構造と作動

シリンダーヘッド系

構　造

  1. シリンダーヘッドカバー

    1. エキゾーストカムシャフトにより駆動される高圧フューエルポンプを＃5・＃6気筒間に取り付けたことに伴い，＃4・＃5気筒間にスリットを設けて分割構造とし，ポンプの振動伝達を抑制するとともに放射面積を小さくして振動・騒音の低減をはかりました。

  2. シリンダーヘッド

    1. 燃焼室形状をコンパクトなペントルーフ型とし，燃焼の高効率化をはかるためにバルブ挟角を小さなレイアウトとしました。また，燃焼室周りのウォータージャケット形状を最適化して耐ノック性の向上をはかり，高圧縮比化を達成しました。
    2. ポート形状は効率のよいクロスフローとしました。インテークポートを大きく立てるとともにストレートポートとすることにより，吸気の動的効果を高める形状としました。
    3. 高圧フューエルインジェクターをインテークポート下に設定し，クランプで取り付ける構造としました。

シリンダーブロック系

構　造

  1. シリンダーブロック

    1. オイル戻しおよびブローバイ通路11本，オイル通路2本で構成する骨格構造を採用するとともに，曲面構造として剛性を高めてパワープラントの曲げ共振の低減をはかりました。
    2. 補機類などの各取り付けボスを骨格部より出す構造とするとともに，外壁の曲面化により高剛性化をはかりました。
    3. エアコンコンプレッサー，オルタネーターなどの補機類を直付けとして振動の低減，およびサービス性の向上をはかりました。
    4. ウォータージャケットの最適配置による冷却水量の低減により，軽量化をはかりました。
    5. クランクシャフトベアリングキャップ1に幅広タイプを採用し，振動および騒音の低減をはかりました。
    6. メインベアリング裏側のブロック側にオイル供給孔を設け，メインベアリングとシリンダーブロックへ充分なオイルを供給します。
      7. 仕　様
      　
      1JZ-FSE
      2JZ-FSE
      全　長　　　　　　[mm]
      615.5
      ←
      全　幅　　　　　　[mm]
      374.0
      ←
      全　高　　　　　　[mm]
      241.0
      265.0
      ボア径　　　　　　[mm]
      86.0
      ←
      ボア中心間距離　　[mm]
      93.0
      ←

  2. オイルパン，オイルパンバッフルプレート，オイルストレーナー

    1. オイルパン1は，シリンダーブロックとクラッチハウジングを一体で締め付けるスチフナー一体型とし，パワープラント全体の剛性を高め，振動の低減および軽量化をはかりました。
    2. オイルパン1にリブ一体型のせきを設け，強度の確保をはかるとともにシリンダーブロックからのオイル戻りをスムーズにし，クランクシャフトのフリクション低減をはかりました。4WD車は，オイルパンNo.1をドライブシャフトが貫通する構造としました。
    3. オイルパンバッフルプレートを2WD車は1枚，4WD車は2枚設けました。
    4. オイルパン接合面にはシール性に優れたFIPG(液体ガスケット)を採用しました。

タイミング

バルブ系

構造と作動

  1. カムシャフト

    1. インテーク・エキゾーストともに高強度な合金鋳鉄製を採用し，ノーズ部にはチル処理を施して耐摩耗性を確保しました。
    2. インテークカムシャフトは，高リフトタイプを採用し，吸気効率の向上による高出力化をはかりました。また，後部にカムポジションセンサー用のタイミングローターを設けました。
    3. VVT-iの採用に伴い，エキゾーストカムシャフト内部にVVT-iコントローラーへのオイル通路を設けました。また，D-4システムの採用に伴い，高圧フューエルポンプ駆動用のカム（3山）を後部に設けました。
      4. 仕　様（1JZ-FSE，2JZ-FSE共通）
      　
      インテーク
      エキゾースト
      バルブリフト量　[mm]
      9.0
      7.9
      カムフェイス幅　[mm]
      12.0
      12.0（ポンプ駆動用カム　10.4）
      ジャーナル径　　[mm]
      ＃1〜＃6：27　＃7：24　
      ＃1：34　＃2〜＃6：27　＃7：24

