Открывает семейство алюминиевых атмосферных рядных моторов производителя Toyota с цепным ГРМ приводом двигатель 1AZ FE объемом 2 л. Дополнена схема двигателя дроссельной заслонкой типа ETCS-i с электронным управлением, раздельным DIS зажиганием и механизмом корректировки фаз газораспределения VVTi.
Технические характеристики 1AZ FE 2,0 л/145 л. с.
Основными задачами на этапе проектирования ДВС 1AZ-FE в конце 90-х годов являлись:
- применение в двигателе всех существующих наработок;
- минимальные объемы камер сгорания, поскольку это первый мотор в серии;
- снижение веса и габаритов для улучшения динамических характеристик тяжелых авто завода Toyota;
- потребовалось немного увеличить мощность, уделив особое внимание повышению крутящего момента.
Вариант отливки гильзы цилиндра внутри блока руководство концерна использовано для снижения себестоимости и повышения качества. Побочным эффектом стал невозможный, даже при серьезной станочной базе СТО капремонт.
Для всего семейства японских моторов AZ серии характерна невозможность перепрошивки контроллеров, поэтому особенностью рядного бензинового атмосферника 1AZ-FE является сложная модернизация.
Технические характеристики 1AZ FE в результате имеют следующие значения:
| Изготовитель | Kamigo Plant, Shimoyama Plant |
| Марка ДВС | 1AZ FE |
| Годы производства | 2000 – … |
| Объем | 1998 см3 (2,0 л) |
| Мощность | 106,6 кВт (145 л. с.) |
| Момент крутящий | 190 Нм (на 4000 об/мин) |
| Вес | 131 кг |
| Степень сжатия | 9,6 – 9,8 |
| Питание | инжектор |
| Тип мотора | рядный бензиновый |
| Зажигание | DIS |
| Число цилиндров | 4 |
| Местонахождение первого цилиндра | ТВЕ |
| Число клапанов на каждом цилиндре | 4 |
| Материал ГБЦ | сплав алюминиевый |
| Впускной коллектор | полимерный |
| Выпускной коллектор | сталь, сварка |
| Распредвал | 2 штуки, верхнее расположение, схема DOHC V16, муфта фазораспределения и задающий ротор на впускном валу, приводная шестерня на выпускном, |
| Материал блока цилиндров | алюминий с залитыми гильзами из чугуна |
| Диаметр цилиндра | 86 мм |
| Поршни | алюминиевые литые, полимерное покрытие юбки |
| Коленвал | стальной кованый с полимерным зубчатым колесом для балансирных валов |
| Ход поршня | 86 мм |
| Горючее | АИ-92/95 |
| Нормативы экологии | Евро-4 |
| Расход топлива | трасса – 7,3 л/100 км смешанный цикл 9,8 л/100 км город – 11,4 л/100 км |
| Расход масла | в пределах 1 л/1000 км |
| Какое масло лить в двигатель по вязкости | 0W20, 5W20 |
| Какое масло лучше для двигателя по производителю | Eurol Super Lite, Wolf Vitaltech Asia/US |
| Масло для 1AZ FE по составу | синтетика, полусинтетика |
| Объем масла моторного | 4,2 л |
| Температура рабочая | 95° |
| Ресурс ДВС | заявленный 250000 км реальный 400000 км |
| Регулировка клапанов | толкатели без шайб |
| Система охлаждения | принудительная, антифриз |
| Объем ОЖ | 7,1 л |
| Помпа | Aisin WPT-129V |
| Свечи на 1AZ FE | Оригинал IK20 90919-01210 |
| Зазор свечи | 1,1 мм |
| Цепь ГРМ | роликовая, 3 варианта комплектации T030K, T031K, T051B |
| Порядок работы цилиндров | 1-3-4-2 |
| Воздушный фильтр | Mann C2620 |
| Масляный фильтр | Jakoparts J1312014, Fram PH4967, Filtron OP621 |
| Маховик | облегченный, с посадочным диаметром сцепления 215 мм |
| Болты крепления маховика | М12х1,25 мм, длина 26 мм |
| Маслосъемные колпачки | производитель Goetze |
| Компрессия | от 13 бар, разница в соседних цилиндрах максимум 1 бар |
| Обороты ХХ | 750 – 800 мин-1 |
| Усилие затягивания резьбовых соединений | свеча – 30 Нм маховик – 130 Нм болт сцепления – 57 Нм впускной коллектор – 30 Нм головка цилиндров – 79 Нм + 90° |
Параметры единственной модификации движка отличаются несущественно.
