1HD-FT. История мотора, которому не давали нормально дышать…..

[VADUS 2 427]

В нашей жизни мы часто сталкиваемся с разнообразными казусами. Например, во многих странах мира продаются мощные спортивные автомобили. Однако, мы можем пересчитать по пальцам страны с дорогами, позволяющими владельцу спортивного автомобиля раскрыть весь потенциал своего стального друга, а так же перемещаться с высокой скоростью без риска для себя и окружающих. Если же вспомнить о легальной стороне вопроса, то таких стран окажется еще меньше. Зато спортивные автомобили с их мощными моторами всё чаще можно увидеть в многокилометровых пробках…..

 

Как давнему обладателю мотора 1HD-FT, мне хотелось бы рассказать вам историю про аналогичный казус, произошедший с этим замечательным мотором. Практически все вопросы, которые будут обсуждаться здесь, уже рассматривались нами на форуме в той или иной форме даже более подробно. Однако, настал момент собрать и систематизировать всю накопившуюся информацию, перевести количество в качество и сделать соответствующие выводы.  

 

Итак, мотор 1HD-FT, рядный шестицилиндровый турбодизельный двигатель с объемом 4.2 литра, механической топливной аппаратурой и четырёхклапанной схемой ГРМ, начал устанавливаться на Landcruiser и Coaster с 01.95, заменив своего двухклапанного предшественника 1HD-T (во всех регионах кроме general countries). Казалось бы, внедрение четырёхклапанной схемы должно было дать мотору ощутимую прибавку в мощности и крутящем моменте. Но фактически, в соответствии с официальными характеристиками Toyota, 1HD-FT превосходит 1HD-T по максимальной мощности всего на 9 процентов, а по максимальному крутящему моменту превосходство FT итого меньше - всего 6 процентов. Маловато будет, особенно с учетом того, что ТНВД 1HD-FT имеет ощутимо более профильную кулачковую шайбу и способен доставлять в цилиндры гораздо больше топлива. Конечно, рассмотрев детальные графики зависимости мощности и крутящего момента для некоторых модификаций* этих моторов, мы увидим, что в рабочем диапазоне оборотов превосходство 1HD-FT более ощутимое, и местами достигает 20-ти процентов. Но, несмотря на это возникает вопрос - стоило ли производителю вносить в конструкцию мотора такие значительные изменения, как полностью новые ГРМ и ТНВД (про менее значительные изменения я даже не говорю), чтобы на выходе получить настолько незначительную прибавку в характеристиках? Полагаю, что нет. Что же тогда произошло и почему Тойота пошла на этот шаг?

 

Бытует ошибочное мнение, что мотор 1HD-FT был выпущен как «обкаточная» версия мотора 1HD-FTE, и производитель просто готовил «железо» для своего будущего дизельного флагмана, с управляемым электроникой впрыском. Однако, с учетом того, что мотор 1HD-FT устанавливался на LandCruiser и Coaster с 01.95 по 01.98, и продолжил устанавливаться на Coaster в течение полутора лет с момента выпуска 1HD-FTE плоть до середины 99 года, становится очевидно, что это мнение далеко от истины. Обкаточные модификации не выпускают в течение почти пяти лет, и тем более не продолжают выпускать после того, как в серию пошла финальная модификация. Где же искать ответ на наш вопрос?

 

Ответ лежит немного в другой плоскости. Мотору 1HD-FT в прямом смысле не повезло – его выпуск в 95-ом году практически полностью совпал по времени с принятием пресловутого стандарта евро2. Понятно, что производители знали об этом событии заранее, так же понятно, что новая модификация мотора проектировалась и тестировалась как минимум год-два. И тем не менее, Тойота была вынуждена выпустить две различные модификации мотора 1HD-FT – соответствующую нормам евро2 и несоответствующую. Понятно, что именно несоответствующая евро2 модификация была более мощной и способной. И именно эта модификация мотора (*) имела превосходство до 20% в рабочем диапазоне оборотов по сравнению со своим предшественником 1HD-T. В теме по ссылке http://www.land-cruiser.ru/index.php?showtopic=145779 этот вопрос обсуждается более детально. Но к сожалению, данная модификация поставлялась только для Австралии, а так же небольшими партиями для внутреннего рынка Японии. Весь остальной мир довольствовался более «прогрессивной» модификацией мотора, соответствующей экологическим нормам по стандарту евро2. Какова же была цена соответствия стандарту?

