Двигатель Toyota 1FZ-FE

Бензиновый мотор поколения 1FZ FE был разработан в 1984 году для оснащения внедорожных автомобилей Toyota Land Cruiser 70. Двигатель имел карбюраторную схему смесеобразования, которую впоследствии заменили распределенным впрыском. Модернизация позволила повысить мощность и снизить токсичность выхлопных газов. Последние партии силовых агрегатов были собраны в 2007 году. Выпуск двигателей вел моторный завод Toyota, расположенный в городе Тахара.

Характеристики

Применяемость

Модификации

Существует несколько вариантов двигателя, отличающихся системой подачи топлива и другим оборудованием:

1. Версия с карбюратором, выпускавшаяся до 1997 года, имела обозначение F. Мощность силовой установки 197 л.с. при 4600 об/мин, крутящий момент 351 Н/м при 3200 об/мин. На ряд рынков поставлялась 190-сильная версия мотора (при 4400 об/мин).
2. Вариант FE, оснащенный распределенным впрыском бензина в полость впускного коллектора. Двигатель начал выпускаться осенью 1992 года. Мощность мотора увеличилась до 212 л.с. при 4600 об/мин, а крутящий момент достиг 373 Н/м при 3200 об/мин.
3. Модификация мотора с впрыском FZJ100, поставлявшаяся только на арабский рынок. Двигатель отличается настройками блока управления, формой камер сгорания и другими доработками. В системе выпуска отработавших газов отсутствует каталитический нейтрализатор. Мощность составляет 240 л.с., крутящий момент увеличен до 410 Н/м при 3600 об/мин.
4. Версия для вилочных погрузчиков 7FG/7FZ с грузоподъемностью 7000 кг, предназначенная для работы на газовом топливе. Мощность понижена до 86 л.с. при 2350 об/мин, крутящий момент 294 Н/м при 1200 об/мин.

Моторы применялись на автомобилях, поставляемых во многие страны мира. В зависимости от рынка сбыта имеются отличия в ряде узлов. Например, моторы машин для арабских государств оснащены стартером с уменьшенной мощностью и более производительной помпой системы охлаждения.

Особенности конструкции

Рядный 6-цилиндровый двигатель 1FZ FE оснащен блоком цилиндров, изготовленным из чугуна. На моторах используется алюминиевая головка, на которой установлены 2 распредвала. Привод системы газораспределения цепной, оснащен гидравлическим натяжным устройством и успокоителем. Шестерня цепного привода установлена на вал впускных клапанов, который связан со 2 валом при помощи косозубой шестеренной передачи. Серийный номер набит на боковой поверхности блока в задней части (за щупом уровня масла).

На нижней части блока установлена верхняя секция масляного картера, изготовленная из алюминия. Секция крепится к двигателю и картеру сцепления. Дополнительно устанавливается стальной штампованный поддон, являющийся резервуаром для хранения масла. В поддоне, расположенном ближе к сцеплению, имеется сливная пробка. Масляный фильтр установлен на боковой поверхности блока за генератором.

В каждом цилиндре установлены 2 клапана для впуска рабочей смеси и 2 клапана для отвода выхлопных газов. Клапаны установлены V-образно, с небольшим углом развала. Зазоры в клапанном механизме регулируются при помощи шайб различной толщины. Стальной коленчатый вал установлен на 7 коренных опорах, оснащенных сменными вкладышами. На каждой опоре установлена индивидуальная крышка. Коленчатый вал имеет 12 противовесов.

Поршни изготовлены из специального термостойкого алюминиевого сплава. Верхнее компрессионное кольцо из нержавеющей стали, нижнее компрессионное и маслосъемное кольцо — из чугуна. На днище имеется выемка, соответствующая контуру тарелок клапанов системы газораспределения. При разрушении цепи привода ГРМ контакта между поршнем и клапанами не происходит. Свеча зажигания размещена по центру камеры сгорания. На моторах применяется система отвода части выхлопных газов во впускной коллектор (рециркуляция).

На карбюраторных моторах степень сжатия составляла 8,1. Внедрение системы впрыска EFI сопровождалось изменением поршневой группы и головки блока. Степень сжатия выросла до 9,0.

Ранние выпуски двигателя оснащались бесконтактной системой зажигания с распределителем. Узел расположен горизонтально на боковой части картера. Позднее стала применяться система с тремя катушками, каждая из которых обслуживала 2 цилиндра. На моторах, выпущенных после 2000 года, установлены индивидуальные катушки зажигания, обеспечившие повышенную надежность системы.

