Toyota 1ZZ FE - серия рядных, шестнадцатиклапанных, четырехцилиндровых бензиновых ДВС, для переднеприводных машин, производимых в период с 1998 до конца 2007 года в г. Кембридж Канадской провинции Онтарио. Данными моторами агрегатировались ТОЙОТЫ - RUNX, Allex, Corolla, Allion, Premio, Vista, Will, Caldina, CelicaGT, MatrixXR, Avensis, Opa, Isis, RAV4, Wish; а также Понтиак VIBE, Шевроле Prizm, Lotus Elise.
Технические характеристики и информация
- Объем - 1794 см 3 .
- Мощность - 120 л.с. при 5,6 тыс. об/мин. и при крутящем моменте 165 Нм.
- Диаметр поршней - 79 мм.
- Рабочий ход поршня - 91,5 мм.
- Степень сжатия 10:1.
Система ГРМ
- Количество клапанов - 16.
- Привод распределительных валов - однорядная цепь.
- Интеллектуально регулируемые фазы газораспределения с помощью системы VVT-i (V ariable V alve T imingwith i ntelligence).
- Cистема подачи топлива - MPFI (многоточечный распределенный впрыск).
- Система зажигания DIS-4
Конструкция двигателя
После серии MZ, второй раз в своей практике, Тойота изготовила с помощью литья под давлением, легкосплавный (алюминиевый) блок цилиндров на двигатель серии 1ZZ FE. В процессе производства в блок вплавлялись чугунные, тонкостенные гильзы.
Для максимальной прочности соединения и улучшения отвода тепла, наружная поверхность гильз изготавливалась шероховатой. В итоге, двигатель 1ZZ стал весить около ста килограмм, легче аналогичных агрегатов примерно на 30 кг.
Для упрощения производства и для того что бы было возможно применять пресс-формы при отливке блока, применили открытую рубашку охлаждения цилиндров. Если смотреть на отливку сверху, то между телом блока цилиндров и гильзой, по всему их периметру, имеется зазор, глубиной до нижней мертвой точки днища поршня. Преимущество такой конструкции в том, что она проще и дешевле в серийном производстве. Отрицательный момент заключается в потере жесткости и прочности.
Также, такие моторы считаются одноразовыми из-за невозможности расточки или перегильзовки цилиндров. Хотя, можно найти кустарную мастерскую, или автосервис готовых осуществить капитальный ремонт двигателя 1ZZ FE, заменив гильзы на неоригинальные или подходящие от других производителей запасные части.
Поддон легкосплавного картера также выполнен особым образом. Линия его прилегания к блоку, совпадает с осью коленчатого вала и стальные крышки коренных подшипниковинтегрированы в его корпус. За счет такой конструкции увеличена жесткость всего блока цилиндров, но возникают проблемы с подбором вкладышей,чтобы произвести капитальный ремонт 1ZZ.
Номер двигателя модели 1ZZ FE нанесен вертикально, в верхней части блока, рядом с выпускным коллектором, со стороны коробки передач. Для удобства, лучше всего воспользоваться зеркалом.
Кривошипно-шатунный механизм
За счет увеличенного хода поршня, улучшено тяговое усилие на малых оборотах и снижены потери тепла через стенки камеры сгорания, которая имеет размер, меньший по сравнению с обычной. Но, из-за того, что поршень движется быстрее обычного, возникла проблема со снятием масла со стенок, поэтому к кольцам на двигатель серии 1ZZ FE, стали предъявляется более серьёзные требования.
Для большей компактности и уменьшения трения длину и диаметр шеек коленвала уменьшили, соответственно, возросли нагрузки и ускорился износ. На коленвале установлен шкив, приводящий в действие ремень вспомогательных механизмов.
Юбки поршней сделаны меньшей высоты, чтобы также уменьшить потери на сопротивление трению, но это отрицательно отразилось на способности к охлаждению. Поршни создали Т-образными, и они начали стучать гораздо раньше при перекладке в ВМТ, по сравнению с предшествующими моделями. С шатунами поршни соединены с помощью плавающих пальцев, а крышки садятся на болты вкручивающихся непосредственно в нижнюю часть шатуна.
ГБЦ
Мотор серии 1ZZ FE головка блока цилиндров также выполнена из легких сплавов. Форма камеры сгорания конической формы что бы при приближении поршня к ВМТ, в районе свечи зажигания формируется завихрение горючей смеси, помогая ей сгорать более эффективно и меньшим риском возникновения детонации, тем самым улучшая технические характеристики.
Седла клапанов изготовлены с помощью лазерного напыления, в отличие от впрессованных. Они обладают меньшей толщиной и лучше отводят тепло от клапанов в тело ГБЦ через тарелку, а не только через стержень. За счет малой толщины напыления и более тонкого стержня клапана, стало возможным увеличить диаметр седел, следовательно, увеличить поток всасываемого воздуха и выпускаемых отработавших газов.
Как следствие, из-за отсутствия запрессованных седел, ремонт головки 1ZZ невозможен.
Клапана стали легче и для их работы стало требоваться меньше усилий пружинного механизма, что вместе с более узкими кулачками-толкателями также снизило потери на преодоление сопротивления.
Двигатель серии 1ZZ FE, не регулируется шайбами, их заменили регулировочными толкателями разной толщины, что сильно усложнило процесс регулировки.Из-за возникновения трудностей в регулировке и удорожания проведения данной процедуры автовладельцы стали отказываться от такой процедуры, что также ни к чему хорошему не привело.
Система смазки
Рекомендованное производителем масло с SAE 5W30. Циркуляция масла обеспечивается шестеренчатым насосом, с приводом напрямую от коленвала и расположен на передней крышке ГРМ. Фильтр расположен вертикально, креплением вверх, внизу двигателя. Такое расположение фильтрующего элемента, помогает справиться с проблемой масляного голодания двигателя во время пуска.
Охлаждающая система
В моторе модели 1ZZ FE антифриз прокачивается через блок цилиндров по кругу с помощью водяного насоса, приводом которого является ремень, также работающий и на другие вспомогательные механизмы. Температура включения термостата находится в районе 83°С.
Привод ГРМ
Привод механизма газораспределения стал осуществляться с помощью цепи в один ряд, с восьмимиллиметровым шагом и регулировкой при помощи гидронатяжителя. По идее, цепной привод ГРМ надежнее, чем ремень и нет необходимости в частой замене. Но в данном случае, судя по отзывам автовладельцев и автомехаников, решение получилось не совсем удачным:
- Двигатель 1ZZ получился слишком шумным, цепь гремит сильнее, чем ремень, это первый минус.
- Появилась дополнительная деталь - гидронатяжитель, не очень надежный на Тойотах, по сравнению роликом натягивающий ремень.
- Также появились быстро изнашиваемые компоненты - успокоитель и башмак натяжителя
- Экономичность обслуживания цепного привода по сравнению с тем как часто необходимо менятьремень, является спорным вопросом. Обычно, по регламенту цепь подлежит замене по достижению двухсот тысяч километров пробега, но если она в хорошем состоянии и не растянута, то можно и продлить срок её эксплуатации. Но случается, что к пробегу в 150 000 км, растяжение цепи может достигнуть критического уровня, она начинает греметь и может нарушить фазы газораспределения из-за смещения правильного положения коленвала и распредвалов друг относительно друга. Причем, при замене цепи, на двигатель модели 1ZZ FE, рекомендовано установить новые компоненты привода - гидронатяжитель, успокоитель и звездочки, т.к. детали с наработкой могут привести к ускоренному износу новой цепи. Не подлежит замене звездочка распределительного вала, управляющего впускными клапанами, потому что она совмещена с приводом VVT-i, краткое описание которого приведено ниже.
Первые производимые двигателя, были без функции регулировки фаз газораспределения. Но примерно через год сначала производства, двигатель 1ZZ оснастили этой полезной функцией.
VVT-i
Разработка корпорации Тойота система регулировки фаз газораспределения - VVT-i, плавно поворачивает распредвал по отношению к приводной звездочке в зависимости от режима работы мотора. Максимальный поворот осуществляется на 60°. Сам привод представляет собой ротор с лопастями. До запуска, специальный стопор фиксирует вал в положении максимально позднего зажигания, для обеспечения оптимальных условий запуска.
Электромагнитный клапан, по команде контроллера, управляет потоком масла поступающего в полости механизма, обеспечивая задержку, либо опережения фаз. Контроллер же в свою очередь считывает информацию с датчиков, контролирующих положения распределительных валов.
Впускной и выпускной коллекторы
Если сравнивать с предыдущими моторами, изменилось расположение коллекторов. В двигателе модели 1ZZ FE, впускной коллектор размещен спереди, а выпускной сзади. Таким образом планировалось обеспечить быстрый нагрев нейтрализатора в холодное время, теплом поступающим от двигателя, для соблюдения норм экологичности.
Но, из-за стесненного пространства под капотом, близкое расположение раскаленного двигателя отрицательно сказывалось на нейтрализатор и его переместили дальше, под днище машины.
Удлиненный впускной коллектор помогает улучшить отдачу на средних и низких оборотах. Но, при расположении его спереди, его практически невозможно сделать длинным. В связи с этим, убран полностью литой коллектор, а вместо него, на начальных версиях его производили в виде четырех воздуховодов из алюминия, приваренных к единому фланцу.
Отрицательным свойством такой конструкции является ненадежность сварных соединений. Положительным - алюминиевая поверхность воздуховодов более гладкая по сравнению с литьем.
С началом двухтысячных годов, впускной коллектор сделали проще. Его заменили на пластиковые патрубки, удешевив производство и уменьшив нагрев всасываемого воздуха.
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. Возьмем за основу данные заокеанских коллег и дополним 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.
|
Двигатель |
|||
|
Рабочий объем, см3 |
|||
| < л.с.> |
110-115/5800 SAE |
128-132/5400 DIN |
120-140/5600 SAE |
|
Крутящий момент, Нм |
154/4400 SAE |
178/4400 DIN |
172/4400 SAE |
|
Степень сжатияя |
|||
|
Диаметр цилиндра, мм |
|||
|
Ход поршня, мм |
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 внедрениюю массовых "легкосплавных двигателей". Отличительная особенность моторов нового поколения - открытая сверху рубашка охлаждения, что самым 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 большие допуски и требуют, соответственно, большего 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 коленчатого вала. Алюминиевый (точнее, легкосплавный) картер выполнен как одно целое с залитыми в него стальными крышками подшипников коленчатого вала 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, напоминающей скорее 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.
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.
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 - несколько больше 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 маслу. 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 не часто).
Очередное радикальное нововведение - в приводе ГРМ теперь используется однорядная цепь с малым шагом (8 мм). С одной стороны - это плюс к надежности (не порвется), 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. 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 самой цепи - растяжение - тем большее, чем длиннее сама цепь. Лучше всего дело с этим обстоит в нижневальном движке, где цепь самая 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.
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 разместить его максимально близко к двигателю. Но если установить его сразу за выпускным коллектором (как, например, в Ipsum"е), сильно (и совершенно напрасно) перегревается подкапотное пространство, дополнительно греется радиатор и т.п. 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 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.
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 натяжитель, 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 "четырехдырочным" распылителем, установленные не на коллекторе, а в головке блока цилиндров.
|
Схема системы впрыска (1ZZ-FE для USA). 1 - электропневмоклапан системы улавливания паров топлива, 2 - адсорбер, 3 - аккумулятор, 4 - датчик температуры воздуха на впуске, 5 - воздушный фильтр, 6 - электропневмоклапан продувки адсорбера, 7 - датчик давления паров топлива, 8 - регулятор давления топлива, 9 - реле топливного насоса, 10 - датчик положения дроссельной заслонки, 11 - клапан ISCV, 12 - электронный блок управления, 13 - индикатор "CHECK ENGINE", 14 - выключатель запрещения запуска, 15 - усилитель кондиционера, 16 - датчик скорости, 17 - выключатель стартера, 18 - разъем DLC3, 19 - датчик абсолютного давления во впускном коллекторе, 20 - форсунка, 21 - катушка зажигания, 22 - датчик положения распределительного вала, 23 - датчик детонации, 24 - датчик температуры охлаждающей жидкости, 25 - датчик положения коленчатого вала, 26 - кислородный датчик B1S1, 27 - кислородный датчик B1S2 (только внешний рынок), 28 - катализатор. |
Система зажигания . На ранней версии для внешнего рынка 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.
Резюме
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...
Давным-давно, в одной далекой при далекой галактике один наш постоянный клиент решил купить внедорожник, но поскольку обладал ограниченным бюджетом, колебался между почти новой нивой шевроле и не молодым RAV4.
И вот, наконец, свершилось. К нам заехал RAV4 2001 года с двигателем 1ZZ-FE 1,8 литра и душещипательной историей счастливого нового владельца. Поскольку покупался автомобиль в соседней области, на местном СТО задрали на подъемник, померили компрессию, которая оказалась 11 во всех горшках и поставив оценку отлично отпустили восвояси. Но не тут то было! По дороге домой выяснилось, что машина ест масло ведрами. Причина кроется в заводской недоработке. На двигателях 1ZZ-FE до 2004 года в канавке маслосъемного кольца поршня было всего два дренажных отверстия, при пробеге 140 000 они закоксовывались и кольца залегали. Позднее в поршне стали делать по четыре отверстия с каждой стороны, что позволило решить проблему. Поэтому выход один: меняем старые поршня на поршни нового образца, а так же кольца и шатунные вкладыши. Поршень комплект 13101-22180. По подбору запчастей неплохо написано в этой статье . Да кстати предыдущий владелец усугубил данную ситуацию, заливая родимое масло Л… (ну вы поняли) – это надо же так не любить японцев.
Описание
Отсоединяем минусовую клейму аккумулятора. Снимаем модули зажигания, воздушный фильтр с корпусом. Сливаем антифриз и масло. Разъединяем топливную магистраль.
Отсоединяем разъемы форсунок и снимаем топливною рампу. Уплотнительные колечки придется заменить.
Отсоединяем все патрубки, идущие от дроссельного узла, отворачиваем две гайки и три болта на 12 впускного коллектора.
Снимаем коллектор вмести с дросселем. Отсоединяем всю электрику с генератора и стартера, а так же с компрессора кондиционера и ДД.
Так же все со стороны коробки и убираем жгут проводов, что бы не мешал.
Отсоединяем приемную трубу от выпускного коллектора.
В несколько проходов сначала ослабляем, а потом и откручиваем 19 болтов крышек подшипников распредвалов, обязательно в указанной последовательности.
Снимаем крышки подшипников и аккуратно укладываем их так же как сняли.
Снимаем распределительные валы. Вал впускных клапанов длиннее.
Аналогичным образом в несколько проходов ослабляем и выкручиваем 10 болтов крепления головки блока цилиндров. Обязательно в указанной последовательности. Пренебрегая последним правилом вы рискуете минимум отвезти головку на шлифовку, а максимум приобрести другую.
С болтами снимаем и шайбы, а так же метим и снимаем толкатели клапанов. Снимаем ГБЦ.
И старую прокладку.
Откручиваем очень много болтов и две гайки масленого поддона и снимаем его. Он на герметике, поэтому придется повозится.
Откручиваем по два болта каждой крышки шатуна и аккуратно, разболтав ее снимаем. Вкладыш должен остаться в крышке. Если нет, снимаем их с коленвала и вкладываем обратно в крышку. Метим с какого цилиндра каждая крышка. Не перепутайте. Перед крышки подшипника помечен отливом.
Выталкиваем поршня с шатунами наверх.
Видим залегшие маслосъемные кольца.
Кольца закоксовались до такого, что я выковыривал их ножом, дренажные отверстия были забиты наглухо.
Пока мы разбираемся с поршневой, в соседнем боксе специалист Серега колдует над головкой. Померев плоскость, радует нас тем, что на шлифовку отдавать не надо.
А вот что было с клапанами и каналами. Здесь без комментариев.
Ну и как самому молодому чистить все это мне, а говорят у нас демократия. Я чистил, Серега менял сальники клапанов. Вечерело.
Получив собранную ГБЦ я отправился собирать двигатель. Ну, здесь все как в книжке.
Если шатунные вкладыши имеют задиры – в замену.
Шлифовать коленвал не будем, так как клиент и так уже выходит за бюджет. За те деньги которые стоит полная капиталка, можно притащить контрактник 2005 года. На вкладышах с обратной стороны имеется маркировка, по ней и заказываем новые.
Из старого поршня выбиваем палец, предварительно выковыряв стопорное колечко. Метем на шатуне перед, а так же номер цилиндра.
Собираем новый.
Ставим с одной стороны поршня стопорное кольцо.
Совмещаем метки перед на поршне и шатуне. Смазываем моторным масло новый поршневой палец и, используя большой палец правой руки, запрессовываем поршневой на место.
Ставим второе стопорное кольцо. Таким же образом все четыре.
Проверяем зазоры в новых поршневых кольцах. Вставляем кольца по очереди в тот цилиндр, где они впоследствии будут работать.
Поршнем проталкиваем на глубину 110 мм.
Замеряем зазор.
Минимальный зазор для первого компрессионного — 0,25 мм, для второго — 0,35 и для маслосъемных – 0,15 мм. Если меньше придется подточить. Максимальный 1,05 1,2 и 1,05мм соответственно.
На некоторых кольцах имеются метки, они должны смотреть вверх. Ставим все на свое место, первое компрессионное, второе, два скребка маслосъемного и расширитель.
Обезжириваем прилегающие поверхности шатуна и вкладыша. Вкладываем новые вкладыши в шатун и крышку. Маслом не смазываем и следим, чтобы ничего не попало под вкладыши.
Разворачиваем кольца замками как показано схематично на фото.
1 – замок первого компрессионного кольца
2 – замок нижнего скребка маслосъемного кольца
3 — замок второго компрессионного кольца
4 — замок верхнего скребка маслосъемного кольца
Смазываем чистым маслом оправку для колец, сжимаем кольца и ставим поршень в цилиндр. Не забываем про метку «перед».
Деревянной ручкой молотка проталкиваем поршень. Смазываем чистым маслом шейки коленвала, а так же вкладыши. Ставим на место крышки шатунных подшипников. Не перепутайте номера и направление. Подтягиваем болты от руки. Затягиваем все болты моментом 20 Н*м, после чего доворачиваем еще на 90 градусов. Прокручиваем коленчатый вал, он должен вращаться легко без заеданий. Ставим на место масляный поддон и новую прокладку головки.
Очищаем все болты головки, а так же отверстия в блоке от масла и грязи. Ставим ГБЦ на место. Затягиваем болты в несколько проходов, в определенной последовательности моментом 49 Н*м и доворачиваем на 90 градусов.
Ставим на место толкатели клапанов. Все смазываем маслом.
Распредвалы, шпонка на лицевой стороне должна смотреть вверх.
Устанавливаем крышки подшипников распредвалов в соответствии с направлением и номером. Впускные I2 I3 I4 I5 и выпускные Е2 Е3 Е4 Е5. Стрелка указывает направление «перед».
Равномерно затягиваем болты, в указанной последовательности. После предварительной обтяжки болтов №9, закручиваем все остальные в несколько проходов. Момент затяжки болтов №9 – 23 Н*м, остальных – 13 Н*м.
Далее устанавливаем привод ГРМ, Заливаем хорошее новое масло и антифриз. Что бы убрать воздушную пробку можно поочередно снять шланги печки, они как раз в самом верху. После окончательной сборки, не подключая разъемы форсунок, прокручиваем стартером двигатель, несколько подходов секунд по пять. Подключаем форсунки и, выжав сцепление заводим. У меня, перед тем как завестись, дважды залило свечи. После того как заведется, доем поработать на холостых оборотах, глушим, проверяем антифриз, доливаем. И так несколько раз. После того как воздушная пробка устранилась, прогреваем до срабатывания вентилятора охлаждения и глушим. Даем остыть, проверяем антифриз и повторяем еще два три раза. После можно ездить, но только первые 200 — 300 км бережем двигатель, больше 3000 оборотов стараемся не давать и главное не перегреть. Дальше по желанию, но лучше первую тысячу накатать спокойно.
Видео: «Двигатель Toyota 1ZZ-FE (обзор конструкции)»
Удачи на дорогах. Ни гвоздя, ни жезла.
Владельцы машин Toyota сталкиваются с проблемой большого расхода масла после пробега 100-200 тысяч километров. Многие убеждены, что двигатели фирмы Toyota одноразовые и ремонту не подлежат. В этой статье рассматривается миф о ремонтопригодности двигателей фирмы Toyota.
Характеристики двигателя 1ZZ
Объем двигателя 1ZZ-FE – 1,8 л, диаметр цилиндра 79 мм, ход поршня 91,5 мм. Это улучшает тягу на низких оборотах. Мощность мотора колеблется от 120 л.с. до 143 л.с. Двигатель экономичен по расходу топлива (компактная камера сгорания снижает тепловые потери через свои стенки). Вес мотора – около 100 кг. Ресурс двигателя 1ZZ-FE низкий – приблизительно 200 тысяч км (именно поэтому автолюбители считают этот мотор проблемным).
Двигатель 1ZZ-FE
Двигатель Toyota 1ZZ-FE поставлен на конвейер с 1998 года. Эти силовые агрегаты стоят на различных авто классов C и D. Блок цилиндров из алюминиевого сплава (использовано литье под давлением), в цилиндрах стоят чугунные гильзы. Поэтому двигатель относят к разряду «легкосплавных двигателей». На двигателях ZZ стоят «лазерно-напыляемые» седла клапанов, которые в четыре раза тоньше обычных и потому быстрее охлаждаются.
Знаете ли вы? Двигатель 1ZZ-FE выпускается в Буффало (штат Западная Виргиния).
Отличительная особенность моторов Toyota 1ZZ-FE – рубашка охлаждения, открытая сверху (это негативно влияет на жесткость блока и конструкции целиком). В блоке цилиндров есть алюминиевый картер (в него залиты посадочные места из металла под коренные подшипники), который связывает опоры коленчатого вала. Картер делает блок цилиндров более жестким. Поскольку диаметр и длина шеек коленчатого вала небольшие, то нагрузки на них возрастают, а потому износ повышается.
Поршень напоминает по форме деталь дизеля (камера находится в поршне). Юбка поршня несколько уменьшена: это уменьшает затраты на трение при небольшом рабочем ходе, но охлаждение поршня падает. Т-образные поршни на «Тойотах» часто стучат при перекладке (отзывы автолюбителей о двигателях 1ZZ подтверждают такой факт).
Форсированный 2ZZ-GE
Объем двигателя 2ZZ-GE (разработан для спортивных моделей авто) – 1,8 л, диаметр цилиндра – 82 мм, ход поршня – 85 мм. Мотор оснащен впрыском топлива MFI. Газораспределительная система устроена по схеме DOHC. Есть 4 клапана на цилиндр и дополнительная функция двигателя vvt-i (это позволяет регулировать высоту поднятия клапанов в механизме изменения фаз газораспределения). Мощность двигателя возросла, а объем цилиндров не изменился.
