- 新型丰田汽车维修技师手册·机械维修
- 文恺主编
- 5496字
- 2025-02-14 17:05:26
1.5 增压直喷发动机
1.5.1 发动机构造特点
2015款丰田全新汉兰达车型装备了增压直喷发动机，型号为8AR-FTS，该发动机为带中间冷却器的直列、4缸、2.0L、16气门DOHC涡轮增压发动机。该发动机为直接喷射4行程汽油发动机高级版（D-4S）系统，采用直接喷射和进气口喷射两种喷射系统。此外，该发动机采用智能广角可变气门正时（VVT-iW）控制、智能可变气门正时（VVT-i）控制、直接点火系统（DIS）和智能电子节气门控制系统（ETCS-i）。研发此发动机的目的旨在实现高性能、静谧性、燃油经济性和清洁排放。
该发动机采用ESTECD-4ST。
提示：高热效能燃烧（ESTEC）是指通过持续改善发动机燃烧而提高热效率（燃油经济性）的一种发动机系列。
带涡轮增压器的直接喷射4行程汽油发动机高级版（D-4ST）：通过优化气缸盖进气口和活塞表面形状，使用系统对涡轮增压压力和D-4S系统进行全面控制，以实现更大范围的强翻转气流和涡轮压力控制的直接喷射技术，从而实现高燃油经济性和低速转矩。
（1）技术规格
8AR-FTS发动机技术规格见表1-63。
表1-63 8AR-FTS发动机技术规格
①类似的不含硅酸盐、胺、亚硝酸盐及硼酸盐，且采用长效复合有机酸技术制成的优质乙烯乙二醇基冷却液（采用长效复合有机酸技术制成的冷却液由低磷酸盐和有机酸混合而成）。
②所示数值为未加注冷却液和机油时零件的重量。
（2）主要特征
通过采用表1-64所列项目，8AR-FTS发动机实现了以下性能。
表1-64 8AR-FTS发动机主要性能
注：*表示带智能上车和启动系统的车型；○表示适用；—表示不适用。
A：高性能和可靠性。
B：噪声低且振动小。
C：轻量化且紧凑的设计。
D：维护方便性。
E：清洁排放和提高燃油经济性。
1.5.2 发动机主体部件分解
8AR-FTS发动机部件分解如图1-388～图1-395所示。
图1-388 传动皮带与相关部件（8AR-FTS）
1—带皮带轮的压缩机总成；2—风扇和发电机V带；3—带稳压器的发电机总成；4—压缩机1号安装支架；5—2号水旁通管；6—清污阀（清污VSV）；7—双头螺栓；8—端子盖；□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩
图1-389 进气系统部件（8AR-FTS）
1—燃油输油管（进气口喷射）；2—燃油输油管分总成（直接喷射）；3—喷油器总成（进气口喷射）；4—喷油器密封（直接喷射）；5—喷油器组件（直接喷射）；6—燃油泵总成（高压）；7—点火线圈总成；8—带中间冷却器的进气歧管总成和带马达的节气门体总成；9—1号水旁通软管和2号水旁通软管；10—1号燃油管分总成（高压）；11—2号通风软管；12—2号真空传输软管总成；13—真空传输软管总成；14—燃油输油管隔垫；15—喷油器隔振垫；16—传感器线束；17—3号喷油器挡圈；18—1号喷油器挡圈；19—喷油嘴体卡夹；20—C形圈；21—O形圈；22—燃油泵挺柱总成；23—燃油泵挺柱导向装置；24—燃油泵隔垫衬垫；25—进气歧管至气缸盖1号衬垫；□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；
—配合连接螺母扳手使用；
—不可重复使用零件；T1—第一步：15N·m（153kgf·cm，11ft·lbf），第二步：30N·m（306kgf·cm，22ft·lbf）
图1-390 排气系统部件（8AR-FTS）
1—排气歧管转化器分总成（TWC：前催化剂）；2—排气歧管1号隔热罩；3—排气歧管2号隔热罩；4—涡轮进油管分总成；5—涡轮增压器分总成；6—真空泵总成；7—涡轮增压器撑条；8—歧管撑条；9—排气管卡夹；10—2号O形圈；11—3号O形圈；12—接头螺栓；13—1号涡轮出油口衬垫；14—排气歧管至气缸盖衬垫；15—1号接头螺栓衬垫；16—涡轮出气弯管衬垫；□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；—不可重复使用零件；➡—发动机机油
