Обслуживание двигателя 1nz fe. Варианты тюнинга мотора

Линейка двигателей NZ предназначена для установки в автомобили Toyota малого класса. Первое появление в свет автомобилей, с данными моторами под капотом, осуществилось в 1997 году. Базовой силовой установкой этой линейки считается двигатель 1NZ FE, обладающий объемом в полтора литра и развивающая мощность в 109 л.с.

Среди других автомобильных двигателей, агрегаты из серии 1NZ отличаются тем, что в течении длительного периода применяются в автотранспортных средствах. В данный момент их устанавливают на большое количество современных автомобилей разных производителей.

Технические Характеристики

Параметры силовых установок принесло популярность им на просторах Японии, стран СНГ и Европы. Для Американских потребителей оня является маломощным.

Материалом изготовления двигателя является – алюминиевый сплав. Силовые установки Toyota, выпускаемые в то время, обладали тонкими стенками, поэтому в них отсутствовали ремонтные размеры.

Несмотря на это, ресурс силовой установки достигает отметки в 300 000 – 400 000 км пробега.

Необходимым условием для долгой службы двигателя из линейки 1NZ, является использование высококачественных смазочных материалов, а также осуществления своевременного обслуживания. Цепь – является приводом газораспределительного механизма. Благодаря этому, отсутствует необходимость периодичной смены ременного элемента. Однако экспертное мнение говорит о том, что ее тоже необходимо заменять каждые 100 000 километров пробега автомобиля.

Куда устанавливается силовая установка?

Существует огромное количество автотранспортных средств, куда устанавливались двигатели серии 1NZ, среди них можно выделить:

1. Yaris, Echo.
2. ScionxA, а также xB.
3. Ist, bB.
4. Vios.
5. Raum.
6. Belta.
7. Porte.
8. Platz.
9. Auris.
10. Premio.
11. Funcargo.
12. Allion.
13. Sienta.
14. WiLL VS.
15. Ractis.
16. Probox.
17. Corolla (Axio/Fielder, RunX, Allex).

Некоторые компании купили лицензию на установку данных силовых установок, поэтому они данные двигателя также можно увидеть под капотом следующих автомобилей: Geely CK и MK, GreatWall C10.

Модификации двигателя Toyota 1NZ

1. 1NZ-FE- Базовая версия мотора. Компрессионная степень 10.5, показатель мощности достигает отметки в 109 л.с. Выпуск осуществляется с 2000 года и до настоящего времени.
2. 1NZ-FXE – Данная модификация устанавливалась в гибридные автотранспортные средства, работающая по циклу Аткинсона. Этот цикл основывается на запоздалом закрытии впускного клапана. Компрессионная степень равна 13:1. Мощность данной версии составляет 76 л.с. Однако позже произошло обновление, после которого показатели степени сжатия и мощности изменились на: 13,4 и 74 л.с. соответственно. Производство осуществляется с 1997 года.

Техническое обслуживание

Осуществления технического обслуживания производится с помощью следующих операций:

• Период замены моторного масла не должен превышать 10 000 км
• Зазроры клапанов в газораспределительном механизме необходимо проверять и регулировать каждые 20 000 км.
• Приводная цепь ГРМ подлежит замене каждые 150 000 – 200 000 километров.

Неисправности

Проблемы силовых установок 1NZ проявляются после того, как автомобиль проедет большое количество километров.

Какое масло лить?

Технические характеристики смазочных материалов, которые рекомендует завод изготовитель:

• APIне ниже SH(10w-30);
• SJ(5w-20 или 5w-30).

Чаще других встречаются:

Конструктивной особенностью двигателя 1NZ является: отсутствие возможности осуществления капитального ремонта. При пробеге в 200 000 – 250 000 км, осуществляется замена его на контрактный.

Турбина на 1NZ-FE/FXE

Компания TRD осуществляют изготовление турбин в сборе, устанавливаемых в двигатели серии 1NZ. Однако возможно приобретения всех элементов по отдельности. При установке данного элемента моторная установка может выдавать 150-160 л.с. при давлении в 0,6 бар. Повышение данных показателей не разумно, поскользу придется заменить ШПГ, а головку блока цилиндров необходимо будет доработать и распилить. Другими словами это приведет к большим денежным вложениям.

