1.3 对置发动机
1.3.1 发动机构造特点
以丰田GT86跑车为例，该车型装备了FA20发动机，FA20为2.0L、16气门DOHC气缸对置式发动机。该发动机为直接喷射4行程汽油发动机高级版（D-4S），其使用直接喷射和进气口喷射系统。此外，该发动机还使用可变气门正时控制和智能电子节气门控制系统（ETCS-i）。这些控制功能可提高发动机性能，改善燃油经济性并实现清洁排放。发动机结构剖面如图1-311所示。
图1-311 发动机立面剖视
（1）技术规格
FA20发动机技术规格见表1-43。
表1-43 FA20发动机技术规格
①除韩国车型外。
②韩国车型。
③使用SAEJ1349标准确定最大输出功率和额定扭矩。
（2）主要特征
①通过使用表1-44所列项目，FA20发动机实现了以下性能特征。
表1-44 FA20发动机主要特征
注：○表示可用；—表示不可用；*表示带上车和启动系统的车型。
a.高性能和可靠性。
b.噪声低且振动小。
c.轻质紧凑的设计。
d.维护方便性。
e.清洁排放和燃油经济性。
②FA20采用直接喷射4行程汽油发动机高级版（D-4S）系统以实现高性能，同时也实现了燃油经济性和清洁排放，D-4S系统的功能如下。
a. D-4S系统包括将燃油喷射到燃烧室中的直接喷射系统和将燃油喷射到进气口中的进气口喷射系统，此系统根据驾驶条件对2种喷油器进行最佳控制，见图1-312。
图1-312 发动机喷油器位置
1—喷油器总成（进气口喷射）；2—喷油器总成（直接喷射）
b.发动机在中或高负荷下低速运转时，同时使用直接喷射系统和进气口喷射系统。该控制可产生均匀的混合气，以使燃烧稳定，提高燃油效率和降低排放。
c.发动机在高负荷下运转时，使用直接喷射系统。通过直接向燃烧室内喷射燃油，可实现进气冷却效果。由于此冷却效果，抑制了压缩混合气早燃或爆燃的趋势，因而发动机的压缩比可以更大。压缩比增大可提高发动机输出功率和性能。
d.单缝喷嘴型直接喷射喷油器使燃油雾化，使燃油呈扇形大范围精细地喷出。燃油与进气高效均匀地混合，以在任何驾驶条件下都可以实现理想的燃烧。
e.发动机冷机时，燃油从喷油器（进气口喷射）中喷出，在燃烧室内形成均匀的稀混合气。在后半个压缩行程中，燃油又从喷油器（直接喷射）中喷出，调节火花塞周围的混合气，以在点火正时延迟时稳定燃烧，从而升高废气温度，这样可促进催化剂快速预热并实现清洁排放。
1.3.2 发动机主体部件分解
FA20发动机部件分解如图1-313～图1-325所示。
图1-313 传动皮带与相关部件（FA20）
□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩
图1-314 进气歧管（FA20）
□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；
—不可重复使用零件
图1-315 燃油泵与水道（FA20）
□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；
—不可重复使用零件
图1-316 燃油喷射器组件（FA20）
□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；
—不可重复使用零件
图1-317 发动机VVT传感器（FA20）
□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；
—不可重复使用零件
图1-318 发动机传感器部件（FA20）
□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；
—不可重复使用零件；
—预涂零件
图1-319 正时链盖罩（FA20）
□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；
—不可重复使用零件；
—预涂零件
图1-320 油底壳部件（FA20）
□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；
—不可重复使用零件
图1-321 变速器配套附件（FA20）
□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；
—不可重复使用零件
图1-322 正时链单元（FA20）
