1.4 自吸直喷发动机
1.4.1 发动机构造特点
以2015款全新凯美瑞车型为例，该车型配置自然吸气型直喷发动机，型号为6AR-FSE，该发动机为直列4缸、2.0L、16气门DOHC发动机。
此发动机采用高膨胀比阿泰金森循环、直接喷射4行程汽油发动机高级版（D-4S）系统、智能广角可变气门正时进气（VVT-iW）系统、智能可变气门正时（VVT-i）系统、直接点火系统（DIS）、智能电子节气门控制（ETCS-i）和采用高效EGR冷却器的废气再循环（EGR）系统。从而提高了发动机性能、静谧性、燃油经济性，并实现了清洁排放。
（1）技术规格
6AR-FSE发动机技术规格见表1-47。
表1-47 6AR-FSE发动机技术规格
注：①类似的不含硅酸盐、胺、亚硝酸盐和硼酸盐，由长效复合有机酸技术制成的优质乙二醇基冷却液（采用长效复合有机酸技术制成且由低磷酸盐和低有机酸混合组成的冷却液）。
②所选区域车型。
③所示数字是不包含冷却液和机油的部件质量。
（2）主要特征
通过使用表1-48所列项目，6AR-FSE发动机实现了以下性能。
表1-48 6AR-FSE发动机主要性能
注：○表示适用；—表示不适用。
①高性能和高可靠性。
②低噪声和低震动。
③轻量化和紧凑设计。
④良好的维修便利性。
⑤清洁排放和高燃油经济性。
1.4.2 发动机主体部件分解
6AR-FSE发动机部件分解如图1-349～图1-356所示。
图1-349 排气歧管部件（6AR-FSE）
1—排气歧管转化器分总成（TWC：前催化器）；2—歧管支撑件；3—EGR管连接器；4—1号排气歧管隔热件；5—2号歧管支撑件；6—排气歧管垫片；7—EGR冷却器垫片；□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；
——不可重复使用部件
图1-350 进气系统部件（6AR-FSE）
1—带冷却器的EGR阀总成；2—EGR阀支架；3—进气歧管；4—EGR2号管；5—2号通风软管；6—节气门体垫片；7—带马达的节气门体总成；8—歧管垫片；9—2号水旁通软管；10—3号水旁通软管；11—EGR进气口垫片；12—4号水旁通软管；13—发动机盖接头；14—燃油软管支架；15—EGR2号管垫片；□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；—不可重复使用部件
图1-351 燃油供给系统部件（6AR-FSE）
1—燃油输油管（进气口喷射）；2—燃油输油管（直接喷射）；3—喷油器总成；4—喷油器密封；5—喷油器组件；6—1号燃油管分总成；7—燃油泵保护装置；8—带密封的燃油泵分总成；9—燃油管分总成（直接喷射）；10—喷油器隔振件；11—燃油输油管隔垫；12—1号燃油管；13—垫片；14—O形圈；15—3号喷油器挡圈；16—1号喷油器挡圈；17—喷油嘴体夹箍；18—C形圈；19—燃油泵分总成；20—燃油泵挺杆总成；21—燃油泵挺杆导向装置；22—燃油泵隔垫垫片；23—燃油泵隔振件；24—燃油管分总成（进气口喷射）；□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；
—配合连接螺母扳手使用；—不可重复使用的部件
图1-352 冷却系统部件（6AR-FSE）
1—发动机机油油位计导管；2—发动机机油温度传感器；3—发动机水泵总成；4—压缩机1号安装支架；5—1号水旁通管；6—5号发动机导线；7—机油冷却器总成；8—节温器；9—带V形加强筋的皮带张紧轮总成；10—进水口；11—进水口外壳；12—垫片；13—防尘罩；14—O形圈；15—密封垫圈；16—机油冷却器管接螺栓；17—发动机机油油位计；18—双头螺栓；19—点火线圈总成；20—支架；□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；—不可重复使用的部件
图1-353 气缸罩盖附件（6AR-FSE）