Силовые агрегаты серии NZ, предназначенные для автомобилей малого класса Toyota, впервые появились на автомобильном рынке в 1997 году. Базовым мотором семейства считается двигатель 1NZ FE мощностью 109 л. с. (объем цилиндров 1,5 л).

Среди автомобильных силовых агрегатов 1NZ по праву считаются долгожителями, так как до настоящего времени серийно изготавливаются и устанавливаются на современные модели автомобилей различных производителей.

Технические характеристики

Устанавливается на автомобилях Toyota: Corolla, Yaris, Premio, Auris, Allion, Ractis, Sienta и др.; Geely: MK, CK; Great Wall C10

Описание

Двигатель типа 1NZ FE – это силовой агрегат поперечного расположения, предназначенный для переднеприводных легковых автомобилей.

Он представляет собой рядный 4-х цилиндровый мотор с последовательным впрыском топлива, оснащенный двухвальным газораспределительным механизмом верхнего расположения (DOHC).

Механизм приводится в действие узкой однорядной роликовой цепью с шагом между звеньями 8 мм. На впускном валу установлена «фирменная» система изменения фаз газораспределения II-ой генерации VVT-i (Variable Valve Timing), разработанная инженерами компании Toyota.

• Блок цилиндров выполнен из алюминиевого сплава с открытой рубашкой охлаждения и вплавленными тонкостенными гильзами, изготовленными из чугуна. Такая конструкция не предполагает проведение капитального ремонта силового агрегата.
• Для того чтобы снизить износ цилиндров кованый коленчатый вал устанавливается со смещением его оси относительно линии осей цилиндров. Легкосплавные поршни двигателя с облегченной юбкой, на которую нанесено полимерное покрытие LFA (Low Friction Resin With Aluminia).
• Гидрокомпенсаторы в приводе клапанов газораспределительного механизма отсутствуют, в связи с чем двигателю требуется периодическая (через каждые 20 000 км пробега) регулировка зазоров клапанов. Проводится она с помощью набора толкателей.
• Распределенный впрыск топлива – последовательный, при котором каждая форсунка управляется специальным сигналом, поступающим от электронного блока управления двигателем. Подача управляющего сигнала зависит от условий работы двигателя.

Техническое обслуживание

Техническое обслуживание двигателя сводится к регулярным процедурам:

• Замена моторного масла через каждые 10 000 км пробега.
• Регулировка зазоров клапанов газораспределительного механизма через каждые 20 000 км пройденного пути.
• Замена цепи привода механизма газораспределения через каждые 150…200 тыс. км.

Неисправности

Характерные для двигателя 1NZ FE неисправности начинают проявляться после значительного пробега. При этом все они вызваны тем, что разработчики этого силового агрегата использовали практически все известные способы снижения его долговечности. Вызвано это было необходимостью решения более сложной задачи – создания максимально короткого (по длине коленчатого вала) мотора.

Чаще других встречаются:

Конструктивная особенность двигателя 1NZ – невозможность проведения капитального ремонта (при необходимости). После пробега в 200…250 тыс. км силовой агрегат, как правило, подлежит замене на контрактный.

Тюнинг

Двигатель 1NZ в общем случае тюнингуется с помощью имеющихся в свободной продаже готовых наборов, позволяющих без особых проблем улучшить его эксплуатационные характеристики.

Среди них можно выделить:

1. Стандартный турбо кит (набор комплектующих для тюнинга двигателей 1NZ) от компании TRD, в который входят: турбина IHI RHF4; форсунки 2ZZ-GE; топливный насос 1JZ-GTE и др. Обеспечивают соответствие мотора заданным техническим характеристикам настройкой электронного блока управления 1NZ-FET/GReddy e-Manage Ultimate
2. Supercharger кит Blitz, при использовании которого необходимо дополнительно приобрести: форсунки 2ZZ-GE; толстую прокладку головки блока цилиндров; топливный насос 1JZ-GTE.

Установив необходимые комплектующие и правильно настроив характеристики двигателя с помощью GReddy e-Manage Ultimate, можно получить хороший тяговитый двигатель для городского автомобиля мощностью 145-160 л. с.