Особенности конструкции
Пробный в своей серии двигатель 1AZ FE имеет весьма оригинальную для своего времени конструкцию:
- крышка клапанная – выполнена из алюминиевого сплава, усиленного магнием;
- головка блока цилиндров – впускные каналы падающего типа, камера сгорания шатровая, обводной канал охлаждения под выпускными каналами;
- блок цилиндров – облегченный, в заготовке имеются насечки перед отливкой чугунной гильзы, в постели коленвала появились воздушные каналы;
- охлаждающая система – для смещения циркуляции антифриза в верхний уровень в полостях блока имеются дефлекторы;
- ШПГ – шатуны изготовлены порошковым методом, юбки поршней покрыты полимером, а на торцах изготовлены клиновые вытеснители;
- коленвал – изготовлен по методу ковки, а галтели упрочнены накаткой;
- фазокрутилка VVTi – цепной привод предусмотрен для обоих распредвалов, а муфта фазного регулирования стоит на впускном валу;
- привод ГРМ – шаг звена цепи 8 мм, шум снижается натяжителем;
- навесное – пластиковый впускной коллектор и стальной сварной выпускной катализатор.
Дно поршня дополнительно охлаждается маслом, разбрызгиваемым специальными форсунками в теле блока цилиндров. В качестве охлаждающей жидкости производитель рекомендует концентрат Toyota Genuine SLLC, который разводится водой в пропорции 1:1. Коллекторы расположен в обратном порядке – впускной позади мотора, выпускной спереди.
Топливная система замкнутого цикла без возвратной линии, угольный адсорбер встроенный. Каждая свеча оснащена собственной катушкой, с конвейера движки комплектуются иридиевыми свечами IFR6A-11 производителя NGK. Межэлектродный зазор 1,1 мм у них выставлен на заводе, не регулируется в дальнейшем. В моторе использован генератор 12 В/100 А.
Перечень модификаций ДВС
Производитель Toyota выпустил единственную модификацию 1AZ-FSE со следующими особенностями конструкции:
- впрыск топлива здесь непосредственный;
- степень сжатия 9,8 единиц, 10,5 единиц либо 11 единиц в зависимости от прошивки ЭБУ;
- мощность изменяется в диапазоне 150 – 155 л. с., соответственно;
- крутящий момент достигает 190 Нм.
На данной модификации осталось прежним все навесное оборудование. Если базовая версия 1AZ-FE использовалась всего в 5 моделях автомобилей производителя Тойота, то модификация 1AZ-FSE устанавливалась на 14 его автомобилях, преимущественно минивэнах.
Плюсы и минусы
Достоинствами движков атмосферного типа 1AZ-FE являются:
- низкие вибрации и шум;
- запас надежности и приемлемая удельная мощность;
- сниженная масса и компактность конструкции;
- пониженный расход топлива и токсичность выхлопа;
- высокий ресурс в пределах 400000 км.
С другой стороны, форсировка движка очень сложная, практически невыполнимая. В момент обрыва ГРМ цепи поршень обязательно гнет клапана. В случае износа цилиндров выполнить капитальный ремонт не получится ни своими руками, ни в специализированном СТО, так как блок невосстанавливаемый. Слабыми местами мотора являются:
- топливонасос – низкий ресурс на отечественном топливе;
- впускной коллектор – пластмасса часто не выдерживает сезонных перепадов температур;
- узел крепления ГБЦ к блоку – резьба вытягивается или обрывается в ДВС до 2007 года.
