丰田(G16E-GTS型)1.6L三缸涡轮增压发动机结构剖析

文章来源: 汽车动力总成 发布时间:2020-12-01
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丰田(G16E-GTS型)1.6L三缸涡轮增压发动机结构剖析,请见详文。
丰田的新四轮驱动跑车GR Yaris在东京汽车沙龙全球首发,它源于Toyota在世界汽车拉力赛中的夺冠经验,这是一款具有许多亮点的新车型,例如GR-FOUR全时四驱系统、TNGA-C平台、新引擎等。GR Yaris这次共推出RZ、RC以及RS三款,其中RS版搭载1.5L+CVT动力总成;RC和RZ版本搭载1.6T直列三缸直喷涡轮增压发动机(G16E-GTS型)最大功率200kW(272马力),峰值扭矩370 N•m;传动系统匹配6速手动变速箱;满足欧六d排放标准。
 

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丰田G16E-GTS发动机基本参数


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丰田G16E-GTS发动机(机械部分)


气缸体

b-排油通道,c-油位计通道


带有薄铸铁衬套的铝制开放式甲板(开放式甲板冷却更好,重量更轻,容易冷却,但是缸内压力承受度有限,闭合式强度大,重量会大一点,冷却略难,但是能承受更高的燃烧压力),套筒融合在块状材料中,其特殊的粗糙外表面提供牢固的连接并改善散热。

3-缸套d-缸径


除了铝压铸气缸体的浅水底套之外,还采用了高强度的铝气缸盖和中空组件凸轮轴。通过高精度加工,活塞和曲轴的重量也得到了彻底减轻,从而实现了高响应性。

k-浅水套,l-水通道

曲轴


曲轴轴线相较于气缸轴线偏移了10mm,即活塞往复运动所在的轴线的延长线不经过曲轴中心。在做功冲程时,可减少活塞与汽缸壁的摩擦和磨损,还能优化排放。

 

ad-主轴承轴颈,e-平衡块


曲轴的结构包含4个主轴承轴颈和4个平衡块,轴承盖集成在曲轴箱中,铝制曲轴轴承带有金属减摩层,曲轴止推垫表层有聚合物涂层。

1-上曲轴止推垫圈,2-上主轴承,3-下主轴承,a-金属覆盖层,b-树脂覆盖层


T型铝制活塞

a-梯形顶头,b-喷砂处理和树脂涂层,c-DLC涂层,d-耐镍铸铁,e-喷砂处理


T型铝制活塞,结构简单且紧凑,锻造连杆和梯形顶头减轻了重量,活塞环的边缘有DLC涂层,活塞裙部则先进行喷砂处理后在加以树脂材料涂层,这些技术的应用,提高了发动机的有效功率。

DLC涂层作为一种较为常见的PVD涂层,其具有高硬度和高弹性模量、低摩擦因数、耐磨损以及良好的真空摩擦学特性,很适合于作为耐磨涂层,涂覆在汽车零件表面,承受频繁持续的高强度摩擦磨损,能够胜任发动机的内部温度和工作环境,起到提高零件使用性能、延长使用寿命的作用。

1-压缩环1,2-压缩环2,3-油环,c-DLC涂层


平衡轴


3-平衡轴,4-外壳,5-从动齿轮


单一平衡轴,利用齿轮传动方式进行工作,通过曲轴旋转带动固连的平衡轴驱动齿轮,平衡轴从动齿轮以及平衡轴。单一平衡轴可以平衡整个振动比例相当大的一阶振动,使发动机的振动得到明显改善。

凸轮轴

8-气门间隙调节器。a-进气侧,b-排气侧


凸轮轴是模块化的(凸轮安装在空心轴上)。排气凸轮轴通过异型凸轮驱动喷射泵,还驱动真空泵。

 

DVVT-双可变气门正时

1-正时齿轮(排气),2-正时齿轮(进气),3-进气凸轮轴,4-进气凸轮轴


正时链条用两个盖封闭(上盖上装有VVT-iW和VVT-i阀),而油泵则安装在下盖上。

1-сover2,2-VVT控制电磁铁(排气),3-VVT控制电磁铁(进气),4-盖


同时安装了用于进气和排气凸轮轴的VVT执行器(DVVT-双可变气门正时)。液压执行器,进气范围广(VVT-iW),传统排气装置(VVT-i)。时间变化范围-进气70°,排气41°。

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丰田G16E-GTS发动机润滑系统


1-输油管,2-定时齿轮(排气),3-定时齿轮(进气),4-链条张紧器,5-油泵,6-油冷却器,7-滤油器,8-滤油器,9-11 -12油嘴-涡轮增压器


油泵

 

油泵为传统设计,内置在链条下盖中,并由曲轴直接驱动。


1-正时链条盖,2-油泵转子


机油滤清器

 

机油滤清器是经典格式,但带有新型纸质元件,水平安装在机油冷却器支架上。

 


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丰田G16E-GTS发动机冷却系统



1-带水泵的进水壳体,2-节流阀体,3-储水箱,4-出水壳体,5-涡轮增压器,6-散热器,7-油冷却器,8-恒温器。a-从加热器散热器,b-到加热器散热器


带冷却喷雾功能的风冷中冷器


具有冷却喷雾功能的风冷中冷器,通过在中间冷却器上喷水降低进气温度,中间冷却器是进气的冷却组件。它使发动机即使在夏季高温等恶劣驾驶条件下也能保持其原始的高输出功率。

1-冷却液泵,2-泵转子,3-进水口,4-恒温器,5-进水口(恒温器)


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丰田G16E-GTS发动机进/排气系统


1-AICV VSV,2-执行器。a-正常进气,b-增气进气,c-AICV关闭,d-AICV打开


双进气系统

 

“双进气系统”-AICV阀(AICV Air Injection Check Valve 空气喷射单向阀)安装在进气口,由VSV控制。在低转速下,仅通过通道1吸入空气。在高转速下,另外一个通道打开。

 

单涡管涡轮增压器


单涡管涡轮增压器集成在排气歧管中。通过气动WGT阀增强压力控制。为了防止喘振现象(节气门关闭时增压空气回流),安装了一个电动空气旁通阀。安装了正面空气-空气型中冷器

1-节气门体,2-进气歧管,3-涡轮增压器,4-空气滤清器,5-AICVVSV,6-空气滤清器入口1,7-中冷器



注:文章中引用的图片来源网络


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