Двигатель 1NZ-FE применяется для установки на автомобили Toyota Yaris/Echo, Toyota Vios, Toyota Porte, Toyota Platz, Toyota Ist, Toyota Auris, Toyota Fun Cargo, Toyota Premio, Toyota Allion, Toyota Sienta, Toyota WiLL, Toyota Corolla, Toyota Corolla Axio, Toyota Corolla Fielder, Toyota Corolla RunX, Toyota Corolla Allex и другие. Двигатель 1NZ-FE производился с 2000-го по 2007-й год. Двигатель 1NZ-FE имеет пониженную степень сжатия (10,5:1) по сравнению с двигателем 1NZ-FXE (13:1). Двигатель 1NZ-FE отличается высокой производительностью и экономией топлива, низким уровнем шума и вибрации, низким весом и компактным дизайном.

Характеристики двигателя Toyota 1NZ-FE 1.5 Ярис, Королла, Аурис, Платц

Конструкция

Четырехтактный четырехцилиндровый бензиновый с электронной системой управления впрыском топлива и зажиганием, с рядным расположением цилиндров и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал, с верхним расположением двух распределительных валов (как правило, с системой сдвига фаз газораспределения двигателя внутреннего сгорания VVT-i). Двигатель имеет жидкостную систему охлаждения закрытого типа с принудительной циркуляцией. Система смазки комбинированная: под давлением и разбрызгиванием.

Блок цилиндров

Блок цилиндров 1NZ-FE изготовлен из алюминиевого сплава. Задняя часть блока цилиндров имеет коническую форму для придания жесткости в соединении с трансмиссией. Блок цилиндров сделан тонкостенным, минимальная толщина стенки между соседними цилиндрами составляет 8мм. Ось коленчатого вала смещена относительно оси цилиндров на 12 мм.

Головка блока цилиндров

Головка блока цилиндров 1NZ-FE легкосплавная. Угол развала осей впускных и выпускных клапанов составляет 33,5°, что позволило сделать головку блока цилиндров компактной. Форсунки впрыска топлива установлены во впускном канале головки блока цилиндров, что позволило минимализировать контакт топлива со стенкой впускного канала. Канал рубашки охлаждения проложен между выпускным каналом и приливом свечи зажигания. В приводе распределительных валов используется однорядная роликовая цепь. Для изменения характеристик двигателя на низких и высоких частотах вращения применена система изменения фаз газораспределения (VVT-i).

Впускной и выпускной клапаны

Диаметр тарелки впускного клапана 30,5 мм, выпускного – 25,5 мм. Диаметр стержня обоих клапанов – 5,0 мм.

Коленчатый вал

Коленчатый вал имеет пять коренных шеек и четыре противовеса. Ротор датчика положения коленчатого вала напрессован на вал. Коренные и шатунные шейки коленчатого вала имеют уменьшенную ширину и диаметр для обеспечения меньшего веса и снижения потерь на трение.

Поршень

Днище поршня сложной формы, что улучшает наполнение цилиндров и обеспечивает лучшее сгорание смеси, снижая вероятность детонации. Поршневые пальца и кольца – плавающие.

Диаметр поршневого пальца - 18 мм.

Двигатели серии NZ (1NZ-FE и 2NZ-FE)

05.03.2008

Описание двигателей
Двигатели 1NZ-FE (1,5 л) и 2NZ-FE (1,3 л) четырехцилиндровые, рядные с 4 клапанами на цилиндр, как правило оснащаются системой VVT-i.

Таблица. Технические характеристики двигателей.

Примечание:
- *1 - 2WD, *2 - 4WD. - *3 - для моделей внутреннего рынка рекомендован 92-й, для моделей внешнего - 95-й бензин.
- Приведенные значения мощности и крутящего момента являются ориентировочными и могут изменяться в зависимости от конкретной модификации, года выпуска и метода измерения, но в большинстве случаев погрешность не превышает 5% ( плюс-минус ).

Внешние скоростные характеристики и вид двигателя в разрезе

Особенности двигателей серии NZ

Головка блока цилиндров.

Головка блока цилиндров легкосплавная.

Угол развала осей впускных и выпускных клапанов составляет 33,5°, что позволило сделать головку блока цилиндров достаточно компактной.

Блок цилиндров
Для значительного снижения веса блок цилиндров изготовлен из алюминиевого сплава, рубашка охлаждения открытая.Улитка насоса охлаждающей жидкости и впускной канал насоса расположены в блоке цилиндров. Чтобы обеспечить компактность, блок цилиндров сделан тонкостенным. Минимальная толщина стенки между соседними цилиндрами составляет 8 мм. По той же причине задний сальник коленчатого вала запрессован в блок цилиндров без использования держателя. Задняя часть блока цилиндров имеет рёбра для придания жесткости в соединении с трансмиссией. Ось коленчатого вала смещена относительно оси цилиндров на 12 мм.