 

Цена оказалась довольно высокой. Мотор 1HD-FT был оборудован системой EGR, со всеми вытекающими для него печальными последствиями. Производителю пришлось поставить целых 2 клапана ЕГР, чтобы  придушить мотор до норм евро2. Система EGR добавляет выхлопные газы во впускной коллектор при определенных режимах работы двигателя (режимах «частичной» нагрузки), что позволяет снизить количество окислителя в камере сгорания. В результате падает температура горения смеси, вследствие чего достигается основной экологический эффект – снижается количество выбросов NOх. Массовое количество газа в цилиндре остаётся неизменным, и при такте сжатия газ разогревается до требуемой температуры. Просто часть этого газа не участвует в процессе горения смеси. При этом компьютер системы ЕГР ограничивает и подачу топлива с учетом того, что окислителя в камере сгорания будет меньше. На моторе 1HD-FT управление насосом осуществляется через вакуумный привод диафрагмы корректора по наддуву – весьма извращенный гибрид полностью механического ТНВД с системой электронного управления. Другими словами, в определенных режимах работы мотора его мощность принудительно ограничивается. Все остальные якобы «положительные» эффекты от системы ЕГР, типа «дожигания» не сгоревшего топлива, снижения тепловой нагрузки на мотор и.т.п. – являются высосанными из пальца маркетинговыми бреднями. Для тех, кто не силен в технических вопросах, могу провести простую, точную и грубую бытовую аналогию – ЕГР работает так, как если бы в условиях жесткой экономии средств вы были бы вынуждены подмешивать собственные экскременты от завтрака в свой обед, от обеда – в ужин, и так далее. Объем порций при этом был бы большим, но то, что происходило бы с вашим организмом, было бы ужасным.  

 

Одного внедрения системы EGR оказалось недостаточно для достижения норм евро2. Четырехклапанная система была сконструирована грамотно и продолжала доставлять  в камеры сгорания достаточное количество воздуха для хорошего сгорания смеси. Пришлось убавлять количество воздуха путём принудительного ухудшения вентиляции камер сгорания. Для этого максимальное давление наддува турбины 1HD-FT было снижено до 0.7 Атм (проверочный диапазон по мануалу Тойоты без нагрузки 0.38-0.5). Максимальное давление двухлапанника 1HD-T составляло 0.8 Атм (проверочный диапазон по мануалу Тойоты без нагрузки 0.5-0.65). То есть рабочее и максимальное давление турбины двигателя с ЕГР были значительно уменьшены. А на двигатели без ЕГР продолжали устанавливать турбины с вестгейтом, позволяющим развивать расчетные 0.8 Атм максимального давления, хотя каталог запчастей Тойоты никак не регламентирует эту разницу. Аналогичный «фокус» был проделан с выхлопной системой – в качестве «противогаза» на моторе попросту оставили старую выхлопную систему от 2-ух клапанного мотора 1HD-T. Как говорится – «дешево и сердито», а дополнительным бонусом для  производителя получилась «унификация» запчастей. Видимо ввиду той же унификации, старый выхлопной тракт устанавливался и на модели без ЕГР (так как подобных моделей выпускалось весьма ограниченное количество). Справедливости ради замечу, что даже старый выхлопной тракт на моторах 1HD-T и 1HD-FT для Австралийских и некоторых Азиатских моделей без ЕГР, отличался от продукции для остальных рынков, оказывая меньшее сопротивление потоку газов, ввиду отсутствия дополнительного глушителя на своей оконечной секции.

 

Стоит вспомнить и об «экологическом наследии», доставшимся от введенного в 1991 году стандарта евро1. Тогда, при выходе в свет мотора 1HD-T, он получил в свою линейку термостатов лишь одну модель с диапазоном 76-90. При этом абсолютно всё равно, для какого региона предназначается автомобиль – для Африки или для Северной Европы, термостат один. Цель та же – снизить рабочую температуру в камере сгорания и уменьшить выбросы NOx. До ввода евро1, у предшественников 1HD-T была полноценная линейка термостатов 76-90, 82-95, 88-100. 1HD-FT унаследовал от 1HD-T всё тот же единственный и неповторимый африканский термостат 76-90.