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—发动机盖接头；5—机油压力表传感器总成；6—爆震控制传感器；7—机油加注口盖分总成；8—PCV阀（通风阀分总成）；9—火花塞；10—火花塞套管垫片；11—分离器壳；12—1号通风箱；13—真空泵总成；14—2号O形圈；15—3号O形圈；16—凸轮轴位置传感器（进气侧）；17—凸轮轴位置传感器（排气侧）；18—O形圈；19—垫片；20—机油分离器垫片；21—气缸盖罩垫片；22—凸轮轴轴承盖油孔垫片；23—密封垫圈；□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；—不可重复使用的部件；➡—黏合剂1324；⇨—黏合剂1344；
—预涂部件
图1-354 正时链单元（6AR-FSE）
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—链条张紧器滑块；6—曲轴位置传感器；7—曲轴皮带轮；8—曲轴正时链轮；9—发动机安装支架RH；10—1号链条张紧器总成；11—1号链条减震器；12—正时链条盖油封；13—正时链条盖板；14—正时链条盖分总成；15—正时链条导向器；16—机油泵垫片；17—机油孔盖垫片；18—垫片；19—凸轮轴正时齿轮螺栓；20—O形圈；21—曲轴皮带轮定位螺栓；□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；—不可重复使用的部件；➡—MP润滑脂；⇨—黏合剂1324；—预涂部件
图1-355 凸轮轴与气缸盖（6AR-FSE）
1—凸轮轴；2—凸轮轴轴承盖定位环销；3—凸轮轴壳直销；4—凸轮轴壳双头螺栓；5—凸轮轴壳分总成；6—气缸盖垫片；7—气缸盖分总成；8—1号凸轮轴轴承；9—1号气门摇臂分总成；10—2号凸轮轴轴承；11—机油控制阀滤清器；12—气门间隙调节器总成；13—气门杆盖；14—2号凸轮轴；15—1号凸轮轴轴承盖；16—2号凸轮轴轴承盖；17—3号凸轮轴轴承盖；18—4号凸轮轴轴承盖；19—平垫圈；20—气缸盖定位螺栓；21—机油管分总成；□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；—不可重复使用的部件；➡—黏合剂1324；—预涂部件；T1—第一步：36（367，27），第二步：36（367，27），第三步：转动90°，第四步：转动90°
图1-356 缸体总成（6AR-FSE）
1—气缸体水套隔圈；2—发动机平衡器总成；3—发动机机油油位传感器；4—1号油底壳挡板；5—机油滤清器支架卡扣；6—机油滤清器盖总成；7—油底壳排放塞；8—油底壳分总成；9—滤油网分总成；10—发动机后油封；11—加强曲轴箱总成；12—加强曲轴箱环销；13—加强曲轴箱双头螺栓；14—机油油位传感器支架；15—机油滤清器滤芯；16—气缸体分总成；17—O形圈；18—垫片；19—夹箍；□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；—不可重复使用的部件；➡—MP润滑脂；⇨—黏合剂1344；
—黏合剂1324；—预涂部件
1.4.3 发动机正时维修
（1）正时链单元拆卸
①拆卸正时链条盖分总成。
②拆卸正时链条盖油封。
③将1号气缸设定至TDC/压缩。
a.暂时安装曲轴皮带轮定位螺栓。
b.如图1-357所示，顺时针旋转曲轴，并对准曲轴皮带轮定位键。
图1-357 顺时针旋转曲轴并对准曲轴皮带轮定位键
1—曲轴皮带轮定位键；a—约7°；b—约32°；c—正时标记
c.检查并确认排气凸轮轴正时齿轮总成和凸轮轴正时齿轮总成的正时标记在如图1-357所示位置。
提示：“A”不是正时标记。
d.拆下曲轴皮带轮定位螺栓。
④拆下螺栓和正时链条导向器，见图1-358。
图1-358 拆下正时链条导向器（6AR-FSE）
⑤拆卸1号链条张紧器总成
a.使柱塞略微伸出，然后逆时针旋转挡片以松开锁。如果松开锁，则将柱塞推入1号链条张紧器总成，见图1-359。
图1-359 松开锁推入柱塞（6AR-FSE）
1—挡片；2—柱塞
b.顺时针旋转挡片以设定锁，然后将销插入挡片孔中，见图1-360。
图1-360 设定锁并将销插入（6AR-FSE）
c.拆下2个螺栓、1号链条张紧器总成和垫片，见图1-361。