Благодаря дезоксажу снижается давление поршня на стенку цилиндра при достижении максимального давления, что в свою очередь приводит к снижению расхода топлива и уменьшению износа.

Механизм газораспределения

Общая информация
- Каждый цилиндр имеет два впускных и два выпускных клапана.
- За открытие и закрытие клапанов отвечают два распределительных вала.
- В приводе распределительных валов используется однорядная роликовая цепь с мелким шагом.
- Для изменения характеристик двигателя на различных частотах вращения, снижения расхода топлива и уменьшения токсичности отработавших газов применена система изменения фаз газораспределения (VVT-i).

Механизм газораспределения.
1 - шкив VVT, 2 - цепь привода ГРМ,

3 - распределительный вал выпу-скных клапанов,

4 - распределительный вал впускных клапанов,

5 - успокоитель цепи привода ГРМ,

6 - башмак натяжителя цепи,

7 - натяжитель цепи.

Распределительные валы
Звездочка системы VVT-i установлена на распределительный вал впускных клапанов. Для подвода моторного масла к звездочке в распределительном валу есть масляный канал.

Ротор датчика положения распределительного вала расположен на конце вала впускных клапанов

1 - распределительный вал выпускных клапанов,

2 - распределительный вал впускных клапанов,
3 - звездочка системы VVT,

4 - ротор датчика положения распределительного вала.

Впускные, выпускные клапаны и толкатели
Для уменьшения веса регулировка зазора в приводе клапанов осуществляется с помощью регулировочных толкателей, а не с помощью традиционных регулировочных шайб.

Установка на двигатель клапанов с уменьшенным диаметром стержня позволила уменьшить сопротивление на впуске и выпуске, а также снизить массу клапанов.

Цепь привода ГРМ
Однорядная цепь с малым шагом (8 мм) предназначена сделать двигатель более компактным и менее шумным.
Для увеличения надежности цепь изготовлена из износостойких материалов.
Смазка цепи моторным маслом осуществляется масляной форсункой.
Для уменьшения шума и трения установлены натяжитель цепи, башмак натяжителя и успокоитель цепи.

1 - башмак натяжителя,

2 - натяжитель,

3 - звездочки распределительных валов,

4 - цепь,

6 - масляная форсунка,

7 - звездочка коленчатого вала.

Система смазки
В двигателе используется система смазки с полнопоточной очисткой масла и с подачей масла под давлением к основным движущимся деталям и узлам двигателя.
Масляный насос трохоидного типа. Внутри него расположены ведущий и ведомый роторы с внутренним зацеплением, которые вращаются в одном направлении. Привод осуществляется от коленчатого вала.

Масляный фильтр расположен внизу вертикально рядом с масляным поддоном.

Система охлаждения

В данных двигателях используется жидкостная система охлаждения закрытого типа с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. Охлаждающая жидкость циркулирует в блоке цилиндров по U-образному каналу, что улучшает охлаждение цилиндров.

Впускная и выпускная система
Коллекторы располагаются следующим образом: выпуск сзади, со стороны моторного щита, впуск - спереди.
Впускной коллектор
Впускной коллектор изготовлен из пластика для снижения веса и уменьшения теплопередачи от головки блока цилиндров. Это позволило снизить температуру воздуха на впуске, что привело к увеличению количества воздуха, поступающего в цилиндры.

Патрубки сделаны удлиненными для оптимизации формы впускного коллектора. В результате этого на низких и средних оборотах тяга и максимальная мощность увеличились.

Выпускной коллектор

Для более надежного крепления передней приемной трубы к выпускному коллектору было применено шаровое соединение.

Патрубки выпускного коллектора удлинены для увеличения крутящего момента на низких и средних оборотах.
Для снижения веса выпускной коллектор сделан стальным.

Двухпутевая система выпуска
Данные двигатели могут оснащаться двухпутевой системой выпуска. Эта система уменьшает противодавление давление, открывая или закрывая управляющий клапан, установленный в главный глушитель.
Открытие или закрытие клапана происходит в зависимости от работы двигателя, таким образом достигается тихая работа на низких оборотах и уменьшается сопротивление на выпуске при высоких оборотах двигателя.

Конструкция
Управляющий клапан установлен в главный глушитель.