 

В результате перечисленных выше мероприятий, мотор 1HD-FT уложился в стандарт евро2. При этом 1HD-FT практически деградировал по динамическим характеристикам до уровня своего предшественника – двухклапанного 1HD-T. Тем временем, Тойота уже готовилась к введению более жесткого стандарта евро3. Было очевидно, что без электронного контроля количества подачи топлива, расхода воздуха, температуры топлива и.т.п., уже не обойтись. Это означало отказ от легендарной надёжности дизелей Тойоты, но при этом позволяло вернуть прежние и даже более высокие количества воздуха и топлива в цилиндры, повысить динамические характеристики и не превышать при этом более жесткие требования евро3 по вредным выбросам. В результате,  к моменту принятия в 1999 году норм евро3, Тойота досрочно выпустила на рынок свой новый флагман 1HD-FTE с электронным управлением ТНВД. Давление наддува вернули в диапазон 0.5-0.7, даже добавили интеркуллер, подняли давление впрыска топлива, наконец установили полностью новую выхлопную систему, позволяющую мотору нормально дышать. Систему EGR пришлось оставить, хотя даже у этого нового мотора была наилучшая модификация для Австралии, на которую система EGR не устанавливалась.

 

Вернёмся к нашему герою 1HD-FT. Неужели ему было суждено «нюхать» собственный выхлоп и оставаться в противогазе всё оставшееся время своего существования? Конечно же нет. И Тойота-мама оставила нам много путей для отступления. Тем более, что потенциал этого мотора наглядно демонстрировала компания Yanmar со своим 300-сильным лодочным мотором 6LPA-STP, выдающим 700Нм крутящего момента и построенным на базе 1HD-FT с механической топливной аппаратурой.  Конечно, снятие подобной мощности накладывает определенные ресурсные ограничения, поэтому мы затронем вопрос модернизации 1HD-FT в рамках изначально заложенного производителем ресурса для данного мотора. Что же необходимо для этого сделать?

 

1. В первую очередь необходимо отключить (а лучше полностью удалить) систему ЕГР и ликвидировать последствия её работы на моторе. Как и почему это нужно сделать – детально описано в этих темах http://www.land-cruiser.ru/index.php?showtopic=32705  http://www.land-cruiser.ru/index.php?showtopic=41099.

 

2. Далее, устраняем влияние компьютера системы ЕГР на подачу топлива в ТНВД, то есть фактически приводим работу ТНВД к штатной схеме редких моделей, не оборудованных системой ЕГР. Последовательность действий описана в этой теме http://www.land-cruiser.ru/index.php?showtopic=148583.

 

3. Стараемся использовать оригинальный воздушный фильтр 17801-61030 – этот фильтр оказывает меньшее сопротивление потоку воздуха по сравнению с фильтром 17801-68030, предназначенным для моторов 1HD-FT, оборудованных системой ЕГР. Так же, фильтр 17801-61030 устанавливался на Австралийские модели 1HD-FT, не оборудованные системой ЕГР, и рассчитан на работу с более мощными моделями ДВС 1HD-FTE и 1FZ-FE. Дополнительным бонусом, фильтр 17801-61030 можно промывать водой для увеличения срока службы (или например, при сильных загрязнениях в пути).

 

4. Если вы проживаете в средней полосе или севернее, желательно заменить термостат на соответствующий вашему региону. Для более подробной информации смотрите тему http://www.land-cruiser.ru/index.php?showtopic=23852.

 

5. После этого возникает необходимость снять с мотора противогаз – заменить выхлопную систему. К сожалению, установить выхлопную систему от 1HD-FTE довольно затруднительно, но благо, существует масса известных афтермаркет производителей (Fujitsubo, Ganador, Saxon), выпускающих выхлопные системы с увеличенной пропускной способностью для этого мотора. Для примера смотрите эту тему http://www.land-cruiser.ru/index.php?showtopic=165868.