□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；
—不可重复使用零件
图1-323 右侧气缸盖与凸轮轴（B1）
□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；
—不可重复使用零件
图1-324 左侧气缸盖与凸轮轴（B2）
□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；
—不可重复使用零件
图1-325 凸轮轴正时机油控制阀（FA20）
□—N·m（kgf·cm，ft·lbf）：规定扭矩；
—不可重复使用零件
1.3.3 发动机正时维修
（1）正时链单元拆卸
①拆卸正时链条或皮带盖分总成。
②拆卸链条分总成（B1）。
a.暂时将皮带轮螺栓安装到曲轴。
b.如图1-326所示，转动曲轴并对准曲轴正时齿轮或链轮、右侧进气凸轮轴正时齿轮总成和右侧排气凸轮轴正时齿轮总成的标记。
图1-326 转动曲轴对准正时（FA20）
1—定位标记；2—键
提示：此时曲轴键表面朝下。
c.按下链条张紧器导板，并将一个2.5mm（0.098in）六角扳手穿过挡片插入1号链条张紧器总成，见图1-327。
图1-327 用六角扳手插入1号张紧器（FA20）
d.拆下2个螺栓和1号链条张紧器总成，见图1-328。
图1-328 拆下1号链条张紧器（FA20）
e.拆下链条张紧器导板。
f.使用5mm六角扳手，拆下螺栓和1号链条振动阻尼器，见图1-329。
图1-329 拆下1号链条振动阻尼器（FA20）
g.拆下链条分总成。
注意：拆下链条分总成情况下，如果转动曲轴，则气门头部可能互相接触，导致气门杆弯曲。为避免此情况，不要转动右侧进气凸轮轴和右侧排气凸轮轴超过零升力范围（可以用手轻轻转动凸轮轴的范围）。
提示：按正确的顺序摆放拆下的零件。
③拆卸链条分总成（B2）。
a.转动曲轴，并如图1-330所示对准曲轴正时齿轮或链轮、左侧进气凸轮轴正时齿轮总成和左侧排气凸轮轴正时齿轮总成的定位标记。
图1-330 对准曲轴正时齿轮或链轮上的正时标记（FA20）
1—键；2—定位标记
b.如图1-331所示，按下链条张紧器导板，并通过将一个约1mm（0.039in）的线束穿过挡片插入2号链条张紧器总成来固定柱塞。
图1-331 固定2号链条张紧器柱塞（FA20）
c.拆下2个螺栓和2号链条张紧器总成，见图1-332。
图1-332 拆下2号链条张紧器（FA20）
d.拆下链条张紧器导板。
e.从气缸体（B2）上拆下O形圈，见图1-333。
图1-333 拆下O形圈（FA20）
f.使用5mm六角套筒扳手，拆下螺栓和1号链条振动阻尼器，见图1-334。
图1-334 拆下1号链条振动阻尼器（FA20）
g.拆下链条分总成。
注意：拆下链条分总成情况下，如果转动曲轴，则气门头部可能互相接触，导致气门杆弯曲。为避免此情况，不要转动左侧排气凸轮轴超过零升力范围（可以用手轻轻转动凸轮轴的范围）。此时，1号和4号活塞位于TDC。如果转动进气凸轮轴，则气门可能接触活塞导致气门挺杆弯曲。为避免此情况，不要转动左侧进气凸轮轴。
提示：按正确的顺序摆放拆下的零件。
h.拆下皮带轮螺栓。
（2）正时链单元安装
①安装链条分总成（B2）。
注意：安装过程中，不要使任何异物黏附或进入零部件。
提示：在所有的链条分总成零部件上涂抹发动机机油。
a.暂时将皮带轮螺栓安装到曲轴。
b.按图1-335所示箭头方向移动连接板，以压入柱塞。
图1-335 移动连接板压入柱塞（FA20）
1—连接板；2—柱塞
c.将一个约1mm（0.039in）的线束或类似物品穿过限位销孔插入链条张紧器并固定柱塞，见图1-336。
图1-336 插入限位销固定柱塞（FA20）
1—柱塞架的第一个槽口；2—挡块齿
提示：如果连接板上的限位销和链条张紧器上的限位销未对准，则检查并确认柱塞架的第一个槽口是否接合挡块齿。如果未接合，则稍微伸缩柱塞，以使柱塞架的第一个槽口与挡块齿接合。
d.将左侧进气凸轮轴正时齿轮总成和左侧排气凸轮轴正时齿轮总成的定位标记与如图1-337所示位置对准。
图1-337 对准凸轮轴链轮定位标记（FA20）
注意：为避免损伤气门，不要转动进气凸轮轴正时齿轮总成超过零升力范围（可以用手轻轻转动进气凸轮轴正时齿轮总成的范围）。
e.将正时链条标记板（蓝色）与曲轴正时齿轮或链轮的定位标记对准，见图1-338。