图1-391 发动机附件（8AR-FTS）
1—发动机机油油位计导管；2—1号水旁通管；3—排气歧管3号隔热罩；4—排气歧管4号隔热罩；5—4号水旁通管；6—机油压力开关阀总成；7—节温器（气缸体）；8—进水口壳；9—线束卡夹支架；10—发动机机油油位计；11—衬垫；12—O形圈；□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；—不可重复使用零件
图1-392 发动机气缸盖罩（8AR-FTS）
1—凸轮轴正时机油控制阀总成；2—气缸盖罩分总成；3—发动机冷却液温度传感器；4—爆震传感器；5—1号PCV壳；6—4号PCV软管；7—机油加注口盖衬垫；8—机油加注口盖分总成；9—机油压力表传感器总成；10—PCV软管；11—PCV阀分总成；12—火花塞；13—火花塞套管衬垫；14—凸轮轴位置传感器（排气侧）；15—气缸盖罩衬垫；16—2号气缸盖罩衬垫；17—衬垫；18—O形圈；19—凸轮轴位置传感器（进气侧）；□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；—不可重复使用零件；➡—丰田原厂黏合剂1344、THREEBOND1344或同等产品；
—预涂零件
图1-393 发动机正时链单元（8AR-FTS）
1—排气凸轮轴正时齿轮总成；2—凸轮轴正时齿轮总成；3—凸轮轴正时机油控制电磁阀总成；4—链条分总成；5—链条张紧器导板；6—曲轴位置传感器；7—曲轴皮带轮总成；8—曲轴正时链轮；9—惰轮分总成；10—1号链条张紧器总成；11—1号链条振动阻尼器；12—双头螺栓；13—正时链条盖总成；14—正时齿轮箱或正时链条箱油封；15—正时链条盖板；16—正时链条导板；17—发动机右悬置支架；18—多楔带张紧器总成；19—凸轮轴正时齿轮螺栓；20—曲轴皮带轮固定螺栓；21—衬垫；22—O形圈；□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；—不可重复使用零件；➡—通用润滑脂；—预涂零件；
—不要在螺纹部分涂抹润滑油
图1-394 发动机凸轮轴与气缸盖（8AR-FTS）
1—凸轮轴；2—1号凸轮轴轴承盖；3—凸轮轴壳分总成；4—气缸盖衬垫；5—气缸盖分总成；6—1号凸轮轴轴承；7—1号气门摇臂分总成；8—2号凸轮轴；9—2号凸轮轴轴承；10—3号水旁通管；11—机油控制阀滤清器；12—机油管分总成；13—环销；14—双头螺栓；15—气门间隙调节器总成；16—气门杆盖；17—2号凸轮轴轴承盖；18—3号凸轮轴轴承盖；19—4号凸轮轴轴承盖；20—气缸盖固定螺栓；21—气缸盖固定平垫圈；22—衬垫；23—6号水旁通软管；□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；—不可重复使用零件；➡—丰田原厂黏合剂1324、THREEBOND1324或同等产品；—预涂零件；T1—第一步：85（867，63），第二步：转动90°，第三步：转动90°
图1-395 发动机缸体总成（8AR-FTS）
1—气缸体水套隔垫；2—发动机平衡器总成；3—发动机机油油位传感器；4—发动机机油温度传感器；5—1号油底壳挡板；6—气缸体分总成；7—机油冷却器总成；8—机油滤清器支架卡子；9—机油滤清器盖总成；10—油底壳放油螺塞；11—油底壳分总成；12—滤油网分总成；13—发动机后油封；14—环销；15—加强曲轴箱总成；16—双头螺栓；17—机油滤清器滤芯；18—机油滤清器放油螺塞；19—机油冷却器衬垫；20—O形圈；21—衬垫；□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；—不可重复使用零件；➡—通用润滑脂；⇨—丰田原厂黏合剂1344、THREEBOND1344或同等产品；—预涂零件
1.5.3 发动机正时维修
（1）正时链单元拆解
①将1号气缸设定至TDC/压缩。
a.暂时安装曲轴皮带轮固定螺栓。
b.顺时针转动曲轴，以使凸轮轴正时齿轮总成、排气凸轮轴正时齿轮总成上的正时标记及曲轴正时链轮的曲轴皮带轮定位键如图1-396所示。