 

6. В заключении, нужно вернуть максимальное давление турбокомпрессора к изначальному значению, рассчитанному для данного мотора – 0.8 Атм. Так же, желательно использовать двухступенчатый буст-контроллер управления вестгейтом, для более эффективного подхвата с низов. Смотрим эту тему http://www.land-cruiser.ru/index.php?showtopic=118880

 

7.  Так же, будет не лишним установить распредвал от 1HD-FTE. Данный распредвал имеет более низовую характеристику, так как тайминг полного закрытия впускных клапанов смещен на 8 градусов к НМТ по сравнению с валом 1HD-FT (24 градуса после НМТ у FTE и 32 градуса после НМТ у FT). Если вам в силу тех или иных обстоятельств необходимо заменить ГБЦ, то рекомендую устанавливать ГБЦ от мотора 1HD-FTE, так как последняя имеет несколько полезных доработок. Более подробная информация в теме по ссылке  http://www.land-cruiser.ru/index.php?showtopic=149680.

 

8.  После выполнения всех этих модификаций, вы сможете узнать, каким должен был быть на самом деле этот замечательный мотор. Так же вы обнаружите, что по динамическим характеристикам он практически не уступает своему собрату с электронным управлением и интеркуллером. Подчеркну, что мы не форсировали мотор излишним давлением наддува и подачей топлива – просто эти параметры были возвращены к значениям, которые не учитывают стандарт евро2. Если кому-то захочется получить более серьезную отдачу и форсировать мотор, то можно использовать фронтальный интеркуллер от 1HD-FTE или более мощный интеркуллер Сафари для 1HD-FT (возможно в паре с более производительным ТРК), а так же произвести соответствующие перенастройки ТНВД для увеличения подачи топлива. Более подробнее  - в теме по ссылке: Турбина 17201-17040 и штатный интеркулер от 100ки 1HD-FTE на 80ку 1HD-FT.

 

9.  Если Вы всё таки произвели установку интеркулера и альтернативной турбины, серьезно увеличив мощность мотора, рекомендую позаботится о системе охлаждения и установить более производительную вискомуфту вентилятора охлаждения и сам вентилятор от мотора 1HD-FTE. Подробнее в этой теме: Вискомуфта и вентилятор от 1HD-FTE на FT. Так же, рекомендую использовать хороший карбоксилатный антифриз (ОАТ), например на базе BASF Glysantin G30.

 

10.  Еще про охлаждение: меня давно посещают мысли о замене масляного поддона на более вместительный - от новых тяжелых 70-ок. Судя по информации из мануалов Тойоты, этот картер вмещает в себя на 1.5 литра больше масла (плюс 15% масла), что будет благотворно влиять на температуру масла, а так же на срок работы самого масла и его присадок. Однако, пока нет практики использования данного картера на 80-ке без лифта. Подробнее в этой теме: Вопрос по картеру HZJ78-79, номер 12101-17200

 

Удачи и большей тяги,

Вадим Акопян (aka VADUS)

Изменено 23 мая 2019 пользователем VADUS
по просьбе VADUSa

[Санек 82]

@@VADUS, может быть отредактировать, чтобы был более привычный для этого форума шрифт?

 

Вот так вроде лучше. 

Изменено 6 февраля 2014 пользователем Cанек

[VADUS 2 427]

Мне с трудом удалось сделать так, чтобы шрифт был хотя бы одинаковым везде........ он почему-то самопроизвольно изменялся от абзаца к абзацу.

 

Спасибо Саша!

Изменено 6 февраля 2014 пользователем VADUS

[Staier 122]

Очень познавательно!

От души посмеялся про завтрак,обед и ужин!

 

А есть какие то цыфры со стенда что бы оценить "ДО" и "ПОСЛЕ"?

[прапорщик 0]

Как же я рад после прочитанного что у меня 1-HZ...

[Crocodil 72 0]

Спасибо за статью- очень интересно. Вот я  думаю и с 1 KZ  двигателем также поступили.

[Galuha 6]

Вадюхин, спасибо, теперь вот задумался о выхлопе и настройке турбины...      

Изменено 6 февраля 2014 пользователем Galuha

[DIESELMASTER_52 412]

К сожалению, установить выхлопную систему от 1HD-FTE довольно затруднительно,

туда тоже  подлянку вживили,в виде  сажеуловителя.

от которого нужно избавиться.

 

имхо-мешает.

[Дизелист Иваныч 0]

Молодец. хорошо написано, теперь все это надо выполнить мне на моем.