При преодолении отработавшими газами усилия пружины, клапан открывается в соответствии с давлением газов.

Работа :
1. Управляющий клапан закрыт (низкая частота вращения двигателя).
При низком давлении в главном глушителе клапан закрыт. Поэтому отработавшие газы не проходят через перепускной канал и шум от отработавших газов снижается.
2. Управляющий клапан открыт (средние и высокие частоты вращения двигателя).
Чем выше обороты двигателя и больше сопротивление на выпуске тем больше открывается управляющий клапан. Это позволяет пропускать значительную часть отработавших газов по перепускному каналу, таким образом существенно снижается противодавление.

Топливная система
Форсунки
Данные двигатели оснащены компактными форсунками, распылитель которых имеет 12 отверстий для лучшего распыления топлива.

Система перепуска топлива

Регулятор давления топлива, топливный фильтр и топливный насос объедены в топливную станцию, расположенную в бензобаке,это позволило избежать возврата топлива из подкапотного пространства. Благодаря этому снизилась температура внутри топливного бака, что привело к снижению выбросов паров топлива.

1 - топливный насос,

2 - топливный фильтр,

3 - форсунка,

4 - топливный коллектор,

5 - демпфер пульсаций давления топлива,

6 - регулятор давления,

7 - топливный бак.

Система зажигания

Общие сведения
В двигателях серии NZ используется система зажигания DIS-4 c одной катушкой зажигания для каждого цилиндра. Ее преимуществами являются точность определения момента подачи искры, отсутствие высоковольтных линий и вращающихся элементов.
Катушка зажигания
Колпачок, контактирующий со свечой, объединен с катушкой зажигания.

Для упрощения системы коммутатор встроен в катушку зажигания.

Схема системы впрыска топлива

Сидорин Константин
© Легион-Автодата

Информацию по обслуживанию и ремонту автомобилей вы найдете в книге (книгах):

Двигатель Toyota 1ZZ-FE. Без права на ошибку

Eugenio,77 [email protected]

Пришло время более-менее обстоятельно поговорить о тойотовских двигателях нового поколения и в первую очередь - об 1ZZ-FE, наиболее распространенном из них. С каждым днем в страну приходит все больше автомобилей с такими агрегатами, а информации по ним по-прежнему удручающе мало. Дополним данные заокеанских коллег нашим местным опытом.

Итак, двигатель Toyota 1ZZ-FE, первый представитель совершенно нового семейства, был запущен в серийное производство в 1998 году. Практически одновременно он дебютировал на модели Corolla для внешнего рынка и на Vista 50 для внутреннего, и с тех пор устанавливается на большое количество моделей классов C и D.

Формально ему надлежало заменить собой 7A-FE STD, агрегат предыдущего поколения, заметно превосходя его по мощности и не уступая по топливной экономичности. Однако, устанавливаемый на топ-версии моделей, он фактически занял и место заслуженного ветерана 3S-FE, немногим уступая ему по характеристикам.

А теперь подробнее рассмотрим конструкцию этого двигателя, отметив ее особенности, основные достоинства и недостатки.

Цилиндро-поршневая группа

Блок цилиндров - изготовлен из алюминиевого сплава методом литья под давлением, в цилиндрах установлены чугунные гильзы. Это стало вторым, после серии MZ, опытом Toyota по внедрению массовых "легкосплавных двигателей". Отличительная особенность моторов нового поколения - открытая сверху рубашка охлаждения, что негативным образом отражается на жесткости блока и всей конструкции. Безусловным преимуществом схемы стало снижение массы (в целом двигатель стал весить ~100 кг против 130 кг у предшественника), а главное - технологическая возможность изготавливать блок в пресс-формах. Традиционные блоки с закрытыми рубашками охлаждения прочнее и надежнее, но, изготавливаемые литьем в разовые формы, более трудоемки на стадии подготовки форм (в которых, к тому же, при подготовке к заливке смесь имеет склонность разрушаться), имеют бóльшие допуски и требуют, соответственно, бóльшего объема последующей механической обработки прилегающих поверхностей и постелей подшипников.

Другая особенность блока цилиндров - картер, объединяющий опоры коленчатого вала. Линия разъема блока и картера проходит по оси коленвала. Алюминиевый (точнее, легкосплавный) картер выполнен как одно целое с залитыми в него стальными крышками коренных подшипников и сам по себе дополнительно увеличивает жесткость блока цилиндров.