  2. VVT-i（Variable Valve Timing-intelligent：連続可変バルブタイミング機構）

    1. VVT-iを採用し，エンジンの高出力化と低燃費・低エミッション化との両立をはかりました。
    2. エンジンコントロールコンピューターは，カムキャップ1のOCVに信号を送ることにより,オイルポンプ発生油圧をVVT-iコントローラーの進角室もしくは遅角室に振り分け，運転状態に応じてインテークカムシャフトの位相を最適に制御します。
    3. エンジン停止時は最遅角位置で作動を停止し，ストッパーピンで固定されます。
    4. カムポジションセンサーからの信号により，実バルブタイミングを検出し，目標バルブタイミングとなるようにフィードバック制御を行っています。
      1. 構　造
        1. OCV(オイルコントロールバルブ)
          1. カムキャップ1にVVT-i用のOCVを設けました。エンジンコントロールコンピューターからのデューティー信号により，常に最適なバルブタイミングとなるようにスプール弁の位置を制御します。なお，停止時はスプリングにより最遅角状態で作動を停止します。
        2. VVT-iコントローラー
          1. 駆動時のフリクションが低く，高効率なベーンタイプのVVT-iコントローラーを採用しました。
          2. エキゾーストカムシャフトに固定されたベーン部と，シザースギヤを介してインテークカムシャフトを駆動するハウジング部で構成されます。
          3. エキゾーストカムシャフトに設けられたオイル通路から送り込まれた油圧が進角室もしくは遅角室に作用し，ハウジング部を円周方向に回転させ，シザースギヤを介してインテークカムシャフトの位相を連続して可変させます。
          4. VVT-iコントローラーの作動油圧は，シリンダーブロックからVVT-i用オイルパイプで供給されます。また，オイルパイプ上部のユニオンにOCV用のオイルフィルターを内蔵しました。
      2. 作動概要
        1. 運転状態に応じて下図のように，進角・遅角および保持状態を制御します。
      3. 効　果
        1. インテークバルブの進角・遅角により下記のような効果が得られます。

ピストン・クランク系

構　造

  1. ピストン・ピストンピン・ピストンリング

    1. 1JZ-FSEエンジンは浅皿，2JZ-FSEエンジンは深皿の燃焼室を採用しました。燃焼室形状の最適設定により，混合気の成層化の促進と安定した成層燃焼を実現しました。
    2. シリンダーヘッド側のコンパクトなペントルーフ型燃焼室とにより，高圧縮比化による高性能と低燃費の両立をはかりました。また，燃焼室表面に特殊な処理を施し，カーボンの付着およびスモークの低減をはかりました。
    3. ピストンスカート面積を極力小さくするとともに表面に樹脂コートを施し，フリクションの低減をはかりました。
      4. ピストン仕様（1JZ-FSE，2JZ-FSE共通[形状は異なる]）
      材　質
      アルミ合金
      基本径　　　　　　[mm]
      85.918
      全　高　　　　　　[mm]
      67.8
      ピン穴オフセット　[mm]
      1.0
      ピストンピン仕様（1JZ-FSE，2JZ-FSE共通）
      材　質
      クロム鋼
      外　径　　　　　　[mm]
      22.0
      内　径　　　　　　[mm]
      12.7
      長　さ　　　　　　[mm]
      66.0