[arbus 92]

На тему подписался.

если всё правда или почти правда, то спасибо за отчёт.

НО:

взял попкорн, жду       

сейчас польётся Вадим. (((

[Petr-Panda 0]

Спасибо! Очень интересно

[fermer 1]

Вадим, спасибо! не первый год читаю тебя, согласен во многом. Очень вовремя статья - как раз собрался ставить себе FT, как раз есть мотор без распредвала)))) Теперь есть инструкция! 

Есть один практический вопрос - давно думаю по поводу установки мех. нагнетателя вместо турбины. Как думаешь?

[вут 0]

Мех. нагнетатель хорош малых оборотах, на высоких быстро сдуется, а вот в паре с турбиной это очень хорошо будет работать.

[kraz_BY 1]

по поводу сажедожигателя, так он есть или нет на 4,2 сотке?

недавно в мерсе CDI высыпали его с глушителя, как результат машина поехала просто не узнать и расход пошёл в минус, так может и в крузаке такое сделать.

А на самом деле если забьется сажевый ... порвет турбину.... масло во впускной... авто не глохнет и крутит 5500 оборотов....
Я такое видел. Ужас и страх!

[Архип 132]

Вадим,красавец,как всегда  Подписался на тему.

[GreyB 14]

(возможно в паре с более производительным ТРК)

Не ТуРбоКомпрессор, а ТурбоКомпрессор Радиальный. ТКР 

http://binolet.ru/aviastory/2196-radial-naja-turbina-binolet.html

http://www.bza.by/index.php?mod=cat&mode=view&limit=30&item=1

http://www.t-u-r-b-o.ru/?wpsc-product=turbokompressor-tkr-11n-1

 

А просто более продвинутых насосных колёс тюнингаторами не предлагается? Зачем весь-то ТКР заменять?

Типа: http://www.riffraffdiesel.com/riffraff-diesel-billet-compressor-wheel-ported-housing/

 

We are now offering a Billet compressor wheel that has been designed for those running a Ported Housing on a GTP38 stock turbo for the 99.5-03 7.3L Powerstroke. This combination will allow for the highest flow using your stock turbo.

За труд (изыскательский, практический и писательский) спасибо  Познавательно вышло.

[GreyB 14]

 

 

А на самом деле если забьется сажевый ... порвет турбину.... масло во впускной... авто не глохнет и крутит 5500 оборотов....

Я такое видел. Ужас и страх!

Четверть века я на дизелях. "Порвать турбину" никому не удавалось. При разрушении подшипника вала ротора турбокомпрессора уплотнения перестают удерживать масло и оно летит во впуск - дизель охотно работает на этом масле. Да, со спецэффектами в виде столба пламени из выхлопной трубы. Чуть позже в неё, каплями, вылетают поршни. Сажевый фильтр тут абсолютно не виноват. Этот эффект есть и на достаточно древних дизелях, где его нет и никогда не было.

Помогают только заслонки на впуске полностью перекрывающие подачу воздуха. 

 

А если забит сажевый фильтр - авто просто увянет, как с забитым катализатором.

Изменено 6 февраля 2014 пользователем GreyB

[dimon25rus 2]

Автору респект, очень грамотно написал!
Остается пожелать Вадусу чтоб он скорее пересел на TLC 100 с 1HD-FTE,
гляди и на этот мотор потом будут подробные описания по глушению ЕГР с переделкой мозгов, настройки давления и.д.т.
Ну это конечно юмор, думаю после такого грамотного вникания в конструкцию и воплощения всего задуманного, уже менять мотор не захочется.

Удачи Вадус! Молоток!

ЕГР работает так, как если бы в условиях жесткой экономии средств вы были бы вынуждены подмешивать собственные экскременты от завтрака в свой обед, от обеда – в ужин, и так далее.

Автор ЖЖЖЖОТ!!!! Посмеялись от души, сравнение в точку!

[Геннадич 6]

Вадим не перестаю тебе аплодировать!  

[O_R_G 2]

Браво! Отличная статейка про ФТ. У самого не отягощенный ЕГРом фт для внутр. Японии, все собираюсь убрать противогаз, т.к приходилось по кооперативу передвигаться без глушителя вообще - понравилось резкое увеличение динамики.