Даже в тяжелых эксплуатационных условиях движки проходят при нормальном обслуживании вдвое больше заявленного производителем ресурса.
Список моделей авто, в которых устанавливался
Габаритами и характеристиками мотор 1AZ FE идеально подходит для установки в модельный ряд Toyota:
- Opa – гибрид минивэна и хетчбэка;
- Isis – семиместный минивэн;
- Allion – среднеформатный седан;
- Gaia – минивэн;
- Wish – трехрядный минивэн;
- Premio – переднеприводный седан D-класса;
- Noah – восьмиместный минивэн;
- Voxy – передне- и полноприводный минивэн;
- Vista – седан для внутреннего рынка;
- Avensis – среднеразмерный автомобиль в кузове трех типов;
- RAV4 – полноприводный кроссовер;
- Camry – семейный полноразмерный седан;
- Caldina – пятидверный универсал;
- Picnic – пятидверный минивэн.
Вышеуказанные характеристики двигателя позволяют эксплуатировать его на АИ-92, что значительно снижает эксплуатационный бюджет владельцев.
Регламент обслуживания 1AZ FE 2,0 л/145 л. с.
Изначально мануал производителя Тойота содержит, не только описание параметров, но еще и сроки, в которые надлежит обслуживать двигатель 1AZ FE:
- картерная вентиляция требует прочистки после 2 летней эксплуатации;
- ресурс свечей зажигания и аккумулятора составляет 10 и 40 тысяч км, соответственно;
- тепловые зазоры клапанов изготовителем рекомендовано регулировать после 30000 км;
- антифриз и моторное масло теряют свойства через 20 и 10 тысяч пробега, соответственно;
- в модификациях TSI замена масла выполняется чаще – после 7,5 тысяч;
- ремни навесного оборудования разработчик рекомендует обновлять через 40000 км;
- в катколлекторе отдельные участки начинают прогорать через 60000 км.
Для самостоятельного ТО устройство ДВС подходит идеально, все участки доступны, не требуются дорогостоящие приспособления.
Обзор неисправностей и способы их ремонта
В силу конструкционных особенностей мотор 1AZ FE более всего подвержен поломкам следующего типа:
После 2007 года качество резьбы в блоке заметно улучшилось, так как изменилась форма отверстия и стала использоваться специальная технология уплотнения алюминиевого сплава в на этих участках.
Варианты тюнинга мотора
Поскольку двигатель 1AZ FE сконструирован на не ремонтопригодном алюминиевом блоке цилиндров, механический тюнинг путем увеличения объема камер сгорания (расточка цилиндров, изменение хода поршня) невозможен физически. Поэтому чаще применяется тюнинг турбонаддувом:
- компрессоры производителей TRD или Blitz давление 0,5 – 1 атмосфера;
- Насос Walbro 255;
- высокопроизводительные форсунки 440 сс;
Следующая линейка японских тойотовских моторов — серия AZ. Она сменила популярные силовые агрегаты серии 3S, производимых также концерном Toyota Motor Corporation. Из линейки 3S, модель стала первой бензиновой моделью с непосредственным впрыском топлива (НВП) или, в международном обозначении GDI — gasoline derect injection. Эту, тогда новую модификацию моторов 3S, японцы рекламировали, как «Технология D4», что обозначало: D-прямая подача топлива, а 4-четрые цилиндра. Далее, была разработан новый двигатель 1AZ-FSE.
1AZ-FSE (1АЗ-ФСЕ)
Из-за того, что в двигателях FSE осуществляется впрыск топлива непосредственно в рабочие камеры сгорания цилиндров, мотор работает на обедненной горюче-воздушной смеси и выделяется много выбросов. Поэтом борцы за экологию не приветствуют такие моторы.
Обозначение
По регламенту компании производителя — Toyota, обозначение силового агрегата 1AZ-FSE расшифровывается как:
- 1 — стартовый номер в новой линейке моторов (на смену серии S пришла серия AZ);
- А — обозначение линейки (серии) моторного ряда;
- Z — бензиновый тип ДВС;
- F — развиваемая мощность мотора — стандартная;
- S — впрыск топлива подается напрямую;
- E — электронный многоточечный распылитель топлива.
Модели ДВС 1AZ
Такие моторы изготавливались в двух модификациях:
Первый вариант серии AZ был двигатель 1AZ-FE. Затем сконструировали модель 1AZ-FSE. Отличия между ними в том, что у FSE прямой впрыск топлива, а у FE — распределенный.
Принцип работы
Двигатель 1АЗ-ФСЕ способен работать на сильно обедненной топливно-воздушной смеси (ТВС). Масса топлива в такой смеси меньше массы воздуха, в 30-40 раз, то есть соотношение (30-40):1.
В то время как стехиометрическая система (система правил и норм) выглядит следующим образом:
В двигателе с распределенным впрыском топливо распыляется неравномерно, поэтому и соотношение для них 20-24:1.
В 1аз-фсе в основании поршней есть специальные отражающие выемки, которые создают завихрени, концентрация в них в максимальном значении находится под свечой зажигания. В других местах рабочей камеры цилиндра остается бедной.
Процесс создания и запуска циклов работы двигателя происходило с учетом новейших разработок: топливно-воздушная смесь создается послойно, форсунки работают в трех режимах, система VVTi регулировала газораспределение, выхлопные газы подвергались дожигу. 
Электронный блок управления (ЭБУ) в зависимости от скорости движения и нагрузки, регулирует создание смеси. ЭБУ меняет время впрыска, число впрысков, конфигурацию топливного факела, положение регулирующих заслонок во впускном канале.
Режимы работы ДВС D-4 (технология Д4):
Технические характеристики
| Компания-производитель | Kamigo Plant
Shimoyama Plant |
| Марка ДВС | 1AZ |
| Годы выпуска | с 2000 года по настоящее время |
| Материал блока цилиндров | алюминий (Al) |
| Система подачи топлива | инжектор |
| Тип мотора | рядный |
| Число цилиндров | 4 |
| Число клапанов на цилиндр | 4 |
| Длина хода поршня, мм | 86 |
| Диаметр цилиндра, мм | 86 |
| Степень сжатия | 9.6 9.8 10.5 11 |
| Объем двигателя, см 3 | 1998 |
| Мощность агрегата, л.с./об.мин | 145/6000 150/5700 150/6000 152/6000 |
| Крутящий момент, Нм/об.мин | 190/4000 193/4000 193/4000 200/4000 |
| Марка топлива | бензин АИ-95 |
| Нормы по экологичности | Евро 5 |
| Вес двигателя, кг | 131 |
Расход топлива, л/100 км (для RAV4 XA20)
|
|
| Расход масла, гр./1000 км | до 1000 |
| Характеристики моторного масла | 0W-20 5W-20 |
| Сколько масла в двигателе 1AZ-FSE | 4,2 литра |
| Через сколько менять масло в движке | 10000 км пробега (лучше 5000) |
| Рабочая температура двигателя, град. | - |
Ресурс двигателя, тыс. км
|
|
Тюнинг
|
больше 200 тыс. км. пробега н.д. |
На какие автомобили устанавливаются 1AZ-FSE |
|
Отличия 1аз-фсе от 3с
Отличия серии AZ от S есть в конструкциях этих агрегатов, а также в материалах. Рубашка охлаждения в моторах серии AZ открытая — «Open Desk». Открытая означает, что цилиндры охлаждаются тосолом или антифризом со всех сторон.
Все каналы сделаны в движках AZ сквозными. Это значительно упростило изготовление. Если в серии S некоторые каналы охлаждения сделаны глухими и использовали песчаные стержни, когда их отливали, то теперь этого всего не нужно. Новые двигатели начали отливать под давлением. 
Центр двигателя тоже был сильно изменен. Коленвал от вертикальной оси сместили на 1 см. Такое смещение называют дезаксажем.
Для чего смещают коленвал?
Цель такого конструктивного изменения в том, чтобы уменьшить боковое трение поршней о стенки цилиндров.
Почему двигатель считается одноразовым?
Некоторые двигатели, в том числе и серии AZ имеют тонкие стенки блока цилиндров. Это не позволяет делать капитальный ремонт путем расточки и установки гильз. 
Так как БЦ не рассчитан на ремонтные размеры, то он является одноразовым.
ГРМ или Цепь
В двигателям серии S приводом газораспределительного механизма являлась цепь. А в новых, для того времени, автомобильных силовых агрегатов начали делать ременный привод ГРМ.
Другие конструктивные незначительные изменения конструкции ДВС предыдущей линейки:
Неисправности FSE
Хоть модель 1AZ-FSE была значительна доработана и усовершенствована, это модификация ДВС не производили массово, потому что на в скором времени уже придумали модель 2AZ-FSE.
Какие неисправности возникают в двигателях AZ:
- ТНВД часто выходит из строя. В дизельных двигателях AZ этот топливный насос высокого давления отлично работает. А в бензиновых вариантах быстро ломается из-за разных свойств топлива. Солярка она сама по себе жирная и является одновременно смазывающим веществом. А бензин, наоборот, сушит детали, является обезжиривателем. А, если еще добавлять присадки, для соответствия нормативам Евро-4, в бензин, то износ деталей происходит быстрее.
- В двигателе разработали возможность сжигания вторичных газов. Но, такое усовершенствование способствует тому, что на стенках впускного коллектора, заслонок и дросселя EGR оседает, и накапливается сажа. Из-за отложения сажи автомобиль дергается при разгонах, бывают провалы (нажимаешь на газ, а ускорения нет), на холостых оборотах бывает повышенная вибрация.
- Своими руками отрегулировать клапана трудно, потому что для этого нужен специальный станок.
- На болтах крепления головки блока цилиндров (ГБЦ) часто срывают резьбу из-за того, что они не достаточно длинные. Поэтому бывает утечка охлаждающей жидкости (ОЖ) и уменьшается компрессия. В 2007 году производители устранили эту проблему. Первая модель, то есть 1AZ-FE в этом плане проще в обслуживании, чем 1AZ-FSE, потому что в нем нет ТНВД.
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.
________________________________________________________________________________________
Двигатель Toyota 1AZ-FE
Двигатель Toyota 1AZ-FE автомобилей Тойота Камри, Тойота Рав 4, Лексус РХ представляют собой четырехцилиндровый, рядный мотор с рабочим объемом 2,0 литра, с 16-клапанной головкой цилиндров.
Рис.212
В двигателе используется интеллектуальная система регулирования фаз газораспределения (VVT-i), система раздельного зажигания (DIS), интеллектуальная система управления дроссельной заслонкой (ETCS-i). При создании двигателя была поставлена цель достижения высокой мощности, низкого уровня шума, низкого расхода топлива и низкой токсичности.
Технические данные и двигателей Toyota 1AZ-FE
Количество и расположение цилиндров - 4-цилиндровый, рядный
Клапанный механизм - 16-клапанный, с двумя верхними валами (DOHC), с цепным приводом (с VVT-i)
Камера сгорания - Шатрового типа
Коллекторы - С поперечным газообменом
Топливная система - Впрыск топлива с электронным управлением (EFI)
Система зажигания - DIS (Система зажигания с раздельными катушками)
Рабочий объем см3 (куб. дюйм) - 1998 (121,9) / 2362 (144,2)
Диаметр цилиндра и ход поршня, мм - 86,0 x 86,0 / 88,5 x 96,0
Степень сжатия 9,8: 1
Максимальная мощность [по стандарту EEC] - 112 кВт при 6000 мин-1 / 125 кВт при 6000 мин-1
Максимальный крутящий момент [по стандарту EEC] - 194 Нм при 4000 об/мин 224 Нм при 4000 об/мин
Фазы газораспределения:
Открытие 37 до НМТ 45 до НМТ
- Закрытие 3 после ВМТ
Порядок работы цилиндров - 1-3-4-2
Октановое число по исследовательскому методу не менее - 95 / 91
Класс масла - API SL, EC или ILSAC
Норма токсичности ОГ - EURO IV
Эксплуатационная масса двигателя, кг - 131 / 138
Особенности двигателя 1AZ-FE
Показатели двигателей 1AZ-FE автомобилей Тойота Камри, Тойота Раф 4, Лексус РХ были достигнуты за счет использования следующих решений:
Высокая удельная мощность и надежность
Низкий уровень шума и вибрации
Компактная конструкция двигателя с небольшой массой
Простота технического обслуживания
Низкая токсичность отработавших газов и низкий расход топлива
Конструкция двигателя 1AZ-FE
Использование алюминиевого блока цилиндров в сочетании с головкой цилиндров из магний-алюминиевого сплава.
Камера сгорания шатрового типа с клиновыми вытеснителями на поршне.
Используется уравновешивающий вал с полимерными шестернями.
Клапанный механизм
Установлены толкатели клапанов без регулировочных шайб.
Используется электронная система регулирования фаз газораспределения VVT-i.
Головка блока цилиндров
Рис.213
Использование шатровой камеры с клиновыми вытеснителями повысило топливную экономичность и снизило склонность к детонации.
Падающий впускной канал улучшает наполнение цилиндров.
Расположение топливных форсунок во впускном канале позволяет впрыскивать топливо, как можно ближе к камере сгорания. Благодаря такой конструкции предотвращается конденсация топлива на стенках впускных каналов, что позволяет уменьшить содержание углеводородов в отработавших газах.
Благодаря удачной организации циркуляции охлаждающей жидкости достигнута высокая эффективность охлаждения головки цилиндров. Для уменьшения массы и количества используемых деталей, под выпускными каналами выполнен обводной канал для охлаждающей жидкости.
Впускная и выпускная система
Впускной коллектор выполнен из пластмассы.
Дроссельный патрубок с электромеханическим управлением.
Используется тонкостенный трехкомпонентный каталитический нейтрализатор.
Топливная система двигателя toyota 1AZ-FE автомобилей Тойота Камри, Тойота Рав 4, Лексус РХ
Используется замкнутая (безвозвратная) топливная система.
Для соединения топливных шлангов с топливными трубками применяются быстродействующие разъемы.
Используются 12-дырчатые форсунки с высокой степенью дробления.
Система зажигания
Применяются свечи зажигания с иридиевой наплавкой на электрод.
Система зарядки
В генераторе применяется обмотка сегментного типа.
Система запуска
Используется стартер PS (планетарный редуктор-электродвигатель с сегментной обмоткой).
Система управления двигателем
Используется электронная система управления дроссельной заслонкой ETCS-i.
Система зажигания DIS исключает необходимость коррекции угла опережения зажигания при техобслуживании.
Для определения положения дроссельной заслонки используется датчик бесконтактного типа.
Используется плоский датчик топливо-воздушной смеси.
Бензиновые автомобильные четырехцилиндровые двигатели автомобилей с серией AZ от Тойота — следующее поколение движков после серии S. Составные части двигателей серии AZ отлиты из алюминиевого сплава, в том числе головка имеющая два распредвала и по 4 клапана на цилиндр. Материал гильз цилиндров — чугун.
С инжектором, рабочее топливо — бензин марки А-92 и выше. Данный двигатель
для Тойоты
имеет систему изменения фаз газораспределения VVTi на шкиве распределительного вала для регулировки угла поворота распределительного вала впускных клапанов. На движке значительно снижены нагрузки на гильзы цилиндров, что снижает трение и повышает ресурс, проблема решена переносом оси цилиндра относительно оси.
При объеме 2 л и мощностью 145-150 л. с. (при достижении 6000 об./мин.) двигатель 1AZ-FE с 2000 г. и по настоящее время (2016 г.) находится в производстве и устанавливается на Тойотах:
- Тойота Камри (Aurion)с 2006 по 2009 гг.;
- Тойота РАВ4 с 2001 по 2003 гг.;
- Тойота РАВ4 Euro с 2003 по 2006 гг.;
- Тойота Ипсум с 2001 по 2009 гг.
