Двигатель Toyota 1ZZ-FE

Бензиновый 4-цилиндровый силовой агрегат модели 1ZZ FE выпускался японским автомобильным концерном Toyota Motor с 1998 года. Мотор сменил на конвейере двигатели семейства 7А, ориентировался для поставок на рынок Северной Америки. В силу специфичности рынка силовой агрегат имеет конструкцию, не обеспечивающую большой ресурс. Производство велось на заводах в США и Японии до 2007 года.

Характеристики

Применяемость

Модификации

На базе мотора выпускалось несколько вариантов, отличавшихся мощностью и типом топлива:

• базовый вариант FE, который выпускался моторным заводом Тойота, расположенным в Буффоло (США), имеет мощность от 125 до 140 л.с.;
• 143-сильная версия FED, собиравшаяся для внутреннего рынка Японии, отличается применением кованых шатунов с пониженной массой;
• модификация FBE, приспособленная для работы на биотопливе (этанол), производилась исключительно для рынка Бразилии.

Моторы устанавливались на большое количество моделей автомобилей с передним и полным приводом. Встречаются варианты, предназначенные для работы с механической или автоматической трансмиссией. Кроме того, существуют модификации мотора, которые остались в производстве после 2007 года. Лицензионный выпуск ведут предприятия, расположенные в ряде государств Азии и Южной Америки.

Особенности конструкции

Моторы 1ZZ FE во всех вариантах комплектуются унифицированным алюминиевым блоком с открытой сверху рубашкой охлаждения (схема open deck). Блок предусматривает только поперечную схему установки агрегата в моторном отсеке. В тело блока залита чугунная отливка, формирующая зеркала цилиндров. Отливка имеет тонкие стенки, из-за чего легко деформируется при перегреве. Протока охлаждающей жидкости между стенками смежных цилиндров нет. Антифриз движется одновременно с 2 сторон, равномерно охлаждая цилиндры.

Головка блока цилиндров алюминиевая, в ней установлены распределительные валы с 1-рядным цепным приводом. Натяжение цепи регулируется гидравлическим устройством, работающим от системы смазки. Механизм газораспределения имеет фазовращатель VVTi на впуске.

Седла клапанов выполнены по технологии лазерного напыления твердосплавного материала. Малая толщина слоя положительно сказывается на теплоотводе, но конструкция не приспособлена для ремонта. Тарелки клапанов получили увеличенный диаметр, одновременно снизился диаметр стержня. В приводе клапанов использованы специальные компенсаторы зазоров, имеющие различную толщину. Небольшой вес клапана позволил применить пружины с пониженной жесткостью и сузить рабочую поверхность кулачка.

Камера сгорания имеет специальную форму, способствующую завихрению рабочей смеси возле электродов свечи. На поршне имеется выступ, предназначенный для улучшения наполнения цилиндра и формирующий завихренные потоки. Конструкция обеспечивает ускоренное сгорание рабочей смеси и снижение вероятности возникновения детонации.

Коленчатый вал установлен на 5 опорах, оборудованных общей крышкой. В конструкции кривошипно-шатунного механизма применили схему с длинным ходом поршня (больше диаметра). За счет этого обеспечено смещение полки крутящего момента на низкие обороты. Система смазки работает от насоса циклоидного типа, установленного в приводе ГРМ. Масляный поддон изготовлен из алюминиевого сплава. Плоскость установки расположена на оси коренных подшипников, что позволило повысить жесткость конструкции.

Впускной коллектор расположен ближе к радиатору, выпускной — установлен со стороны моторного щита. Каталитический нейтрализатор находится под днищем автомобиля. Впускной коллектор изготовлен из алюминиевого сплава, имеет одинаковые каналы для всех цилиндров. Конструкция узла сварная. На поздних версиях мотора стал использоваться пластиковый коллектор.

В качестве топлива мотор использует неэтилированный бензин с октановым числом 95; изготовитель допускает длительную эксплуатацию агрегата на бензине сорта А92.

Система зажигания на ранних моторах имеет 2 катушки зажигания (DIS-2). Позднее стали использоваться индивидуальные катушки зажигания (система DIS-4).

Навесное оборудование имеет привод от поликлинового ремня, оснащенного гидравлическим натяжителем.