Двигатель 1ZZ-FE относится к "длинноходным" моторам - диаметр цилиндра 79 мм, ход поршня 91,5 мм. Это означает лучшие тяговые характеристики на низах, что для массовых моделей намного важнее, нежели повышенная мощность на высоких оборотах. Заодно улучшается и топливная экономичность (физика - меньше тепловые потери через стенки более компактной камеры сгорания). Кроме того, при проектировании движка стала преобладающей идея снижения трения и максимальной компактности, что выразилось, кроме прочего, в уменьшении диаметра и длины шеек коленчатого вала - а значит, неизбежно возросли нагрузки на них и износ.

Примечателен поршень новой формы, немного напоминающей деталь дизеля ("с камерой в поршне"). Чтобы уменьшить потери на трение при значительном рабочем ходе, была уменьшена юбка поршня - для его охлаждения это не лучшее решение. Кроме того, Т-образные в проекции поршни на свежих тойотах начинают стучать при перекладке значительно раньше, чем их классические предшественники.

Но самым значительным недостатком новых тойотовских движков стала их "одноразовость". В самом деле, оказался предусмотрен лишь один ремонтный размер коленчатого вала для 1ZZ-FE (и то - японского производства), а вот капремонт цилиндро-поршневой оказался невозможен в принципе (и перегильзовать блок тоже не выйдет).

А зря, потому как в ходе эксплуатации вскрылась очень неприятная особенность двигателей первых лет выпуска (а таких у нас было и в ближайшие несколько лет будет большинство) - повышенный расход масла на угар, вызванный износом и залеганием поршневых колец (требования к их состоянию у ZZ тем выше, чем больше ход поршня, а значит и его скорость). Лечение одно - переборка с установкой новых колец, а в случае сильного износа гильзы - контрактный движок.

"Проблемы были с движками до 2001 года, потом их исправили и теперь все в порядке"

Увы, дела обстоят не так хорошо. После ноября 2001 двигатели серий ZZ и NZ стали комплектоваться "доработанными" кольцами, в том же году был несколько изменен блок цилиндров ZZ. Но во-первых, это никак не отразилось на выпущенных ранее двигателях - разве что появилась возможность установить при переборке "правильные" кольца. А второе и главное - проблема не исчезла: более чем достаточно случаев, когда переборки или замены двигателя потребовали в том числе и гарантийные машины выпуска 2002-2005 годов с пробегами от 40 до 110 тысяч км.

Головка блока цилиндров

Сама головка блока, естественно, легкосплавная. Камеры сгорания - конического типа, при подходе поршня к верхней мертвой точке, рабочая смесь направляется к центру камеры и формирует в районе свечи зажигания вихрь, способствуя наиболее быстрому и полному сгоранию топлива. Компактный размер камеры и кольцевой выступ днища поршня (улучшающий наполнение и по-своему формирующий потоки смеси в пристеночной области - на ранней стадии сгорания давление нарастает равномернее, а на поздней - увеличивается скорость горения) способствовали снижению вероятности детонации.

Степень сжатия у 1ZZ-FE - около 10:1, однако двигатель допускает использование обычного бензина (87-й по SAE, Regular в Японии, 92-й у нас). По заявлениям производителя, увеличение октанового числа не приводит к росту мощностных показателей, а лишь уменьшает вероятность детонации. Что касается других представителей семейства (3ZZ-FE, 4ZZ-FE) - то в них степень сжатия больше, поэтому к топливной всеядности стоит относиться аккуратнее.

Интересна новая конструкция седел клапанов. Вместо традиционных стальных запрессовываемых, на двигателях ZZ применены т.н. "лазерно-напыляемые" легкосплавные седла. Они в четыре раза тоньше обычных и способствуют лучшему охлаждению клапанов, позволяя отдавать тепло в тело головки блока не только через стержень, но и в значительной степени через тарелку клапана. Заодно, несмотря на небольшой диаметр камеры сгорания, увеличился диаметр впускных и выпускных портов, а также уменьшился диаметр стержня (с 6 до 5,5 мм) - это улучшило течение воздуха через порт. Но, естественно, конструкция также получилась абсолютно неремонтопригодной.

Газораспределительный механизм - традиционный 16-клапанный DOHC. Ранний вариант для внешнего рынка имел фиксированные фазы, но основная масса движков получила затем систему VVT-i (изменения фаз газораспределения) - отличная вещь для достижения баланса между тягой на низах и мощностью на верхах, но требующая внимательного отношения к качеству и состоянию масла.