На моторе используются 2 выхлопных коллектора, которые закрыты теплозащитными экранами. Впускной коллектор алюминиевый. Конструкция узла зависит от типа системы питания. Дроссельные заслонки на карбюраторе и инжекторном модуле имеют механическое управление.

В качестве топлива используется неэтилированный бензин с октановым числом А-92. Расход горючего составляет 15-25 литров на 100 км, зависит от типа, состояния автомобиля, а также от стиля управления.

Система охлаждения жидкостная принудительная. В блоке и головке выполнены каналы, образующие рубашку охлаждения. Рабочая температура двигателя +84…+100°С, поддерживается термостатом. Для привода помпы системы охлаждения и генератора используются 2 клиновых ремня, оснащенных отдельным натяжным роликом. Регулировка положения ролика выполняется вручную. Вентилятор системы охлаждения установлен на лобовой части двигателя. В приводе использована муфта, частота вращения крыльчатки зависит от температуры силового агрегата.

Гидравлический насос усилителя рулевого управления оснащен приводом от шестерни, установленной на коленчатом валу. Компрессор климатической установки (имеется не на всех двигателях) оснащен отдельным ременным приводом. Для регулировки натяжения используется отдельный ролик с ручной настройкой положения.

Достоинства и недостатки

Преимущества силовой установки:

• надежность конструкции;
• ресурс до капитального ремонта составляет 500 тыс. км и более;
• возможность расточки блока до ремонтного размера;
• конструкция мотора позволяет произвести установку газобаллонного оборудования;
• высокий крутящий момент в рабочем диапазоне оборотов;
• доступность запасных частей;
• низкая частота вращения коленчатого вала, что позволяет двигаться по бездорожью.

Недостатки мотора:

• большой расход бензина;
• сложно найти экземпляр, не требующий капитального ремонта.

Неисправности и ремонт

Двигатели серии 1FZ показали себя надежными агрегатами, поломки возникают в силу естественного износа:

1. Стрекотание при работе силового агрегата указывает на износ регулировочных шайб в механизме газораспределения. Требуется выполнить настройку и заменить изношенные детали.
2. Повышенный расход масла без появления сизого дыма из выхлопной трубы. Требуется осмотреть двигатель, жидкость подтекает через изношенный сальник коленчатого вала или через разрушенную прокладку. Для ремонта необходимо установить новые детали и довести уровень масла до нормы.
3. Возможны течи помпы системы охлаждения. Узел не ремонтируется, рекомендуется замена на оригинальную деталь.

Обслуживание

Двигатель 1FZ FE требует замены масла через 10 тыс. км пробега. При эксплуатации автомобиля у сложных дорожных условиях рекомендуется сократить межсервисный интервал до 7 тыс. км. Объем картера составляет 7,4 л вне зависимости от года выпуска агрегата. Для заливки используется синтетическое масло с вязкостью 5W-30, 10W-30 или 15W-40.

Периодичность замены воздушного фильтра — через каждые 15 тыс. км. Фильтр очистки топлива имеет ресурс 20 тыс. км. Регулировка зазоров в клапанном механизме выполняется через 100-120 тыс. км пробега.

Тюнинг

Конструктивные особенности двигателя накладывают ограничения на доработку при помощи электроники. Для повышения мощности рекомендуется установка компрессора, который производится дочерним подразделением TRD. Узел поставляется в составе набора, который позволяет смонтировать нагнетатель без доработок. Степень сжатия остается стандартной, доработки поршневой группы не требуется. Мощность мотора составляет до 300 л.с., также увеличится крутящий момент во всем диапазоне оборотов. Ресурс силового агрегата не уменьшается.

Блок цилиндров имеет потенциал для увеличения объема цилиндров. Для этого используется специальная поршневая группа, шатуны и коленчатый вал. За счет увеличения хода поршня рабочий объем вырастает до 5000 см³. Дополнительно устанавливается компрессор с механическим приводом. Доработанный мотор обладает хорошей тягой и развивает мощность до 350-370 л.с.

Еще одним вариантом доработки является установка турбокомпрессоров, которые производятся в Китае. Поршневая группа остается стандартной. Мощность силового агрегата составляет 290-2310 л.с. Недостатком является нестабильное качество китайских комплектующих, а также снижение ресурса двигателя.