图1-396 设定气缸1到TDC位置（8AR-FTS）
1—曲轴皮带轮定位键；a—约7°；b—约32°；c—正时标记
提示：如果正时标记未对准，则再次顺时针转动曲轴并对准正时标记。
c.拆下曲轴皮带轮固定螺栓。
②拆卸1号链条张紧器总成。
a.稍微伸出柱塞，然后逆时针转动挡片以松开锁。松开锁扣后，将柱塞推入1号链条张紧器总成，见图1-397。
图1-397 松开锁片推入柱塞（8AR-FTS）
a—挡片；b—柱塞
b.顺时针转动挡片以固定锁，然后将销插入挡片孔，见图1-398。
图1-398 插入销到锁片孔（8AR-FTS）
c.拆下螺母、螺栓、1号链条张紧器总成和衬垫，见图1-399。
图1-399 拆下1号链条张紧器（8AR-FTS）
③拆下螺栓和正时链条导板，见图1-400。
图1-400 拆下链条导板（8AR-FTS）
④拆下螺栓和链条张紧器导板，见图1-401。
图1-401 拆下张紧器导板（8AR-FTS）
⑤拆下链条分总成。
⑥拆下2个螺栓和1号链条振动阻尼器，见图1-402。
图1-402 拆下振动阻尼器（8AR-FTS）
⑦从曲轴上拆下曲轴正时链轮，见图1-403。
图1-403 拆下曲轴正时链轮（8AR-FTS）
⑧拆卸凸轮轴正时齿轮总成。
如图1-404所示，用扳手固定凸轮轴的六角部位，拆下凸轮轴正时齿轮螺栓和凸轮轴正时齿轮总成。
图1-404 拆下凸轮轴正时齿轮（8AR-FTS）
a—固定；b—转动
注意：不要用扳手损坏凸轮轴壳分总成或火花塞套管，不要拆解凸轮轴正时齿轮总成。
⑨拆卸排气凸轮轴正时齿轮总成。
如图1-405所示，用扳手固定2号凸轮轴的六角部位，拆下螺栓和排气凸轮轴正时齿轮总成。
图1-405 拆下排气凸轮轴正时齿轮（8AR-FTS）
a—固定；b—转动
注意：不要用扳手损坏凸轮轴壳分总成或火花塞套管，不要拆解排气凸轮轴正时齿轮总成。
（2）正时链单元安装
①安装凸轮轴正时齿轮总成。
提示：更换凸轮轴正时齿轮总成后，执行维修后检查。
a.将凸轮轴的锁销与凸轮轴正时齿轮总成的锁销孔对准，并将凸轮轴正时齿轮总成安装到凸轮轴上，见图1-406。
图1-406 安装凸轮轴正时齿轮（8AR-FTS）
a—锁销孔；b—锁销
b.检查并确认凸轮轴正时齿轮总成与图1-407中指示的凸轮轴部位（A）之间无间隙。
图1-407 检查正时齿轮与法兰间间隙（8AR-FTS）
1—凸轮轴正时齿轮总成；c—凸轮轴部位（A）；d—无间隙
c.如图1-408所示，在凸轮轴正时齿轮螺栓的部位涂抹发动机机油。
图1-408 在螺栓上涂抹机油（8AR-FTS）
d.暂时安装凸轮轴正时齿轮螺栓。
提示：暂时安装凸轮轴正时齿轮螺栓时，确保旋入约2个螺纹。
e.用扳手固定凸轮轴的六角部位，紧固凸轮轴正时齿轮螺栓，见图1-409，扭矩为120N·m（1224kgf·cm，89ft·lbf）。
图1-409 安装凸轮轴正时齿轮螺栓（8AR-FTS）
a—固定；➡—转动
注意：不要用扳手损坏凸轮轴壳分总成或火花塞套管。
②安装排气凸轮轴正时齿轮总成。
提示：更换排气凸轮轴正时齿轮总成后，执行维修后检查。
a.如图1-410所示，将2号凸轮轴的锁销与排气凸轮轴正时齿轮总成的锁销孔对准，并将排气凸轮轴正时齿轮总成安装到2号凸轮轴上。
图1-410 安装排气凸轮轴齿轮（8AR-FTS）
a—锁销孔；b—锁销
b.检查并确认排气凸轮轴正时齿轮总成与2号凸轮轴法兰之间无间隙，见图1-411。
图1-411 检查正时齿轮与法兰间间隙（8AR-FTS）
1—排气凸轮轴正时齿轮总成；c—2号凸轮轴法兰；d—无间隙
c.用扳手固定2号凸轮轴的六角部分，安装螺栓，见图1-412，扭矩为85N·m（867kgf·cm，63ft·lbf）。
图1-412 安装排气凸轮轴齿轮螺栓（8AR-FTS）
a—固定；➡—转动
注意：不要用扳手损坏凸轮轴壳分总成或火花塞套管。
③将曲轴正时链轮安装到曲轴上。
④加注发动机机油。
向图1-413所示的油孔内加注50mL（3.1in3）发动机机油。
图1-413 加油机油（8AR-FTS）
注意：如果拆下气门间隙调节器总成，则确保加注机油，确保低压室和气门间隙调节器总成机油通道注满发动机机油。