图1-338 对准曲轴链轮定位标记（FA20）
a—定位标记；b—正时标记；c—标记板（蓝色）；d—标记板（粉色）
f.将正时链条标记板（粉色）与左侧进气凸轮轴正时齿轮总成的正时标记对准。
g.将正时链条标记板（粉色）与左侧排气凸轮轴正时齿轮总成的正时标记对准。
h.在螺栓上涂抹发动机机油。
i.使用5mm六角套筒扳手，用螺栓安装1号链条振动阻尼器，扭矩为6.4N·m（65kgf·cm，57in·lbf）。
j.将一个新O形圈安装到气缸体（B2），见图1-339。
图1-339 安装新的O形圈（FA20）
k.安装链条张紧器导板。
l.用2个螺栓安装2号链条张紧器总成，见图1-340，扭矩为6.4N·m（65kgf·cm，57in·lbf）。
图1-340 安装2号链条张紧器（FA20）
m.检查并确认链条安装正确，见图1-341。
图1-341 检查正时标记是否对位（FA20）
a—定位标记；b—正时标记；c—标记板（蓝色）；d—标记板（粉色）
• 正时链条标记板（蓝色）与曲轴正时齿轮或链轮的定位标记对准。
• 正时链条标记板（粉色）与左侧进气凸轮轴正时齿轮总成的正时标记对准。
• 正时链条标记板（粉色）与左侧排气凸轮轴正时齿轮总成的正时标记对准。
n.将线束或类似物品从2号链条张紧器总成拉出。
o.暂时将皮带轮螺栓安装到曲轴。
p.顺时针转动曲轴，并确保无异常情况。
注意：务必执行此确认。
②安装链条分总成（B1）。
注意：安装过程中，不要使任何异物黏附或进入零部件。
提示：在所有的链条分总成零部件上涂抹发动机机油。
a.按图1-342所示箭头方向移动连接板以压入柱塞。
图1-342 移动连接板压入柱塞（FA20）
1—连接板；2—柱塞
b.通过限位销孔，将一个2.5mm（0.098in）六角扳手插入1号链条张紧器总成并固定柱塞，见图1-343。
图1-343 插入锁销固定柱塞（FA20）
1—柱塞架的第一个槽口；2—挡块齿
提示：如果连接板上的限位销和链条张紧器上的限位销未对准，则检查并确认柱塞架的第一个槽口是否接合挡块齿。如果未接合，则稍微伸缩柱塞，以使柱塞架的第一个槽口与挡块齿接合。
c.转动曲轴，并如图1-344所示对准曲轴正时齿轮或链轮、左侧进气凸轮轴正时齿轮总成和左侧排气凸轮轴正时齿轮总成的定位标记。
图1-344 对准曲轴与凸轮轴链轮标记（FA20）
提示：当标记与如图1-344所示位置对准时，曲轴键朝正下方。
d.如图1-345所示，将右侧进气凸轮轴正时齿轮总成和右侧排气凸轮轴正时齿轮总成的定位标记对准。
图1-345 对准凸轮轴链轮定位标记（FA20）
注意：为避免损伤气门，不要转动右侧进气凸轮轴正时齿轮总成和凸轮轴超过零升力范围（可以用手轻轻转动进气凸轮轴正时齿轮总成的范围）。
e.如图1-346所示，将正时链条标记板（蓝色）与曲轴正时齿轮或链轮的定位标记对准。
图1-346 对准曲轴定位标记（FA20）
a—定位标记；b—正时标记；c—标记板（蓝色）；d—标记板（粉色）
f.将正时链条标记板（粉色）与右侧进气凸轮轴正时齿轮总成的正时标记对准。
g.将正时链条标记板（粉色）与右侧排气凸轮轴正时齿轮总成的正时标记对准。
h.在螺栓上涂抹发动机机油。
i.使用5mm六角套筒扳手，用螺栓安装1号链条振动阻尼器，扭矩为6.4N·m（65kgf·cm，57in·lbf）。
j.安装链条张紧器导板。
k.用2个螺栓安装1号链条张紧器总成，见图1-347，扭矩为6.4N·m（65kgf·cm，57in·lbf）。
图1-347 安装1号链条张紧器（FA20）
l.检查并确认链条安装正确，见图1-348。
图1-348 检查定位标记是否对位（FA20）
a—定位标记；b—正时标记；c—标记板（蓝色）；d—标记板（粉色）
• 正时链条标记板（蓝色）与曲轴正时齿轮或链轮的定位标记对准。
• 正时链条标记板（粉色）与右侧进气凸轮轴正时齿轮总成的正时标记对准。
• 正时链条标记板（粉色）与右侧排气凸轮轴正时齿轮总成的正时标记对准。
m.从1号链条张紧器总成上拉出六角扳手。
n.顺时针转动曲轴，并确保无异常情况。
注意：务必执行此确认。
o.拆下皮带轮螺栓。
③安装正时链条或皮带盖分总成。
1.3.4 发动机维修数据
（1）检测数据
FA20发动机检测数据见表1-45。
表1-45 发动机检测数据（FA20）
（2）规定扭矩
FA20发动机规定扭矩见表1-46。
表1-46 发动机规定扭矩（FA20）