Снижение массы клапана позволило уменьшить усилие клапанных пружин, заодно сократилась ширина кулачков распределительного вала (менее 15 мм) - опять снижение потерь на трение с одной стороны и увеличение износа - с другой. Кроме того, Toyota отказалась от регулировки зазора в клапанах с помощью шайб в пользу, если можно так сказать, "регулировочных толкателей" различной толщины, стаканчики которых совмещают функции прежнего толкателя и шайбы (для высокооборотистого форсированного движка это имело бы смысл, но в данном случае - сделало регулировку зазора максимально сложной и дорогой; хорошо, что этой процедурой приходится заниматься крайне редко).

Очередное радикальное нововведение - в приводе ГРМ теперь используется однорядная цепь с малым шагом (8 мм). С одной стороны - это плюс к надежности (не порвется), в теории отсутствует необходимость относительно частой замены, требуется только изредка проверять натяжение. Но... Опять но - у цепи есть свои существенные недостатки. О шумности говорить, наверное, не стоит - разве что в основном по этой причине цепь сделана однорядной (в минус долговечности). Но в случае с цепью обязательно появляется гидронатяжитель - во-первых, это дополнительные требования к качеству и чистоте масла, во-вторых, даже тойотовские натяжители не отличаются абсолютной надежностью, раньше или позже начиная пропускать и ослабляться (предусмотренная японцами собачка выполняет свои функции отнюдь не всегда). Что такое отпущенная в свободное плавание цепь - объяснять не надо. Второй подверженный износу элемент - успокоитель, это хоть и не "чудо" производства ЗМЗ, но принципы износа у них общие.

Ну и основная проблема - растяжение, тем большее, чем длиннее сама цепь. Лучше всего дело с этим обстоит в нижневальном движке, где цепь короткая, но при обычном расположении распределительных валов в головке блока она существенно удлиняется. Часть производителей борется с этим, вводя промежуточную звездочку и делая уже две цепи. Заодно этим удается уменьшить диаметр ведомых звездочек - при приводе обоих валов единой цепью расстояние между ними и ширина головки получаются слишком большими. Но при наличии промежуточных цепей увеличивается шумность передачи, количество элементов (как минимум, два натяжителя), да и с надежным креплением дополнительной звездочки возникают некоторые проблемы. Посмотрим же на ГРМ 1ZZ-FE - цепь здесь вызывающе длинная.

Хотя применение цепи и подразумевало уменьшение затрат на техобслуживание, но на деле произошло скорее обратное, так что средний срок службы цепи составляет ~150 тысяч км, а затем ее постоянный грохот заставляет владельцев принимать меры.

Впуск и выпуск

Бросается в глаза расположение впускного коллектора - теперь он находится спереди (ранее практически всегда на поперечно-расположенных двигателях он находился со стороны моторного щита). Выпускной коллектор также переместился на противоположную сторону. В значительной степени это было вызвано традиционным экологическим помешательством - необходимо сделать катализатор как можно быстрее прогревающимся после запуска, а значит нужно разместить его максимально близко к двигателю. Но если устанавливать его сразу за выпускным коллектором, сильно (и совершенно напрасно) перегревается подкапотное пространство, дополнительно греется радиатор и т.д. Поэтому на ZZ выпуск ушел назад, а катализатор - под днище, при этом второй вариант борьбы за сертификаты (малый пре-катализатор за коллектором) не потребовался.

Длинный впускной тракт способствует увеличению отдачи на низких и средних оборотах, однако при переднем расположении впускного коллектора сделать его достаточно протяженным затруднительно. Поэтому вместо традиционного цельнолитого коллектора с 4-мя "параллельными" патрубками, на первом 1ZZ-FE появился новый "паук", похожий на выпускной, с четырьмя алюминиевыми трубчатыми воздуховодами равной длины, ввареными в общий литой фланец. Плюс - изготовливемые прокатом воздуховоды имеют намного более гладкую поверхность, чем литые, минус - не всегда безупречная сварка фланца и труб.

Но позднее японцы все-таки заменили металлический коллектор пластиковым. Во-первых - экономия цветного металла и упрощение технологии, во-вторых - снижение нагрева воздуха на впуске из-за меньшей теплопроводности пластмассы. В пассиве - сомнительная долговечность и чувствительность к перепадам температур.

