинаков).

У Toyota обычно представляет собой теплообменник, через который проходит сжатый турбиной воздух. В этот теплообменник так же заливается охлаждающая жидкость типа <Тосол> и вся система имеет свой радиатор охлаждения, свою систему трубок и отдельную помпу, обычно электрическую.

Недостатки: 
       Вообще-то, турбина - самая слабая часть всего двигателя. У двигателей с пробегом более 70000 км турбины уже никуда не годятся: в них изнашиваются подшипники и уплотнения, и масло, которое смазывает валик турбины при работе двигателя от его системы смазки, проникает во впускной коллектор или в выхлопную трубу. Автомобиль при этом, естественно, дымит.  
 На сравнительно новых двигателях, и это относится не только к двигателям серии , применяют охлаждение турбины жидкостью из системы охлаждения двигателя, поэтому можно встретить двигатель с пробегом около 100000 км и ещё живой турбиной.  
 Двигатели 1G-GEU попадают в ремонт из-за течи помпы, прогорания выпускных клапанов, разрушения прокладок, которыми регулируются клапанные зазоры. Хотя последнее могло произойти из-за того, что перед этим регулировали клапаны, и вновь установленные прокладки были из плохой стали или их не подвергли термообработке.  
 

Иногда в двигателях 1G-EU и 1G-GEU выходит из строя система поддержания прогревных оборотов и система холодного пуска двигателя. 

Особенности: 
 Особенностью двигателя является наличие <твинкамовских> свечей зажигания. Это те же обычные свечи зажигания, но размер под ключ у них не 21, а 17, и расположены они в специальных углублениях (под крышкой) на головке блока цилиндров. Удалить из этих углублений воду (после промывки двигателя) или масло (если есть течь клапанных крышек) достаточно сложно. Свечи под слоем воды сразу не работают, а под слоем масла не работают, но не сразу, а через 1-2 месяца, когда масло проникнет вовнутрь свечи и будет пробит подсвечник. Эта особенность отличает двигатель E1G-F, тоже «твинкамовский», но у него привод распредвалов от одного зубчатого колеса: оба вала связаны между собой зубчатым зацеплением.

 

При ослаблении резинового зубчатого ремня у двигателей 1G-GEU возникает стук в зацеплении распредвал - вал тумблера. На первый взгляд кажется, что слишком большой люфт в зацеплении, но стоит натянуть зубчатый ремень как надо - всё проходит.

 

Кроме варианта с турбонаддувом (1G-GTEU), есть вариант этого двигателя с объёмным нагнетателем (1G-GZEU), который приводится во вращение ремнём от коленчатого вала. У двигателя 1G-GZEU крутящий момент меньше зависит от оборотов двигателя, в отличие от двигателя 1G-GTEU, т.е. он более <тяговитый>, особенно на малых оборотах (1500-2500 об/мин).

зубчатый ремень

Z 146

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2. Тепловой расчет двигателя 1G 

В курсовом проекте рассматривается четырехтактный,  шестицилиндровый японский двигатель 1G-FE.

 

Рабочий объем двигателя W = 1988 см3.

Количество цилиндров i = 6;

Диаметр цилиндра D = 75 мм = 0,075 м;

Ход поршня S = 75 мм = 0,075 м;

Наклон цилиндров 15° к вертикали;

Обороты максимальной мощности: n = 5600 об/мин

Геометрическая степень сжатия: εi = 9,6

Доля хода, занятая продувочными окнами: ψп = 0,3    

Выбор и обоснование исходных данных:

Давление и температура окружающей среды:

= 290К;

Коэффициент избытка воздуха для сгорания: .

Коэффициент остаточных газов – отношение количества оставшихся в цилиндре от предыдущего цикла газов к количеству поступившего свежего заряда. Для четырехтактного двигателя с петлевой продувкой.  
0,06 ≤ ≤ 0,16 Двигатели большей быстроходности характеризуются большим значением

Принимаем: = 0,1

Давление и температура остаточных газов:

 

;                    ;

 

Подогрев заряда от стенок – температура подогрева за счет тепла стенок цилиндра,

которых касается, газ при наполнении цилиндра, и температуры остаточных газов.

Для инжекторных двигателей 10K ≤ ∆T ≤ 30K

Принимаем: ∆T = 20K.

Коэффициент скругления индикаторной диаграммы: 0,92 ≤ φ ≤ 0,98

меньшие значения выбирают для дизелей, большие – для двигателей с электрическим зажиганием). Принимаем: φ = 0,97

Средняя молекулярная теплоемкость газов при постоянном объеме:

- топливная смесь 

 

 

- остаточные газы     . 

 

Механический к.п.д.: