Легкий и выносливый двигатель серии 2AZ появился в линейке Тойота в 2000 году. Он стал заменой уже изрядно пожившей , а на конвейере пробыл почти 10 лет в массовом производстве. Основная линейка была представлена мотором с обозначением FE. Но сегодня мы поговорим о двух его модификациях. Это 2AZ-FSE и 2AZ-FXE. Традиционная для этого времени разработки конструкция и довольно сложная электроника сделала моторы вполне надежными, но прибавила ряд недостатков.
Японские разработчики выжали из легких алюминиевых блоков практически все, что можно было выжать в данных условиях. Учитывая отсутствие турбонаддува, ресурс для значительного тюнинга остается. Интересно, что данные моторы являются одноразовыми, алюминиевый блок цилиндров не растачивается. Впрочем, двигатели служат без проблем 300 000 км пробега, в ряде автомобилей фиксировался пробег в 400 000 км.
Технические характеристики двигателей 2AZ-FSE и 2AZ-FXE
ВНИМАНИЕ! Найден совершенно простой способ сократить расход топлива! Не верите? Автомеханик с 15-летним стажем тоже не верил, пока не попробовал. А теперь он экономит на бензине 35 000 рублей в год!
Данные агрегаты стали специализированными доработками версии FE и получили свои особые характеристики. В частности, была увеличена компрессия в цилиндрах, несколько изменена конструкция впрыска.
Можно выделить ряд общих технически характеристик для моторов:
| Рабочий объем | 2.4 л |
| Количество цилиндров | 4 |
| Количество клапанов | 16 |
| Впрыск топлива | D-4 (непосредственный впрыск); EFI (инжектор) |
| Мощность двигателя | 148-177 л.с. |
| Крутящий момент | 200-220 Н*м |
| Топливо | бензин 95 |
| Расход топлива (FSE) в городе | 8-13 л /100 км |
| Расход топлива (FXE гибрид) | 3.5-5 л / 100 км |
| Блок цилиндров | алюминий |
| Степень сжатия | 11-12.5 |
| Ресурс | 300-350 тысяч км |
Проблема в том, что FXE устанавливали на большой ряд автомобилей, и в каждом варианте были свои характеристики. Также за время выпуска мотора компания провела не менее четырех крупных модификаций, в которых игралась со степенью сжатия и мощностью двигателей. Поэтому заявлять более точно о характеристиках можно только при осмотре конкретного экземпляра силового агрегата.
На какие автомобили ставили 2AZ?
Модель FSE была специально спроектирована и доработана для автомобиля . Больше ни на одно авто этот агрегат не ставили. А вот FXE создали для применения в гибридных установках, поэтому спектр использования агрегата оказался гораздо шире:
- Toyota Alphard гибрид.
- Toyota Estima гибрид.
- Lexus HS 250h (2010-2012).
- Toyota Sai (2009).
Проблемы и типичные неполадки моторов линейки 2AZ
Особые серии этого двигателя не показывали каких-либо серьезных неполадок в течение своего усредненного ресурса в 300 000 км. Затем разваливается весь мотор постепенно, и проводить капитальный ремонт нет никакой возможности. Начало проблем считается лучшим временем для поиска мотора для свапа.
Есть несколько важных особенностей работы двигателя:
- на холостых оборотах агрегат вибрирует, это конструктивная особенность модели;
- при движении часто наблюдается эффект тряски, особенно на малых оборотах;
- форсунки с удовольствием засоряются, чистка стоит довольно дорого;
- электронная дроссельная заслонка нередко требует обслуживания на сервисе;
- мотор троит на холодную, это лечится только реставрацией топливной системы;
- приходится регулярно менять маслосъемные кольца (колпачки), чтобы избежать перебоев в работе.
И если подергивания на холостых являются просто конструктивной особенностью, то остальные минусы можно назвать недоработкой инженеров. Не очень надежная система ТНВД, простой, но дорогой в обслуживании VVT-i – все это усложняет ремонт и эксплуатацию. К тому же, цена запчастей высокая. Замена форсунок, к примеру, станет неподъемной задачей для многих владельцев Авенсис.
Главные преимущества агрегатов FSE и FXE серии 2AZ
Судя по отзывам, многие проблемы можно вылечить, благодаря наличию на рынке аналоговых запчастей. К примеру, можно поискать подушки ДВС, которые будут более мягкими, чем заводские. Это решает вопрос вибрации и делает поездку более комфортной.
Среди преимуществ также можно назвать систему охлаждения. При рабочей температуре в районе 95 градусов антифриз никогда не перегревается. Можно ехать на высоких оборотах и в сложных условиях, не опасаясь губительного перегрева мотора.
Менять масло можно 1 раз в 10 000 км, нет необходимости лить свежую смазку раньше. Алюминиевые блоки ходят долго, практически не изнашиваются. Поэтому срок службы при таком режиме обслуживания будет достойным.
Есть жалобы на лямбда-зонд, который сильно увеличивает расход топлива при поломке. Просто посмотрите заводской каталожный номер лямбда-зонда именно для вашей модификации и купите оригинальную деталь от Тойота. Любые аналоги не будут работать так, как оригинал.
Выводы про двигатели 2AZ FXE и FSE от Тойота
Это отличные силовые агрегаты, отзывы о которых подтверждают их высокое качество и оптимальный технический арсенал. Долговечная эксплуатация, отсутствие серьезных детских болезней и хорошие характеристики создают базу для удачной эксплуатации двигателя в течение многих лет. При покупке б/у агрегата для свапа проверьте пробег, иначе вы можете купить умирающий двигатель.
Существуют готовые комплекты для тюнинга мотора. К примеру, набор T04E способен дать двигателю турбину и около 300 л.с. мощности. Правда, ресурс в таком случае сильно уменьшается. Массовость данных агрегатов сделала доступными подержанные запчасти, а также различные недорогие аналоги.
Двигатель Toyota 2AZ-FE/FSE/FXE 2.4 л.
Характеристики двигателя Тойота 2AZ
| Производство | Toyota Motor Manufacturing Kentucky, Inc. Kamigo Plant Shimoyama Plant |
| Марка двигателя | Toyota 2AZ |
| Годы выпуска | 2000-наши дни |
| Материал блока цилиндров | алюминий |
| Система питания | инжектор |
| Тип | рядный |
| Количество цилиндров | 4 |
| Клапанов на цилиндр | 4 |
| Ход поршня, мм | 96 |
| Диаметр цилиндра, мм | 88.5 |
| Степень сжатия | 9.6 9.8 11 12.5 (см. описание) |
| Объем двигателя, куб.см | 2362 |
| Мощность двигателя, л.с./об.мин | 149/6000
160/5600 162/5600 170/6000 (см. описание) |
| Крутящий момент, Нм/об.мин | 187/4400
218/3800 220/4000 224/4000 (см. описание) |
| Топливо | 95 |
| Экологические нормы | Евро 5 |
| Вес двигателя, кг | 138 |
| Расход топлива, л/100 км (для RAV4 XA20)
- город - трасса - смешан. |
13.0 8.6 10.8 |
| Расход масла, гр./1000 км | до 1000 |
| Масло в двигатель | 5W-30
10W-30 |
| Сколько масла в двигателе | 4.3 (2AZ-FE) 3.8 (2AZ-FSE) |
| Замена масла проводится, км | 10000
(лучше 5000) |
| Рабочая температура двигателя, град. | ~95 |
| Ресурс двигателя, тыс. км
- по данным завода - на практике |
н.д. 300+ |
| Тюнинг
- потенциал - без потери ресурса |
400+ н.д. |
| Двигатель устанавливался | Toyota Camry Solara Toyota Ipsum Toyota Alphard Toyota Blade Toyota Mark X Zio Toyota Sai Lexus HS 250h Scion tC Scion xB Pontiac Vibe |
Неисправности и ремонт двигателя 2AZ-FE/FSE/FXE
Двигатель 2AZ появившийся в 2000 году, пришел на замену 2.2 литровому , и представляет собой , с расточенными цилиндрами до диаметра 88.5 мм (было 86 мм) и длинноходным коленвалом (96 мм против 86 мм). В картере располагается уравновешивающий механизм в виде двух балансирных валов, для снижения вибраций и плавности работы. В остальном перед нами такой же 1AZ с алюминиевым блоком, одинарным VVTi, электронной дроссельной заслонкой и прочим.
Модификации двигателя Toyota 2AZ
1. 2AZ-FE - базовый мотор, степень сжатия 9.6. Мощность от 160 л.с. В 2008 году в мотор внесли коррективы, заменили распредвалы на чуть более агрессивные, степень сжатия выросла до 9.8, мощность составила 166 л.с.
2. 2AZ-FSE - аналог 2AZ-FE, используется непосредственный впрыск топлива, степень сжатия увеличена до 11, мощность 163 л.с. Выпуск мотора прекращен в 2009 году
3. 2AZ-FXE - двигатель для гибридов, работает по циклу Аткинсона. Отличается другими распредвалами, поршнями и высокой степенью сжатия - 12.5. Мощность мотора 130 и 150 л.с.
Неисправности, проблемы 2AZ и их причины
Проблемы моторов 2AZ в точности повторяют таковые в движке ибо конструкция двс одна: типичный для AZ срыв резьбы в блоке, вибрация, дерганность и прочее. Двигатель 2AZ, как и 1AZ, несмотря на неремонтопригодный блок цилиндров, при нормальном уходе и своевременной замене масла, с удовольствием откатает более 300 тыс. км, что весьма недурно для современного мотора. В 2008 году, на смену 2AZ, пришел новый современный мотор, выпускающийся и сегодня - 2AR .
Тюнинг двигателя Toyota 2AZ-FE/FSE/FXE
Турбина на 2AZ-FE/FSE/FXE
На двигатель 2AZ в продаже имеются готовые решения по увеличению мощности двигателя до 300 л.с. и более. Наиболее распространены турбо киты на базе T04E. Покупаем этот турбо кит с интеркулером, коллектором, пайпами, форсунками, насосом, маслосливом и маслоподачей, блоу-офом, вестгейтом, ECU и прочим. К этому добавим толстую прокладку ГБЦ, надуваем 0.7 бар и ездим пока не развалится, после чего есть два варианта.
1. Купить кованую поршневую под низкую степень сжатия и увеличить давление наддува.
2. Купить .
Предсказать ресурс цепи довольно сложно - в редких случаях она не требует замен вплоть до 300 тыс. км пробега, но порой критически удлиняется и к 150 тыс. км (что проявляется шумом в работе, особенно после запуска, и ошибками по фазам газораспределения). При ее замене целесообразно было бы одновременно заменить и все прочие элементы привода (звездочки, натяжитель, направляющую), поскольку бывшие в эксплуатации элементы способствуют быстрому "старению" и новой цепи, но поскольку звездочка впускного распредвала идет в сборе с приводом VVT (~$120), то этой рекомендации следуют не все. Относительно частых замен требует гидронатяжитель цепи, однако эта операция выполняется снаружи, без снятия крышки цепи.
Смазка
В блоке находятся масляные форсунки охлаждения и смазки поршней.
Впуск и выпуск
Расположение коллекторов характерно скорее для тойотовских двигателей предыдущего поколения - впуск сзади, выпуск спереди. Заметное нововведение - пластиковый впускной коллектор (для снижения веса и стоимости, и уменьшения нагрева воздуха на входе в двигатель), оказалось достаточно беспроблемным даже для зимних условий.
Система впрыска топлива (EFI)
Впрыск топлива - традиционный распределенный, в нормальных условиях - секвентальный. В некоторых режимах (при низких температурах и небольшой частоте вращения) может использоваться попарный впрыск. Кроме того, может выполняться впрыск синхронизированный (один раз за цикл, при одном и том же положении коленчатого вала, с коррекцией продолжительности впрыска) или несинхронизированный (одновременно всеми форсунками).
Форсунки с многоточечным распылителем оптимизированы для мелкодисперсного рассеивания топлива.
В 2001-2003 выпускалась модификация с механическим приводом дроссельной заслонки и классическим регулятором холостого хода типа "rotary solenoid".
Однако на большинстве моделей изначально устанавливалась дроссельная заслонка с электронным управлением (ETCS): привод двигателем постоянного тока, двухканальный потенциометрический датчик положения (к MY2003 заменен на бесконтактный двухканальный датчик на эффекте Холла), плюс отдельный датчик положения педали акселератора (изначально потенциометрический, с тип "2006 - на эффекте Холла). ETCS выполняет функции управления частотой вращения холостого хода (ISC), круиз-контроля и контроля крутящего момента при переключении передач.
Парные кислородные датчики (89465) перед двойным нейтрализатором,
- один кислородный датчик (89465) перед нейтрализатором и один - после,
- один датчик AFS (89467) перед нейтрализатором и кислородный датчик (89465) - после,
- парные датчики AFS (89467) перед двойным нейтрализатором и парные кислородные датчики (89465)
- после...
Датчики положения коленчатого и распределительного валов оставались традиционными индуктивными.
К MY2003 был внедрен плоский широкополосный пьезоэлектрический датчик детонации, в отличие от старых датчиков резонансного типа он регистрирует более широкий диапазон частот вибраций.
На североамериканском рынке ECM приходилось также выполнять управление запредельно сложной, по сравнению с версиями для Европы или Японии, и капризной системой улавливания паров топлива (EVAP), которая заслуживает отдельного разговора.
На тип "2006 некоторых рынков с жесткими эко-нормами на впуске появился привод IMRV, который при работе непрогретого двигателя на холостом ходу перекрывает впускные каналы особыми заслонками, благодаря чему создаются сильные завихрения, способствующие турбулизации заряда и улучшению эффективности процесса сгорания.
Стартер - с планетарным редуктором и сегментной обмоткой якоря, вместо обмотки возбуждения устанавливаются постоянные и интерполяционные магниты.
Генератор - после MY2003 появились новые генераторы с сегментным проводником. С MY2006 появилась обгонная муфта с пружиной между внутренней и внешней частями шкива, которая передает крутящий момент только в направлении вращения коленвала, снижая нагрузку на приводной ремень.
Привод навесных агрегатов - единым ремнем, с автоматическим пружинным натяжителем. Достоинство решения - компактность (габариты силового агрегата), недостатки - больше нагрузка на единый ремень, желательность менять натяжитель одновременно с ремнем, невозможность при поломке сбросить ремень заклинившего агрегата (из-за приводы помпы).
 |
Практика
| . Главный дефект всех двигателей серии AZ проявился не сразу, но оказался более чем критичным и массовым. В процессе эксплуатации этих моторов происходит самопроизвольное разрушение резьбы в блоке цилиндров под болты крепления головки, с нарушением герметичности газового стыка, утечкой охлаждающей жидкости через прокладку, возможным перегревом, нарушением геометрии привалочной плоскости головки и т.п. печальными последствиями. Причем владельцы и многие ремонтники изначально даже не допускали мысли о конструктивном просчете со стороны Тойоты и путали причину со следствием, полагая, что "срыв" головок и вытягивание резьбы происходили из-за перегревов различной природы, тогда как в реальности все было наоборот. Официально проблему признали только в 2007-м, после некоторой доработки (длину резьбы в блоке увеличили с 24 до 30 мм). "Лечить" сорванные головки производитель рекомендовал заменой блока цилиндров в сборе (примеры дефектных деталей - 11400-28130,-28490,-28050, цена $3-4k). Поскольку вне гарантии этот подход был неприемлем, то на практике наиболее оптимальным оказался вариант ремонта с нарезкой резьбы большего диаметра и установкой в нее резьбовых втулок под болты штатного размера (рекомендуется доработать все отверстия, не ограничиваясь только уже вырванной резьбой, и заменить болты крепления новыми). А в 2011-м уже сами тойотовцы официально рекомендовали специальный ремкомплект серии "Time Sert" для установки резьбовых втулок при ремонте негарантийных машин (единственное, они предписывали не ставить втулки в угловые отверстия). В сравнении с этим другие возможные неисправности серии воспринимаются досадными мелочами. Традиционные для тойот с VVT проблемы с треском после холодного запуска или с появлением кодов по фазам газораспределения или системе VVT. Производитель предписывал замену привода VVT (звездочки впускного распредвала в сборе) на очередную, актуальную на тот момент версию. На машинах первых лет выпуска на холостом ходу или при небольшом ускорении мог противоестественно шуметь пластиковый впускной коллектор, который предписывалось менять на модифицированный образец. Разумеется, что проблемы с течью и шумом насоса охлаждающей жидкости не обошли и серию AZ. По аналогии со всеми современными двигателями Toyota, помпу следует просто считать еще одним расходником с нормальным ресурсом 40-60 тыс.км. Ограниченный ресурс обгонной муфты шкива генератора. Если для моторов первых выпусков проблемы повышенного расхода масла на автомобилях с небольшим пробегом не существовало, то после модификации и появления тип "2006 сработал некий закон сохранения - вместо проблем с резьбой начались проблемы с угаром (видимо по причине быстрого залегания колец, которое спонтанно поражает некоторые модели современных тойотовских двигателей). Впрочем, вред от этих дефектов все равно несопоставим. Так или иначе, при расходе масла свыше 500 мл на 1000 км производитель предписывает замену комплекта поршней (пример дефектных деталей - 13211-28110, -28111) и поршневых колец.
Похожая процедура предлагается на североамериканском рынке - для 2007-2009 Camry, 2007-2008 Camry Solara, 2009 Corolla, 2009 Corolla Matrix, 2006-2008 RAV4, 2007-2009 Scion tC, 2008-2009 Scion xB с 2AZ (всего ~1.715.200 автомобилей) действует расширенная гарантия (Warranty Enhancement Program ZE7) на 10 лет или 150 т.миль, по которой в случае высокого расхода масла предусматривается бесплатная замена поршней.
|
. Что же касается постепенного увеличения расхода масла с "возрастом" (условно - на второй сотне тысяч пробега и далее)... Не прогрессирующий угар в пределах 200-300 мл / 1000 км при нормальной эксплуатации можно считать приемлемым (хотя при длительной езде с высокими оборотами возможны одномоментные скачки расхода), при более существенном или растущем угаре необходимо вскрытие. В самом лучшем случае вопрос может быть решен только переборкой с заменой поршневых колец и маслосъемных колпачков. Но если помимо угара масла работа двигателя сопровождается повышенным шумом (стук при перекладке поршней), то стоит заранее приготовится к большому капремонту - на серии AZ отмечаются случаи ухода на эллипс цилиндров без признаков выработки, но гораздо чаще на относительно пожилых моторах происходит сильный износ гильз.
- Для некоторых регионов выпускались специфичные модификации под этилированный бензин, лишенные системы VVT-i, без нейтрализатора и сопутствующих элементов системы управления.
| 1AZ-FSE (2.0 D-4) / 2AZ-FSE (2.4 D-4) |
 |
1AZ-FSE, 2AZ-FSE - поперечного расположения, с непосредственным впрыском, для исходно-переднеприводных легковых автомобилей, вэнов и паркетников. Устанавливались на модели: Allion/Premio 240, Avensis 220..250, Caldina 240, Gaia, Isis, Nadia, Noah/Voxy 60, Opa, RAV4 20, Vista 50, Wish 10.
К 2009-му сняты с производства, а их место в линейке заняли двигатели серии ZR с традиционным впрыском (и системой Valvematic).
В механической части двигатели с непосредственным впрыском имеют ряд отличий от традиционных.
- Более высокая степень сжатия.
- В головке блока располагается форсунка непосредственного впрыска.
Применяются поршни с характерной формой днища, которая способствует направлению топливного факела в район свечи зажигания. Канавка верхнего кольца имеет противоизносное алюмитовое покрытие.
Модификация внутреннего рынка (тип "2004) получила несколько отличий от базовой версии: степень сжатия 10.5 вместо 9.8, трехслойная прокладка ГБЦ вместо двухслойной, изменилась форма камеры сгорания, в перемычках между цилиндрами появились наклонные каналы для циркуляции жидкости, изменились фазы газораспределения, ход впускного клапана увеличился с 8.2 до 9.4 мм, ход выпускного - уменьшился с 8.6 до 8.0 мм, на 1.1 мм уменьшилась высота поршня и несколько изменилась форма его днища.
Система впрыска топлива (D-4)
 |
Двигатели 1AZ-FSE первых выпусков имели систему управления типа D-type (с датчиком абсолютного давления), однако на Avensis 250 и ряде модификаций внутреннего рынка после 2004 внедрена система L-type с датчиком расхода воздуха.
Для традиционного двигателя с распределенным впрыском оптимальный стехиометрический состав смеси (массовое соотношение воздуха и топлива λ) составляет 14,7:1, а при значениях λ свыше 20-24 обедненная смесь уже не воспламеняется от свечи зажигания.
Двигатель же с непосредственным впрыском может работать на сверхобедненной смеси (λ до 30-40) - распыленное топливо формирует облако, сосредоточенное около свечи зажигания, и, хотя в целом по камере сгорания смесь сильно обеднена, но у свечи ее состав близок к стехиометрическому составу, что значительно облегчает воспламенение. При этом обедненная смесь в остальном объеме имеет меньшую склонность к детонации, что позволяет повысить степень сжатия и увеличить отдачу двигателя. За счет того, что при впрыскивании и испарении топлива воздушный заряд в цилиндре охлаждается, дополнительно снижается вероятность детонации и улучшается наполнение.
2. Режим двухстадийного смесеобразования. Реализуется при средних нагрузках для плавного перехода между режимами послойного и однородного смесеобразования. Впрыск топлива происходит дважды, на тактах впуска и сжатия, λ в этом режиме составляет 15-25.
Топливная система
Топливо поступает от насоса в баке (давление за регулятором ~400 кПа) к ТНВД, под высоким давлением нагнетается в топливный коллектор и, наконец, впрыскивается форсунками в цилиндры.
ТНВД . Одноплунжерный, с дозирующим и обратным клапаном, и с демпфером пульсаций давления на входе.
На ходе впуска плунжер опускается и всасывает топливо в нагнетательную камеру.
- В начале хода сжатия часть топлива возвращается обратно, пока дозирующий клапан открыт (таким образом устанавливается необходимое давление топлива в пределах 8..13 МПа).
- В конце хода сжатия дозирующий клапан закрывается и топливо под высоким давлением через открывающийся обратный клапан (50-60 кПа) нагнетается в топливный коллектор.
Усилитель форсунок (EDU)
. Форсунки управляются через отдельный усилитель, который преобразует сигнал от блока управления (12 В) в высоковольтный сигнал на форсунки, обеспечивая максимальную точность и быстродействие.
ETCS (дроссельная заслонка с электронным управлением). Привод электродвигателем по командам электронного блока управления. При запуске дроссельная заслонка приоткрывается, чтобы обеспечить подачу дополнительного воздуха, затем степень открытия определяется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. В режиме однородного смесеобразования частота вращения холостого хода регулируется перемещением дроссельной заслонки, в режиме LeanBurn управление холостым ходом осуществляется коррекцией подачи топлива при постоянном открытии дроссельной заслонки. Кроме того, ETCS выполняет функции противобуксовочной системы (TRC) и часть функций системы стабилизации (VSC).
При низких оборотах и низкой нагрузке, низкой температуре охлаждающей жидкости SCV закрыт, воздух поступает через один порт, скорость потока увеличивается, на входе в цилиндр формируется вихрь, что способствует турбулизации смеси.
- При высоких нагрузках SCV открывается и воздух поступает через оба порта.
Система EGR (модели внутреннего рынка). Система рециркуляции отработавших газов на двигателях D-4 обеспечивает подачу на впуск в режиме LeanBurn значительной доли ОГ (существенно больше объема перепуска на традиционных двигателях). При этом понижается температура сгорания смеси и уменьшается содержание оксидов азота в выхлопе, дополнительно уменьшаются насосные потери на впуске.
На выходе из клапана отработавшие газы поступают в алюминиевый коллектор EGR, который служит для равномерной подачи газов в каждый цилиндр. И привод, и коллектор EGR имеют жидкостное охлаждение.
 |
NO-нейтрализатор (модели внутреннего рынка). В выпускном тракте японских моделей устанавливался нейтрализатор NOx. При работе в режиме LeanBurn, который сопровождается повышенным выделением NOx, оксид азота взаимодействует с кислородом отработавших газов (O2) и продукты реакции накапливаются на адсорбирующем материале нейтрализатора в форме нитратов (NO2). В режиме однородного смесеобразования, при достаточно обогащенной смеси, в отработавших газах повышается содержание CO и CH и при их участии в присутствии платины диоксид азота восстанавливается до N2. Параллельно с накоплением оксидов азота, нейтрализатор также активно улавливает серу, которая занимает полезный объем адсорбирующего слоя, поэтому нормально функционировать эта схема могла только при использовании низкосернистого бензина.
Система зажигания - DIS-4, применяются свечи зажигания с центральным электродом из иридиевого сплава (изначально на внешнем рынке - Denso SK20R11 / NGK IFR6A11, с MY2003 - Denso SK20BR11 с двумя дополнительными боковыми электродами, свечи для моделей внутреннего рынка - SK20BGR11 сильнее выступают в камеру сгорания за счет shroud-части).
 |
Отличия тип "2004 от базовой версии: система управления типа L-type с датчиком расхода воздуха, привод ETCS с датчиком положения дроссельной заслонки на эффекте Холла, отказ от отдельного NO-нейтрализатора.
Практика
Кроме того, добавляется несколько специфических моментов:
Уже просто как "особенность" воспринимается склонность к появлению заметных вибраций из-за просадки и без того заниженных оборотов холостого хода при минимальных отклонениях от нормы в любом из компонентов системы управления двигателем. Порой ситуация усугубляется до провалов тяги на средних оборотах и общего падения динамики. Зачастую причину не удается установить даже методом последовательных замен, хотя в некоторых случаях помогает очистка датчика расхода воздуха, дроссельной заслонки, привода SCV, замена клапана VVT, замена наконечников катушек зажигания, иногда - глушение линии EGR. Сгладить неприятные ощущения от просадки оборотов частично помогает замена опор двигателя (в первую очередь - гидронаполненных).
Непосредственный впрыск и система управления на моторах AZ уже не имеют таких критических недостатков, как в D-4 первого поколения, и требуют куда меньшего внимания. При работах с топливной системой рекомендуется крайне осторожно обращаться с хрупкими пластиковыми элементами форсунок (~$300 за штуку), замена форсунок может потребоваться и при изменении характеристик их обмоток в процессе работы. Нередко замены требует электронасос низкого давления и, конечно, топливный фильтр в баке. Из официальных отзывных кампаний стоит отметить замену топливной трубки и обратного клапана ТНВД для Avensis 250 первого года выпуска.
Применение системы EGR неизбежно приводит к сильному (но все же меньшему, чем в случае 3S-FSE) нагарообразованию по всему впускному тракту - от дроссельной заслонки до SCV и клапанов, и, соответственно, требует регулярной механической и химической очистки (обрабатывать же дроссельную заслонку желательно при каждом плановом ТО). В противном случае для начала стоит ожидать просадки оборотов и проблем с холодным запуском. На двигателях #AZ-FSE для внешнего рынка система EGR отсутствует, однако это не отменяет полностью необходимость очистки впускного тракта от маслянистого шлама.
Итоги
Спустя более чем десяток лет с момента появления на рынке первых двигателей AZ можно подвести некоторую черту под опытом эксплуатации этой серии.
Характеристики. По удельной мощности и крутящему моменту AZ для своего времени вполне соответствовали среднему уровню массовых азиатских аналогов, и в большинстве случаев обеспечивали достаточную тяговооруженность (за исключением разве что полноразмерных паркетников и вэнов).
Непосредственный впрыск. Применение D-4 на AZ не давало значимого прироста характеристик или радикального улучшения экономичности в сравнении с обычными моторами серии, а служило главным образом "экологическим" целям. Зато увеличение материальных и физических затрат на техническое обслуживание и ремонт "лишних" компонентов прослеживается достаточно четко, чтобы в очередной раз убедиться в никчемности и вредности использования непосредственного впрыска на нефорсированных атмосферных двигателях. И хотя #AZ-FSE оказались гораздо более пригодными к эксплуатации, чем поистине ужасные во всех отношениях 3S-FSE, обыкновенные #AZ-FE с распределенным впрыском доставляют явно меньше проблем. Не говоря уже о том, что из-за неизлечимой и массовой болезни заниженных оборотов холостого хода (с сопутствующими вибрациями) эксплуатация автомобилей с такими моторами попросту дискомфортна. И небольшая ремарка - в 2008-м известный дальневосточный диагност писал: "но прогресс не стоит на месте и обычный впрыск постепенно вытесняется", однако на деле судьба тойотовского D-4 сложилась несколько иначе .
Ремонтопригодность. С точки зрения производителя AZ считаются "одноразовыми", как и все современные тойотовские моторы, и понятие "ремонтный размер" к ним не применимо. Разумеется, что от безысходности эти двигатели подвергаются более или менее тщательному капремонту, с перегильзовкой блоков, с использованием неоригинальных запчастей или подобранных аналогов от других марок. Минимальная стоимость таких работ, как обычно, сопоставима с ценой контрактного двигателя - $1.5-2.0k, тогда как в известных топ-сервисах полный капремонт оценивается в $4-5k. Что касается других аспектов ремонтопригодности, то здесь дела обстоят неплохо - двигатели 2AZ-FE и 1AZ-FSE поставлялись и на европейский, и на внутренний рынки, что сняло массу проблем с запасными частями, дубликатом, информацией и предложением контрактных моторов.
Надежность. По совокупности, двигатели серии AZ можно было бы считать не самыми плохими представителями моторов "третьей волны", но всего один критический дефект с ГБЦ навсегда перечеркнул их репутацию, став врожденным пороком целых поколений популярнейших моделей (Camry 30, RAV4 20, Highlander 20...), и подорвал доверие даже к модифицированным версиям на моделях поздних выпусков.
Серия AZ стала отличной заменой двигателей категории S. В коллекцию AZ крупнейшей японской автомобилестроительной компании вошли бензиновые четырехцилиндровые двигатели рядной конфигурации. Данная продукция включает в себя алюминиевую головку цилиндров со специальными распределительными валами и алюминиевый блок мотора из чугунных цилиндровых линз.
Отличительной чертой этой серии двигателей стало применение новейших инженерных технологий (как пример, камеры сгорания наклонного типа «squish» со смешенными центрами коленчатого вала и цилиндров). Стоит также отметить, что стальной коленвал оснащен пятью высококачественными подшипниками и восемью основными противовесами, что гарантирует сбалансированность и устойчивость всего механизма. Сам же двигатель 2AZ-FE обладает параметрами: 62,6*60,8*68,1 сантиметров. Сейчас ведется активное распространение новых двигателей бренда серии AR.
Технические параметры двигателей Toyota 2AZ-FE
К основным техническим характеристикам данной модификации моторов относятся:
- Число цилиндров – 4.
- Число клапанов – 16.
- Наивысший показатель мощности – 160 лошадиных сил.
- Объем – 2,4 литра.
- Момент силы – при наличии 400 оборотов равняется 220 Н*м.
- Диаметр цилиндра – 8,85 сантиметров.
- Величина сжатия – 9,1 к 1.
- Детонационная стойкость топлива (октановый показатель бензина) – от 95.
За счет универсальности вышеперечисленных технических характеристик мотора, данный механизм широк используется в транспортных средствах разной ценовой категории. Однако постоянное развитие современных технологий значительно снизило авторитет двигателей серии 2AZ-FE во всем мире. К основным же техническим и эксплуатационным преимуществам двигателей несомненно относятся: большое количество технических новшеств, экономичный расход топлива, простота конструкции. Недостатком является дорогостоящий и зачастую трудновыполнимый ремонт агрегата.
Технические параметры двигателей 2AZ-FSE
К основным техническим характеристикам моторов этой серии относятся:
- Объем – 2,4 литра.
- Наивысший показатель мощности – 163 лошадиных сил.
- Диаметр цилиндра – 8,9 сантиметров.
- Тип двигателя – цепной привод на бензиновом топливе.
- На 100 километров расход топлива составляет – 9,5 литров.
- Величина сжатия – 11.
- Рабочий ход поршня – 9,6 сантиметров.
- Механизм «старт-стоп» — отсутствует.
Различие моделей моторов Toyota 2AZ
- первая базовая модификация двигателя со степенью сжатия в 9,6 — 2AZ-FE. Этот аппарат обладает максимальной мощностью в 160 лошадиных сил. В конце 2008 года конструкция двигателя претерпела значительные изменения – были заменены распределительные валы, за счет чего величина сжатия увеличилась до 9,6, а мощность до 166 лошадиных сил;
- вторая модель двигателя 2AZ-FSE оснащена системой мгновенной впрыска топливной жидкости, величина сжатия составляет 11, а мощность 163 лошадиных сил. На сегодняшний день выпуск агрегата завершен;
- третья модель данной серии, гибридный двигатель, основанный на принципе Аткинсона — 2AZ-FXE. По сравнению с предыдущими версиями мотор имеет измененную конструкцию распределительных валов и высокую величину сжатия (12,5), мощность же двигателя составляет 130 либо 150 лошадиных сил.
Чем отличаются модификации двигателя FSE и FE?
К отличиям мотора FSE от FE специалисты относят:
- топливный насос высокого давления для дизельных двигателей. Давление механического насоса может достигать 120 бар (характерен для дизельных двигателей). Давление же электронасоса (у инжекторных двигателей) составляет порядка 3 бар;
- инжектор двигателя. Вихревые форсунки могут создавать разные формы топливного факела в зависимости от режима функционирования мотора: при мощностном режиме – коническая форма, при режиме сгорания бедной смеси – узко цилиндрическая форма;
- функционирование поршня двигателя. В основании агрегата предусмотрена специальное отверстие, посредством которого определяется направление топливовоздушной смеси в сторону свечи зажигания;
- впускная система двигателя. Модель FSE оснащается вертикальными впускными каналами – они создают «обратный вихрь» в цилиндре, определяя направление топливовоздушной смеси к свече сжигания (стандартные моторы имеют противоположную направленность вихря в цилиндре);
- дроссель, работающий на принципе электронного управления. Таким образом, автомобилист не контролирует функционирование заслонки, ее работа осуществляется с использованием датчика положения акселераторной педали. После этого электроблок управления запускает дроссельную заслонку посредством электродвигателя. Такой механизма сильно бьет по кошельку автовладельца.
Недостатки двигателей
Большинство автовладельцев, которые сталкивались с работой мотора 2AZ-FE отмечают быстрый перегрев аппарата в процессе длительных поездок. Данный агрегат не предназначен для длительной езды на высоких оборотах. Еще одним значительным минусом механизма водители называют дорогостоящее обслуживание и ремонт (например, при залегании колец необходима полная замена всех цилиндров). Слабой надежностью также отличается впускной коллектор из пластика.
Одним из самых важных недостатков данного агрегата является отсутствие ремонтных параметров. Такая ситуация приводит к тому, что при амортизации отдельных деталей мотора (зачастую из-за длительной эксплуатации или использования некачественного топлива) необходима полная замена агрегата. Это обусловлено тем, что тонкостенный цилиндрический блок не предназначен для применения ремонтных составляющих. Чтобы избежать этой проблемы, многие водители применяют контрактные двигатели.
Газораспределительный механизм привода
Под приводом ГРМ понимается шестнадцати клапанный DOHC, силовой привод проводится посредством однорядной роликовой цепи. Натяжение цепи осуществляется при помощи специализированного гидронатяжателя, а смазка с форсункой масляного типа.
Распредвал впускной системы оснащен датчиком привода модификации VVT (механизм определения периодов газораспределения), а также показателем предела фаз – 50 градусов. Наличие комплекта толкателей позволяет регулировать зазор в приводе клапанов. Благодаря этому водители не стремятся проводить дорогостоящую и трудно выполнимую механическую регулировку.
Износостойкость цепи достаточно непредсказуемый параметр. Предугадать, когда закончится ресурс цепи практически невозможно – это может быть, как 300000, так и 150000 километров пробега. Износ цепи отображается неприятным шумом в процессе функционирования и недочетами в периодах газораспределения. Автомобилисты со стажем рекомендуют проводить полную замену цепи и всех составляющих привода, так как старые рабочие детали приводят к «устареванию» отремонтированной или новой цепи. Однако этого совета придерживаются далеко не все водители, ведь звездочка впускного распределительного вала входит в комплект привода VVT. Своевременного ремонта требует гидронатяжатель системы, но это максимально быстрый и не затратный процесс.
Что водители думают о двигателе?
В летнее время расход топлива составляет порядка десяти литров, зимой же он может достигать двенадцати литров. На десять тысяч километров расходуется около трехсот миллилитров масла – это при том, что двигатель используется в городских условиях при езде на высоких скоростях. Некоторые водители отмечают, что для моторов Toyota расход масла слегка завышен.
Предлагаем вашему вниманию прайс на контрактный двигатель (без пробега по РФ) 2AZ-FE
Двигатели серии AZ появились на автомобилях Toyota с 2000 года - они постепенно заменили легендарные моторы серии S и в течение десяти лет оставались основными "среднеобъемниками" компании. Устанавливались на большое количество исходно-переднеприводных моделей классов "C", "D", "E", вэнов, средне- и полноразмерных паркетников.
| Двигатель | Рабочий объем, см 3 | Диаметр цилиндра x Ход поршня, мм | Степень сжатия | Мощность, л.с. | Крутящий момент, Нм | RON | Масса, кг | EMS | Стандарт | Модель | Год |
| 1AZ-FE | 1998 | 86.0 x 86.0 | 9.8 | 147 / 6000 | 192 / 4000 | 95 | 117 | EFI-L | EEC | AZT250 | 2003 |
| 9.8 | 152 / 6000 | 194 / 4000 | 95 | 131 | EFI-L | EEC | ACA30 | 2006 | |||
| 9.5 | 137 / 5600 | 190 / 4000 | 95 | 112 | LG | EEC | AZT250 | 2003 | |||
| 1AZ-FSE | 1998 | 86.0 x 86.0 | 9.8 | 152 / 6000 | 200 / 4000 | 91 | - | D-4 | JIS | AZT240 | 2000 |
| 10.5 | 155 / 6000 | 192 / 4000 | 91 | - | D-4 | JIS | AZT240 | 2004 | |||
| 11.0 | 147 / 5700 | 196 / 4000 | 95 | 124 | D-4 | EEC | AZT250 | 2003 | |||
| 11.0 | 149 / 5700 | 200 / 4000 | 95 | - | D-4 | EEC | AZT220 | 2000 | |||
| 2AZ-FE | 2362 | 88.5 x 96.0 | 9.6 | 160 / 5600 | 221 / 4000 | 91 | - | EFI-L | JIS | ACM21 | 2002 |
| 9.8 | 170 / 6000 | 224 / 4000 | 91 | 138 | EFI-L | JIS | ANH20 | 2008 | |||
| 2AZ-FSE | 2362 | 88.5 x 96.0 | 11.0 | 163 / 5800 | 230 / 3800 | 95 | - | D-4 | JIS | AZT250 | 2006 |
| 2AZ-FXE | 2362 | 88.5 x 96.0 | 12.5 | 131 / 5600 | 190 / 4000 | 91 | - | EFI-L | JIS | ATH10 | 2007 |
| 12.5 | 150 / 6000 | 190 / 4000 | 91 | - | EFI-L | JIS | AHR20 | 2009 | |||
| 3AZ-FXE | 2362 | 88.5 x 96.0 | 12.5 | 150 / 6000 | 187 / 4400 | - | - | EFI-L | CHN | AHV40 | 2010 |
| 2AZ-FE (2.4 EFI) |
2AZ-FE - поперечного расположения, с распределенным впрыском, для исходно-переднеприводных легковых автомобилей, вэнов и паркетников. Устанавливался на модели: Alphard 10..20, Avensis Verso 20, Blade 150, Camry 30..40, Corolla/Matrix 140, ES 40, Estima 30/40..50, Harrier 10..30, Highlander 20, Ipsum 20, Kluger, Mark X Zio, Previa 30..50, RAV4 20..30, Rukus 150, Scion TC 10, Solara 20..30, Vanguard 30.
В начале 2010-х постепенно замещался двигателями серий ZR и AR.
Модификации:
- 2AZ-FXE - с распределенным впрыском, для исходно-переднеприводных легковых автомобилей с гибридной силовой установкой (Alphard Hybrid 20, Camry Hybrid 40, Estima Hybrid 10..20, HS250h, Previa Hybrid 20, SAI).
- 3AZ-FXE - для легковых автомобилей с гибридной силовой установкой (Camry Hybrid 40 CHN).
Блок цилиндров
В двигателе применяется алюминиевый (легкосплавный) блок цилиндров с тонкостенными чугунными гильзами и открытой рубашкой охлаждения. Гильзы вплавлены в материал блока, а их специальная неровная внешняя поверхность способствует максимально прочному соединению и улучшенному теплоотводу. Капитальный ремонт двигателя производителем не предусматривается по определению.
Как принято на тойотовских "четверках" рабочим объемом более двух литров - непосредственно от коленчатого вала приводится балансирный механизм с полимерными (для уменьшения шумности) шестернями. К сожалению, кроме улучшения комфорта, он создает еще одно потенциально слабое место механической части двигателя.
На тип "2006 в рубашке охлаждения появилась проставка, благодаря которой охлаждающая жидкость более интенсивно циркулирует в зоне верхней части цилиндров, что улучшает теплоотвод и способствует более равномерному термонагружению.
Привод ГРМ
Газораспределительный механизм - 16-клапанный DOHC, привод осуществляется однорядной роликовой цепью (шаг звеньев 8 мм), для натяжения цепи используется гидронатяжитель с храповым механизмом, для смазки - отдельная масляная форсунка.
 |
На распределительном валу впускных клапанов установлена звездочка привода VVT (системы изменения фаз газораспределения), предел изменения фаз - 50° (тип "2006 - 40°). Отдельное описание принципов работы системы Toyota VVT-i приведено по ссылке
Зазор в приводе клапанов регулируется при помощи набора толкателей, без использования шайб или гидрокомпенсаторов. Поэтому от ставшей чрезмерно сложной и дорогой процедуры регулировки владельцы, как правило, воздерживаются.
.
 |
Предсказать ресурс цепи довольно сложно - в редких случаях она не требует замен вплоть до 300 тыс. км пробега, но порой критически удлиняется и к 150 тыс. км (что проявляется шумом в работе, особенно после запуска, и ошибками по фазам газораспределения). При ее замене целесообразно было бы одновременно заменить и все прочие элементы привода (звездочки, натяжитель, направляющую), поскольку бывшие в эксплуатации элементы способствуют быстрому "старению" и новой цепи, но поскольку звездочка впускного распредвала идет в сборе с приводом VVT (~$120), то этой рекомендации следуют не все. Относительно частых замен требует гидронатяжитель цепи, однако эта операция выполняется снаружи, без снятия крышки цепи.
Смазка
В блоке находятся масляные форсунки охлаждения и смазки поршней.
Впуск и выпуск
Расположение коллекторов характерно скорее для тойотовских двигателей предыдущего поколения - впуск сзади, выпуск спереди. Заметное нововведение - пластиковый впускной коллектор (для снижения веса и стоимости, и уменьшения нагрева воздуха на входе в двигатель), оказалось достаточно беспроблемным даже для зимних условий.
Система впрыска топлива (EFI)
Впрыск топлива - традиционный распределенный, в нормальных условиях - секвентальный. В некоторых режимах (при низких температурах и небольшой частоте вращения) может использоваться попарный впрыск. Кроме того, может выполняться впрыск синхронизированный (один раз за цикл, при одном и том же положении коленчатого вала, с коррекцией продолжительности впрыска) или несинхронизированный (одновременно всеми форсунками).
Форсунки с многоточечным распылителем оптимизированы для мелкодисперсного рассеивания топлива.
В 2001-2003 выпускалась модификация с механическим приводом дроссельной заслонки и классическим регулятором холостого хода типа "rotary solenoid".
 |
 |
Однако на большинстве моделей изначально устанавливалась дроссельная заслонка с электронным управлением (ETCS): привод двигателем постоянного тока, двухканальный потенциометрический датчик положения (к MY2003 заменен на бесконтактный двухканальный датчик на эффекте Холла), плюс отдельный датчик положения педали акселератора (изначально потенциометрический, с тип "2006 - на эффекте Холла). ETCS выполняет функции управления частотой вращения холостого хода (ISC), круиз-контроля и контроля крутящего момента при переключении передач.
Парные кислородные датчики (89465) перед двойным нейтрализатором,
- один кислородный датчик (89465) перед нейтрализатором и один - после,
- один датчик AFS (89467) перед нейтрализатором и кислородный датчик (89465) - после,
- парные датчики AFS (89467) перед двойным нейтрализатором и парные кислородные датчики (89465) - после...
Датчики положения коленчатого и распределительного валов оставались традиционными индуктивными.
К MY2003 был внедрен плоский широкополосный пьезоэлектрический датчик детонации, в отличие от старых датчиков резонансного типа он регистрирует более широкий диапазон частот вибраций.
 |
На североамериканском рынке ECM приходилось также выполнять управление запредельно сложной, по сравнению с версиями для Европы или Японии, и капризной системой улавливания паров топлива (EVAP), которая заслуживает отдельного разговора.
На тип "2006 некоторых рынков с жесткими эко-нормами на впуске появился привод IMRV, который при работе непрогретого двигателя на холостом ходу перекрывает впускные каналы особыми заслонками, благодаря чему создаются сильные завихрения, способствующие турбулизации заряда и улучшению эффективности процесса сгорания.
Стартер - с планетарным редуктором и сегментной обмоткой якоря, вместо обмотки возбуждения устанавливаются постоянные и интерполяционные магниты.
Генератор - после MY2003 появились новые генераторы с сегментным проводником. С MY2006 появилась обгонная муфта с пружиной между внутренней и внешней частями шкива, которая передает крутящий момент только в направлении вращения коленвала, снижая нагрузку на приводной ремень.
Практика
| . Главный дефект всех двигателей серии AZ проявился не сразу, но оказался более чем критичным и массовым. В процессе эксплуатации этих моторов происходит самопроизвольное разрушение резьбы в блоке цилиндров под болты крепления головки, с нарушением герметичности газового стыка, утечкой охлаждающей жидкости через прокладку, возможным перегревом, нарушением геометрии привалочной плоскости головки и т.п. печальными последствиями. Причем владельцы и многие ремонтники изначально даже не допускали мысли о конструктивном просчете со стороны Тойоты и путали причину со следствием, полагая, что "срыв" головок и вытягивание резьбы происходили из-за перегревов различной природы, тогда как в реальности все было наоборот. Официально проблему признали только в 2007-м, после некоторой доработки (длину резьбы в блоке увеличили с 24 до 30 мм). "Лечить" сорванные головки производитель рекомендовал заменой блока цилиндров в сборе (примеры дефектных деталей - 11400-28130,-28490,-28050, цена $3-4k). Поскольку вне гарантии этот подход был неприемлем, то на практике наиболее оптимальным оказался вариант ремонта с нарезкой резьбы большего диаметра и установкой в нее резьбовых втулок под болты штатного размера (рекомендуется доработать все отверстия, не ограничиваясь только уже вырванной резьбой, и заменить болты крепления новыми). А в 2011-м уже сами тойотовцы официально рекомендовали специальный ремкомплект серии "Time Sert" для установки резьбовых втулок при ремонте негарантийных машин (единственное, они предписывали не ставить втулки в угловые отверстия). В сравнении с этим другие возможные неисправности серии воспринимаются досадными мелочами. Традиционные для тойот с VVT проблемы с треском после холодного запуска или с появлением кодов по фазам газораспределения или системе VVT. Производитель предписывал замену привода VVT (звездочки впускного распредвала в сборе) на очередную, актуальную на тот момент версию. На машинах первых лет выпуска на холостом ходу или при небольшом ускорении мог противоестественно шуметь пластиковый впускной коллектор, который предписывалось менять на модифицированный образец. Разумеется, что проблемы с течью и шумом насоса охлаждающей жидкости не обошли и серию AZ. По аналогии со всеми современными двигателями Toyota, помпу следует просто считать еще одним расходником с нормальным ресурсом 40-60 тыс.км. Ограниченный ресурс обгонной муфты шкива генератора. Если для моторов первых выпусков проблемы повышенного расхода масла на автомобилях с небольшим пробегом не существовало, то после модификации и появления тип "2006 сработал некий закон сохранения - вместо проблем с резьбой начались проблемы с угаром (видимо по причине быстрого залегания колец, которое спонтанно поражает некоторые модели современных тойотовских двигателей). Впрочем, вред от этих дефектов все равно несопоставим. Так или иначе, при расходе масла свыше 500 мл на 1000 км производитель предписывает замену комплекта поршней (пример дефектных деталей - 13211-28110, -28111) и поршневых колец. Что же касается постепенного увеличения расхода масла с "возрастом" (условно - на второй сотне тысяч пробега и далее), то здесь серия AZ не слишком отличается от классических тойотовских двигателей. Не прогрессирующий угар в пределах 200-300 мл / 1000 км при нормальной эксплуатации можно считать приемлемым (хотя при длительной езде с высокими оборотами возможны одномоментные скачки расхода до литра и более). При более заметном или растущем угаре вопрос зачастую может быть решен переборкой двигателя с заменой поршневых колец и маслосъемных колачков (нельзя только забывать о проверке геометрии блока - именно на AZ отмечались случаи ухода не имеющих признаков выработки цилиндров на эллипс). |