图1-361 拆下1号链条张紧器（6AR-FSE）
⑥拆下螺栓和链条张紧器滑块，见图1-362。
图1-362 拆下链条张紧器滑块（6AR-FSE）
⑦拆下链条分总成。
⑧拆下2个螺栓和1号链条减震器，见图1-363。
图1-363 拆下1号链条减震器（6AR-FSE）
⑨从曲轴上拆下曲轴正时链轮，见图1-364。
图1-364 拆下曲轴正时链轮（6AR-FSE）
⑩拆卸凸轮轴正时齿轮总成。
如图1-365所示，用扳手固定凸轮轴的六角头部分，拆下凸轮轴正时齿轮螺栓和凸轮轴正时齿轮总成。
图1-365 拆下凸轮轴正时齿轮总成（6AR-FSE）
a—固定；➡—转动
注意：不要让扳手损坏气缸盖分总成或火花塞套管，不要拆解凸轮轴正时齿轮总成。
拆卸排气凸轮轴正时齿轮总成
如图1-366所示，用扳手固定2号凸轮轴的六角头部分，拆下螺栓和排气凸轮轴正时齿轮总成。
图1-366 拆下排气凸轮轴正时齿轮（6AR-FSE）
a—固定；➡—转动
注意：不要让扳手损坏气缸盖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安装排气凸轮轴正时齿轮总成。
a.如图1-367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进行安装。
图1-367 安装排气凸轮轴正时齿轮（6AR-FSE）
a—锁销孔；b—锁销
注意：不要损坏排气凸轮轴正时齿轮总成与2号凸轮轴锁销的接触面。
b.检查并确认排气凸轮轴正时齿轮总成和2号凸轮轴法兰之间无间隙，见图1-368。
图1-368 检查正时齿轮与法兰间间隙（6AR-FSE）
1—排气凸轮轴正时齿轮总成；c—2号凸轮轴法兰；d—有间隙；e—无间隙
c.用扳手固定2号凸轮轴的六角头部分，安装螺栓，见图1-369，扭矩为85N·m（867kgf·cm，63ft·lbf）。
图1-369 安装排气凸轮轴正时齿轮螺栓（6AR-FSE）
a—固定；➡—转动
注意：不要让扳手损坏气缸盖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安装凸轮轴正时齿轮总成。
a.将凸轮轴的锁销和凸轮轴正时齿轮总成的锁销孔对准并进行安装，见图1-370。
图1-370 安装凸轮轴正时齿轮总成（6AR-FSE）
a—锁销孔；b—锁销
注意：不要损坏凸轮轴正时齿轮总成与凸轮轴锁销的接触面。
b.如图1-371所示，检查并确认凸轮轴正时齿轮总成与凸轮轴A部位之间无间隙。
图1-371 检查正时齿轮与法兰间间隙（6AR-FSE）
1—凸轮轴正时齿轮总成；c—凸轮轴A部位；d—有间隙；e—无间隙
c.如图1-372所示，在凸轮轴正时齿轮螺栓各部位上涂抹发动机机油。
图1-372 在螺栓上涂抹机油（6AR-FSE）
d.暂时安装凸轮轴正时齿轮螺栓。
提示：确保将凸轮轴正时齿轮螺栓至少拧入3道螺纹。
e.如图1-373所示，用扳手固定凸轮轴的六角头部分，紧固凸轮轴正时齿轮螺栓。扭矩为120N·m（1224kgf·cm，89ft·lbf）。
图1-373 安装凸轮轴正时齿轮螺栓（6AR-FSE）
a—固定；➡—转动
注意：不要让扳手损坏气缸盖分总成或火花塞套管，不要拆解凸轮轴正时齿轮总成。
③如图1-374所示，将曲轴正时链轮安装到曲轴上。
图1-374 安装曲轴正时链轮（6AR-FSE）
④将50mL（3.1in3）的发动机机油添加到图1-375中所示的机油孔中。
图1-375 添加发动机机油（6AR-FSE）
注意：如果拆下气门间隙调节器总成，则必须添加发动机机油。确保低压室和间隙调节器总成的油道已充满发动机机油。
⑤用2个螺栓安装1号链条减震器，见图1-376，扭矩为21N·m（214kgf·cm，15ft·lbf）。
图1-376 安装1号链条减震器（6AR-FSE）
⑥安装链条分总成。
a.暂时安装曲轴皮带轮定位螺栓。
b.逆时针旋转曲轴40°，以将曲轴皮带轮键置于如图1-377所示位置。
图1-377 逆时针旋转曲轴40°（6AR-FSE）
c.检查并确认排气凸轮轴正时齿轮总成和凸轮轴正时齿轮总成的正时标记在如图1-378所示位置。