Степень сжатия – 11,5:1. Поэтому очень высокие требования к бензину (заливать можно бензин 95+). Сила двигателя: от 164 л.с. до 225/240 л.с. (должен быть чарджер с внутренним охлаждением).
Масляный насос двигателя 2ZZ-GE – это его уязвимое место: любое масляное голодание приводит к поломке (насос может разлететься на кольца). Модель 2ZZ – единственная в серии двигателей ZZ, которая идет с шестиступенчатой механической коробкой передач или с четырехскоростными типтрониками. С обеими коробками выпускается только двигатель 4GR-FSE.
3ZZ-FE/4ZZ-FE
Объем двигателя 3ZZ-FE – 1,6 л. Мощность двигателя 3ZZ-FE – 109 л.с. Диаметр цилиндров – 79 мм, ход поршня – 81,5 мм. Двигатель 3ZZ-FE представляет собой мотор 1ZZ-FE, но с сокращенным рабочим объемом цилиндров. Диаметр цилиндра идентичен 1ZZ-FE, а поршневой ход укорочен.
Интересный факт! Двигатель 3ZZ-FE разработан и выпущен в Японии.
Газораспределительный механизм – это 16-клапанная схема DOHC (4 клапана на цилиндр) с системой VVT-i. На приводе распределительных валов стоит однорядная цепь с натяжителем и успокоителем. Впрыск топлива данного двигателя – электронный EFI. Степень сдавливания – 10,5:1.
Особенностью являются SMP поршни из двигателя 1ZZ-FE. Моторное масло требуется невысокой вязкости.
Объем двигателя 4ZZ-FE (это уменьшенная модель двигателя 3ZZ-FE) – 1,4 л. Диаметр цилиндра – 79,0 мм, ход поршня – 71,3 мм. Сила мотора – 95 л.с.
Внимание! На этих двигателях запрещено использование спиртового антифриза и обычной воды для системы охлаждения.
Неисправности и проблемы 1ZZ
Характеристики двигателя 1ZZ-FE (читай выше) неплохие, но это не страхует от возникновения проблем с работой мотора. Рассмотрим некоторые проблемы, которые могут возникнуть с двигателем 1ZZ, поговорим о неисправностях и о возможности их устранения. Неисправности двигателя 1ZZ и их причины:
Повышенное потребление масла двигателя 1ZZ.
Если мотор выпущен до 2002 года, то придется поменять маслосъемные кольца (год их выпуска должен быть младше 2005 года). После этого остается просто долить масло в мотор до 4,2 л. Раскоксовка при повышенном потреблении масла на моторе 1ZZ-FE не поможет.
Стук и шум в двигателе 1ZZ-FE. Такое случается, если пробег авто сверх 150 тысяч км. Проблема скрывается в удлинении цепи ГРМ – ее нужно заменить. Если цепь в порядке, то проверьте натяжитель приводного ремня. Клапана на 1ZZ-FE стучат крайне редко, потому частая регулировка не требуется.
Плавающие обороты. В этом случае надлежит промыть блок дроссельной заслонки и клапан холостого хода.
Двигатель 1ZZ-FE вибрирует. Это особенность конструкции мотора. Если вибрация усилилась, то осмотрите заднюю подушку двигателя. Двигатель 1ZZ боится перегрева, потому может произойти потеря геометрии – придется менять блок цилиндров.
Внимание! Двигатель 1ZZ ремонту не подлежит. Если год выпуска ДВС после 2005 года, и вы его эксплуатировали в щадящем режиме и вовремя обслуживали, то прослужит он вам долго.
Ремонтопригодность двигателя Toyota 1ZZ
Двигатель 1ZZ считается одноразовым: цилиндропоршневой капитальный ремонт невозможен, перегильзовать блок невозможно.