⑤安装1号链条振动阻尼器。
a.用2个螺栓暂时安装1号链条振动阻尼器。
b.按图1-414所示顺序，紧固2个螺栓，扭矩为21N·m（214kgf·cm，15ft·lbf）。
图1-414 安装振动阻尼器（8AR-FTS）
⑥安装链条分总成。
a.暂时安装曲轴皮带轮固定螺栓。
b.逆时针转动曲轴40°，以将曲轴皮带轮定位键置于如图1-415所示位置。
图1-415 逆时针转动曲轴40°（8AR-FTS）
c.检查并确认凸轮轴正时齿轮总成和排气凸轮轴正时齿轮总成的正时标记位置，如图1-416所示。
图1-416 检查凸轮轴齿轮正时（8AR-FTS）
a—正时标记；b—约7°；c—约32°
d.将链条分总成置于凸轮轴正时齿轮总成、排气凸轮轴正时齿轮总成和曲轴正时链轮上。
提示：确保链条分总成标记板未朝向发动机前部。无需将链条分总成接合到凸轮轴正时齿轮总成、排气凸轮轴正时齿轮总成和曲轴正时链轮的齿上。
e.如图1-417所示，将链条分总成标记板（橙色）与排气凸轮轴正时齿轮总成的正时标记对准，并将链条分总成安装到排气凸轮轴正时齿轮总成上。
图1-417 对准排气凸轮轴齿轮正时（8AR-FTS）
a—标记板（橙色）；b—正时标记
f.如图1-418所示，将链条分总成的标记板（黄色）与曲轴正时链轮的正时标记对准，并将链条分总成安装到曲轴正时链轮上。
图1-418 对准曲轴链轮正时（8AR-FTS）
a—标记板（黄色）；b—正时标记
g.将细绳系到曲轴正时链轮上，以便固定链条分总成，见图1-419。
图1-419 固定正时链条（8AR-FTS）
h.用扳手固定凸轮轴的六角部位，并逆时针转动凸轮轴，将凸轮轴正时齿轮总成的正时标记与链条分总成的标记板（橙色）对准，并将链条分总成安装到凸轮轴正时齿轮总成上，见图1-420。
图1-420 对准凸轮轴齿轮正时（8AR-FTS）
a—标记板（橙色）；b—正时标记
提示：使用扳手将凸轮轴固定到位，直至安装好1号链条张紧器总成。
i.拆下曲轴正时链轮上的细绳，顺时针旋转曲轴，并松开链条分总成，以便安装链条张紧器导板，见图1-421。
图1-421 安装正时链（8AR-FTS）
注意：确保链条分总成固定。
⑦用螺栓安装链条张紧器导板，扭矩为21N·m（214kgf·cm，15ft·lbf）。
⑧用螺栓和螺母安装新衬垫和1号链条张紧器总成，扭矩为10N·m（102kgf·cm，7ft·lbf），从挡片上拆下销。
⑨用螺栓安装正时链条导板，扭矩为21N·m（214kgf·cm，15ft·lbf）。
⑩将1号气缸设定至TDC/压缩。
用4个螺栓安装新衬垫和正时链条盖板，扭矩为10N·m（102kgf·cm，7ft·lbf）。
安装正时链条盖总成。
1.5.4 发动机维修数据
（1）检测参数
①发动机检测参数见表1-65。
表1-65 发动机检测参数（8AR-FTS）
②曲轴前油封检测参数见表1-66。
表1-66 曲轴前油封检测参数（8AR-FTS）
③曲轴后油封检测参数见表1-67。
表1-67 曲轴后油封检测参数（8AR-FTS）
④发动机单元检测参数见表1-68。
表1-68 发动机单元检测参数（8AR-FTS）
⑤气缸盖检测参数见表1-69。
表1-69 气缸盖检测参数（8AR-FTS）
⑥气缸体检测参数见表1-70。
表1-70 气缸体检测参数（8AR-FTS）
（2）扭矩标准
①凸轮轴扭矩标准见表1-71。
表1-71 凸轮轴扭矩标准（8AR-FTS）
②气缸盖衬垫扭矩标准见表1-72。
表1-72 气缸盖衬垫扭矩标准（8AR-FTS）
③曲轴前油封扭矩标准见表1-73。
表1-73 曲轴前油封扭矩标准（8AR-FTS）
④曲轴后油封扭矩标准见表1-74。
表1-74 曲轴后油封扭矩标准（8AR-FTS）
⑤发动机总成扭矩标准见表1-75。
表1-75 发动机总成扭矩标准（8AR-FTS）
⑥发动机单元扭矩标准见表1-76。
表1-76 发动机单元扭矩标准（8AR-FTS）
⑦气缸盖扭矩标准见表1-77。
表1-77 气缸盖扭矩标准（8AR-FTS）
⑧气缸体扭矩标准见表1-78。
表1-78 气缸体扭矩标准（8AR-FTS）