图1-378 检查凸轮轴正时齿轮标记（6AR-FSE）
a—约7°；b—约32°；c—正时标记
提示：“A”不是正时标记。
d.将链条分总成放置到排气凸轮轴正时齿轮总成、凸轮轴正时齿轮总成和曲轴正时链轮上。
提示：确保链条分总成的标记板未朝向发动机。不必将链条分总成安装到齿轮和链轮的轮齿上。
e.如图1-379所示将链条分总成的标记板（橙色）和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1-379 对准排气凸轮轴齿轮正时（6AR-FSE）
a—标记板；b—正时标记
f.如图1-380所示，将链条分总成的标记板（黄色）和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1-380 对准曲轴链轮正时（6AR-FSE）
a—标记板；b—正时标记
g.将细绳系到曲轴正时链轮的上方以固定链条分总成，见图1-381。
图1-381 固定正时链（6AR-FSE）
h.如图1-382所示，用扳手固定凸轮轴的六角头部分，并逆时针转动凸轮轴，使凸轮轴正时齿轮总成的正时标记和链条分总成的标记板（橙色）对准，然后将链条分总成安装到凸轮轴正时齿轮总成上。
图1-382 对准凸轮轴齿轮正时（6AR-FSE）
a—标记板；b—正时标记
提示：用扳手将凸轮轴固定到位，直到安装好1号链条张紧器总成。
i.拆下曲轴正时链轮的细绳，顺时针旋转曲轴，然后松开链条分总成，以便能安装链条张紧器滑块，见图1-383。
图1-383 安装正时链（6AR-FSE）
注意：确保链条分总成牢固。
⑦用螺栓安装链条张紧器滑块，见图1-384，扭矩为21N·m（214kgf·cm，15ft·lbf）。
图1-384 安装张紧器滑块（6AR-FSE）
⑧用2个螺栓安装新垫片和1号链条张紧器总成，见图1-385，扭矩为10N·m（102kgf·cm，7ft·lbf）。
图1-385 安装1号链条张紧器总成（6AR-FSE）
从挡片上拆下销。
⑨用螺栓安装正时链条导向器，见图1-386，扭矩为21N·m（214kgf·cm，15ft·lbf）。
图1-386 安装正时链条导向器（6AR-FSE）
⑩将1号气缸设定至TDC/压缩。
a.暂时安装曲轴皮带轮定位螺栓。
b.如图1-387所示，顺时针旋转曲轴，并对准曲轴皮带轮定位键。
图1-387 检查发动机正时（6AR-FSE）
1—曲轴皮带轮定位键；a—约7°；b—约32°；c—正时标记
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在如图1-387所示位置。
提示：“A”不是正时标记。
安装正时链条盖分总成。
1.4.4 发动机维修数据
（1）检测参数
①6AR-FSE发动机检测参数见表1-49。
表1-49 发动机检测参数（6AR-FSE）
②曲轴前油封检测参数见表1-50。
表1-50 曲轴前油封检测参数（6AR-FSE）
③曲轴后油封检测参数见表1-51。
表1-51 曲轴后油封检测参数（6AR-FSE）
④发动机单元检测参数见表1-52。
表1-52 发动机单元检测参数（6AR-FSE）
⑤气缸盖检测参数见表1-53。
表1-53 气缸盖检测参数（6AR-FSE）
⑥气缸体检测参数见表1-54。
表1-54 气缸体检测参数（6AR-FSE）
（2）扭矩标准
①凸轮轴扭矩标准见表1-55。
表1-55 凸轮轴扭矩标准（6AR-FSE）
②气缸盖垫片扭矩标准见表1-56。
表1-56 气缸盖垫片扭矩标准（6AR-FSE）
③曲轴前油封扭矩标准见表1-57。
表1-57 曲轴前油封扭矩标准（6AR-FSE）
④曲轴后油封扭矩标准见表1-58。
表1-58 曲轴后油封扭矩标准（6AR-FSE）
⑤发动机总成扭矩标准见表1-59。
表1-59 发动机总成扭矩标准（6AR-FSE）
⑥发动机单元扭矩标准见表1-60。
表1-60 发动机单元扭矩标准（6AR-FSE）
⑦气缸盖扭矩标准见表1-61。
表1-61 气缸盖扭矩标准（6AR-FSE）
⑧气缸体扭矩标准见表1-62。
表1-62 气缸体扭矩标准（6AR-FSE）