Возможен только ремонт коленчатого вала для 1ZZ-FE японского производства (размер вкладышей коленвала – это проблема).
На двигателях ZZ стоят легкосплавные седла клапанов. Они очень тонкие и потому улучшают охлаждение клапанов. Диаметр камеры сгорания небольшой, но при этом расширился диаметр впускных и выпускных портов, а диаметр стержня уменьшился (с 6 до 5,5 мм) – это улучшает поступление воздуха через порт. Но такая конструкция ремонту не подлежит.
Цепь натяжения (однорядная роликовая с малым шагом 8 мм) надлежит менять каждые 150 тысяч км (иначе она удлинится, и будут проблемы: шум в работе мотора, ошибки по фазам газораспределения из-за несинхронной работы коленчатого и распредвала).
Масляный фильтр помещен в бак (закреплен на кронштейне рядом с насосом), потому его сложнее менять. Но тот факт, что масляный фильтр расположен отверстием вверх, прекрасно решает проблему с давлением масла при работающем моторе.
Двигатель 1ZZ-FE применяется для установки на автомобили Toyota Corolla CE / LE / S, Fielder, Runx (Япония), Toyota Allion, Toyota Premio, Toyota Vista и Vista Ardeo, Toyota Will, Pontiac Vibe, Toyota Celica GT, Toyota Avensis, Toyota RAV4, Lotus Elise и другие.
Основные принципы при построении двигателя были – высокая производительность, легкий и компактный размер, низкие выбросы. Особенностями двигателя 1ZZ-FE являются кованые шатуны, цельнолитой коленчатый вал и впускной коллектор из пластика. Серия ZZ это первый полностью алюминиевый двигатель Toyota.
Характеристики двигателя Toyota 1ZZ-FE 1.8 Королла, Филдер, Авенсис, РАВ 4
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Конфигурация | L |
| Число цилиндров | 4 |
| Объем, л | 1,794 |
| Диаметр цилиндра, мм | 79 |
| Ход поршня, мм | 91,5 |
| Степень сжатия | 10 |
| Число клапанов на цилиндр | 4 (2-впуск; 2-выпуск) |
| Газораспределительный механизм | DOHC |
| Порядок работы цилиндров | 1-3-4-2 |
| Номинальная мощность двигателя / при частоте вращения коленчатого вала | 92-107 кВт - (120-140 л.с.) / 6000 об/мин |
| Максимальный крутящий момент / при частоте вращения коленчатого вала | 161-179- Н м / 4200 об/мин |
| Система питания | мультиточечная система впрыска топлива (MPFI) |
| Рекомендованное минимальное октановое число бензина | 92 |
| Экологические нормы | Евро 4, Евро 5 |
| Вес, кг | 102 |
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. Двигатель имеет жидкостную систему охлаждения закрытого типа с принудительной циркуляцией. Система смазки комбинированная: под давлением и разбрызгиванием.
Блок цилиндров
Блок цилиндров 1ZZ-FE изготовлен из алюминиевого сплава. Цилиндры представляют собой чугунные гильзы. Блок цилиндров не подлежит ремонту.
Головка блока цилиндров
Головка блока цилиндров 1ZZ-FE легкосплавная. Привод распределительных валов осуществляется однорядной роликовой цепью. Для изменения характеристик двигателя на низких и высоких частотах вращения применена система изменения фаз газораспределения (VVT-i), что помогает обеспечить отличную топливную экономичность.
Впускной и выпускной клапаны
Общая длина клапана 88,65 мм. Диаметр тарелки впускного клапана 31 мм, выпускного – 26 мм. Диаметр стержня впускного клапана - 5,470-5,485 мм. Диаметр стержня выпускного клапана - 5,465-5,480 мм.
Коленчатый вал
Поршень
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Диаметр, мм | 78,925 - 78,935 |
Диаметр поршневого пальца – 20 мм.