Без сомнений у двигателя имеется много достоинств. Недостатков со слабыми местами мало но они очень серьезные актуальные особенно если вы собрались покупать автомобиль с мотором 1AZ-FE
не новым, а с пробегом.
Слабые места двигателя 1AZ-FE
- Топливный насос;
- Впускной коллектор;
- Головка блока цилиндров.
Слабые места более двигателя 1AZ-FE подробно…
Топливный насос
Топливный насос изнашивается на отечественном бензине.
Впускной коллектор
Впускной коллектор пластмассовый. Очевидно тонко просчитав рабочие условия двигателя, а также прочностные физико-механические свойства и конечно же дешевизну производства коллектор сделали пластмассовым. Но где тонко там и рвется, тем более с учетом времени в годах и суровых климатических условий, коллектор может о себе напомнить и попросить отремонтировать его или заменить.
Головка блока цилиндров
Одним из слабых мест на моторе 1AZ-FE является головка блока цилиндров. Во первых, она не ремонтопригодная, во вторых от малейшего перегрева происходит вытягивание резьбового соединения, соответственно появляются зазоры между головкой и блоком. Проблема с резьбой полностью решена на движках выпускаемых с 2007 года.
Недостатки двигателя 1AZ-FE
- Блок цилиндров, головка блока цилиндров без возможности проведения ремонта;
- Отсутствие ремонтных размеров для элементов поршневой и кривошипно-шатунной группы;
- Топливный насос не рассчитан под отечественный бензин;
- Каплеобразование охлаждающей жидкости сзади блока цилиндров;
- Резонансная вибрация при малых оборотах;
- Двигатель дергается.
Недостатки мотора 1AZ-FE подробно…
Блок цилиндров, головка блока цилиндров без возможности проведения ремонта
Блок цилиндров и головка конструктивно не подразумевают возможность проведения ремонта. При износе гильз или при отклонениях геометрических размеров в следствии износа блок можно сдать не металлолом. С головкой точно такая же картина. Конструкция головки не рассчитана на ремонт, т.е. нельзя произвести замену или ремонт клапанов, так же как и седел на ряду со стаканами для регулировки тепловых зазоров.
Отсутствие ремонтных размеров для элементов поршневой и кривошипно-шатунной группы
Данный недостаток, заставит вас покупать новые детали и сборочные единицы поршневой и кришипно-шатунной группы, а это повлечет к большим затратам.
Топливный насос не рассчитан под отечественный бензин
Проблема заключается в износе плунжерной пары при работе двигателя на отечественном бензине и последующем попадании бензина в картер двигателя снижая вязкость двигательного масла. Дальше все трущиеся элементы двигателя будут ускоренно изнашиваться (кулачки распределительного вала, вкладыши, поршневая и т. д.). К сожалению наши бензины не содержат смазывающих присадок в отличии от зарубежных. Признаком появления износа плунжерных пар являются перебои в работе мотора.
Резонансная вибрация при малых оборотах
Этот недостаток не редкость для двигателей и вы может быть уже знакомы с этим явлением. На данном движке вибрация появляется при оборотах 500-600 об./мин. Добиться устранения невозможно, это конструктивный недостаток.
Двигатель дергается
Дергание движка, это признак того, что блок дроссельной заслонки во впускном цилиндре, а также впускной коллектор с заслонками нуждаются в очистке от нагара. Не сомневайтесь это поможет.
Двигатель несмотря на недостатки и слабые места хороший, но… 1. Требует строгого соблюдения правил эксплуатации и своевременности в проведении технического обслуживания. 2. Как вы уже поняли двигатель неремонтопригодный и хорош пока не подошел по пробегу под ремонт, а это примерно 300 тыс. км., тут нужно рассчитывать правильно и не прогадать. Иначе вложите очень большие деньги в ремонт.
P.S. Уважаемые владельцы автомобилей с двигателем 1AZ-FE! Просьба к Вам пишите о своих случаях возникновения тех или иных проблем связанных с двигателем.