  2. ピストンリング

    1. 低張力ピストンリングを採用し，フリクションの低減をはかりました。
    2. オイルリングは軽量な2ピースタイプを採用しました。オイルリングの軽量化による良好なオイルコントロール性により，低張力化をはかりました。
      3. ピストンリング仕様（1JZ-FSE）
      　
      コンプレッションリングNo.1
      コンプレッションリングNo.2
      オイルリング
      材　質
      ステンレス
      スチール
      ステンレス
      形　状　　　　　[mm]
      バレルフェース
      テーパーフェース
      組み合わせ
      　幅　　　　　　[mm]
      1.2
      ←
      2.0
      厚　さ　　　　　[mm]
      2.9
      3.2
      2.875
      表面処理
      窒化処理　＋　下面タフリックコート
      クロムメッキ　＋　パーカライジング
      ガス窒化処理
      ピストンリング仕様（2JZ-FSE）
      　
      コンプレッションリングNo.1
      コンプレッションリングNo.2
      オイルリング
      材　質
      ステンレス
      ねずみ鋳鉄
      ステンレス
      形　状　　　　　[mm]
      バレルフェース
      テーパーフェース
      組み合わせ
      　幅　　　　　　[mm]
      1.2
      ←
      2.0
      厚　さ　　　　　[mm]
      2.9
      3.4
      2.75
      表面処理
      窒化処理　＋　上下面デフリックコート
      クロムメッキ　＋　パーカライジング
      ガス窒化処理

その他のエンジン部品

構　造

  1. 補機レイアウト

    1. 1本のベルトで全ての補機を駆動するサーペンタインベルトドライブシステムを採用し，エンジン全長の短縮，軽量化およびサービス性の向上をはかりました。
    2. Vリブドベルト用オートテンショナーを採用し，ベルトおよび補機類の長寿命化とメンテナンスフリー化をはかるとともに，ベルト脱着時のサービス性に配慮しました。Vリブドベルトの張りは，オートテンショナー内蔵のコイルスプリングにより適正値に保たれます。
      3. プーリー径（1JZ-FSE，2JZ-FSE共通）
      クランクシャフトプーリー　　　　　　　[mm]
      145.0
      オルタネータープーリー　　　　　　　　[mm]
      57.5
      ウォーターポンププーリー　　　　　　　[mm]
      116.0
      パワーステアリングプーリー　　　　　　[mm]
      140.0
      エアコンプーリー　　　　　　　　　　　[mm]
      120.0
      オートテンショナー用アイドラプーリー　[mm]
      96.0

  2. エンジンマウンティング

    1. フロントエンジンマウンティングは，取り付け位置をシリンダーブロック上方とするとともにブラケット角度を緩やかにすることで，全使用域にわたり振動・騒音の低減をはかりました。
    2. フロントマウンティングインシュレーターに液体封入式を採用しました。4WD車は，ダブルオリフィスタイプを採用し，アイドル時の振動の低減をはかりました。
    3. 2WD車は，フロントマウンティングブラケットをコーン状にするとともに，右側にはヒートインシュレーターを設けました。
    4. 2WD車のリヤエンジンマウンティングは，大型ラバーを採用し，振動・騒音の低減をはかりました。

  3. ブローバイガス還元装置

    1. エンジン内部のブローバイガスを強制的に吸気系に導入し再燃焼するブローバイガス還元装置を採用しました。シリンダーヘッドカバーにPCVバルブを設け,運転状態に応じたブローバイガス還元量にすることによりオイル持ち去り量の低減・アイドリング回転の低回転化をはかりました。
    2. 低負荷時はPCV側ブローバイ通路から還元し，スロットルボデー上流側通路は新気をエンジン内部に導入します。また，高負荷時は，PCV側通路と合わせてスロットルボデー上流側通路からも還元します。

  4. エンジンカバー

    1. エンジン上部にエンジンカバーを採用し，車内外の静粛性を確保しました。樹脂と吸音材の2重構造とするとともにエンジン上部を覆い尽くすことにより,エンジン上面からの作動音および放射音の低減をはかりました。また，エンジンカバー上面に「TWINCAM24VALVE」「D-4」「VVT-i」のエンブレムを配し，最新技術の採用をアピールするとともにエンジンルーム内の高品質感を演出しました。