Используется распределенный впрыск топлива EFI с электронным управлением. В топливной системе отсутствует магистраль обратного стока бензина в бак. Давление подачи топлива регулируется специальным клапаном, размещенным внутри насоса. Форсунки подачи топлива установлены непосредственно в головке блока цилиндров. Для улучшения смесеобразования применены распылители с большим числом отверстий.

На некоторые автомобили, поставляемые для японского рынка, мог устанавливаться нагнетатель TRD с небольшой производительностью. Машины выпускались в 2003-04 гг. Доработка велась специализированным подразделением завода-изготовителя.

Достоинства и недостатки

Плюсами мотора считаются:

• низкий расход топлива;
• хорошая тяга, достигнутая применением фазовращателя и конструкцией мотора;
• долговечный цепной привод ГРМ;
• распространенность, доступность запасных частей.

Недостатками ДВС серии 1ZZ являются:

• низкая жесткость блока и головки — из-за небольшого перегрева детали коробятся и начинают пропускать масло и антифриз по линии стыка;
• уменьшение ширины шеек коленчатого вала и кулачков распределительного вала, повлекшее рост нагрузки и ускоренный износ;
• неудачная конструкция маслосъемных колец на ранних моторах, приводящая к расходу масла;
• головка блока не позволяет произвести замену седел клапанов;
• малая толщина гильз не допускает производить растачивание при ремонте, кроме того, оригинальных деталей поршневой группы с ремонтными размерами не существует;
• стук юбок поршней на холодном двигателе — по мере прогрева детали расширяются, и стук прекращается.

Неисправности и ремонт

К распространенным поломкам моторов 1ZZ относятся:

1. Повышенный расход масла на двигателях первых лет выпуска, вызванный конструктивной недоработкой маслосъемных колец. Если предыдущие владельцы не проводили ремонт, то следует установить на поршни модернизированные кольца. Моторы, собранные после 2005 года, лишены подобного недостатка.
2. Повышенный уровень шума при работе горячего и холодного двигателя. Причиной посторонних звуков является износ подшипника ролика натяжного устройства для поликлинового ремня, используемого для привода навесного оборудования. При пробеге более 150 тыс.км рекомендуется произвести замену цепи привода ГРМ. Стук приводов клапанов встречается редко и указывает на выход из строя компенсаторов зазора.
3. Нестабильная работа на оборотах холостого хода является признаком загрязнения дросселя. Проблема решается очисткой узла без снятия с двигателя.
4. Повышенная вибрация мотора указывает на износ опоры силового агрегата. Ремонт заключается в установке новой детали.

Обслуживание

Рекомендуется производить замену масла через 5-6 тыс.км пробега (регламентная — через 10 тыс.км). Для моторов используется синтетическое масло с вязкостью 0W-20 (заменитель — 5W-20). Емкость картера двигателя — 3,7 л; еще 0,2 л заливается в корпус масляного фильтра.

Регламентный срок замены свечей — через 20 тыс.км. Длительное использование деталей нежелательно, поскольку приводит к выходу из строя катушек зажигания.

Регулировка клапанов заключается в подборе стаканов толкателей с необходимой толщиной днища. Завод производит толкатели с малым шагом размера, что позволяет подобрать необходимую деталь. Размер указывается на внутренней поверхности деталей. Периодичность регулировки — через 130-150 тыс.км пробега.

Тюнинг

Базовой схемой доработки мотора является:

• установка распределительных валов с увеличенной высотой подъема клапанов;
• установка модифицированного выпускного коллектора с прямоточной трубой;
• перепрошивка блока управления.

Мощность силового агрегата поднимается на 25-30 л.с.; меняется кривая характеристик; двигатель становится более резким. Ресурс агрегата не отличается от изделий в заводском исполнении.

Продвинутый вариант предусматривает также установку турбокомпрессора (с сопутствующим оборудованием) с дополнительным охладителем воздуха, замену форсунок и топливного насоса на более производительные узлы. Подобная доработка позволяет развивать 190-200 л.с. Дальнейшее повышение наддува возможно только после снижения степени сжатия (установкой шатунов иной длины). Требуется замена форсунок и выхлопного тракта. Мощность силового агрегата достигает 300 л.с. и более. Ресурс зависит от степени наддува и качества изготовления двигателя.