Привод навесных агрегатов. Здесь тойотовцы проделали примерно то же, что и с цепью. Генератор, насос ГУР, кондиционер и помпа приводятся единым ремнем. В плюс компактности (один шкив на коленвалу), но в минус надежности - значительно больше нагрузка на ремень, не особо надежен гидронатяжитель, а в случае чего - из-за насоса системы охлаждения не удастся сбросить ремешок заклинившего устройства и ковылять дальше... Навесное для серии ZZ, кстати, тоже получилось эндемичное - из-за сильно усовершенствованных креплений.

Фильтры. Наконец-то тойотовские инженеры смогли грамотно (хотя и менее удобно для обслуживания) расположить масляный фильтр - отверстием вверх, так что традиционные проблемы с давлением масла после запуска отчасти решаются. А вот поменять топливный фильтр теперь так просто не получится - он помещен в бак, располагаясь на одном кронштейне с насосом.

Система охлаждения. Теперь поток охлаждающей жидкости проходит через блок по U-образному маршруту, охватывая цилиндры с обеих сторон и существенно улучшая охлаждение.

Топливная система. Здесь также произошли заметные изменения. Чтобы уменьшить испарение топлива в магистралях и баке, Toyota отказалась от схемы с линией возврата топлива и вакуумным регулятором (при этом бензин постоянно циркулирует между баком и двигателем, нагреваясь в подкапотном пространстве). На двигателе 1ZZ-FE применен регулятор давления, встроенный в погружной топливный насос. Использованы новые форсунки с "многодырочным" торцевым распылителем, установленные не на коллекторе, а в головке блока цилиндров.

Система зажигания. На ранней версии использовалась бестрамблерная схема DIS-2 (одна катушка на две свечи), а затем все двигатели получили систему DIS-4 - отдельные катушки, расположенные в свечном наконечнике (свечи, кстати, на 1ZZ-FE используются самые обыкновенные). Плюсы - точность определения момента подачи искры, отсутствие высоковольтных линий и механических вращающихся деталей (не считая роторов датчиков), меньше количество циклов работы каждой отдельной катушки, да и мода такая, в конце концов. Минусы - катушки (да еще и совмещенные с коммутаторами) в колодцах головки блока сильно перегреваются, зажигание нельзя подрегулировать вручную, больше чувствительность к свечам, обрастающим "красной смертью" от местного бензина, и, главное, статистика и практика - если при традиционной трамблерной системе катушка (особенно выносная) практически не фигурировала среди выходящих из строя деталей, то в DIS любого производителя их замена (в т.ч. в виде "узлов зажигания", "модулей зажигания"...) стала обычным делом.

Так что же в итоге? Тойотовцы создали современный, мощный и достаточно экономичный двигатель с хорошими перспективами модернизации и развития - наверное, идеальный для нового автомобиля. Но нас больше волнует, как ведут себя движки на второй-третьей сотне тысяч, как переносят не самые щадящие условия эксплуатации, насколько поддаются местному ремонту. И здесь нужно признать - борьба между технологичностью и надежностью, в которой Toyota раньше практически всегда стояла на стороне потребителя, закончилась победой hi-tech"а над долговечностью. И жаль, что альтернативы двигателям нового поколения больше нет...

Двигатели Toyota серии NZ

Eugenio,77 [email protected]

В классе "до 1500 см3" на смену классическим также пришли новые малолитражные моторы третьей волны. Двигатели серии NZ повторяют абсолютное большинство решений серии ZZ, рассмотренных в статье "1ZZ-FE. Без права на ошибку". Укажем здесь только их различия:

Дезаксаж коленвала NZ - ось цилиндра не перескается с продольной осью двигателя (коленчатого вала), благодаря чему снижается износ пары поршень-гильза (что особенно важно для "одноразовых" движков) и немного увеличивается отдача мотора.

Изначально применяется традиционная конструкция клапанных седел - запрессовываемых.

На двигателях NZ второго поколения (тип"01) постепенно стали применяться гидрокомпенсаторы клапанных зазоров (на ряде моделей).

Что касается проблемы повышенного угара масла, то здесь статистика на стороне серии NZ. Можно сказать, что пока проблемы, тем более столь же тотальной, как на двигателях серии ZZ, здесь не существует. Однако "работа над ошибками" в отношении поршневых колец проводилась в 2002 году и на этих моторах.