Международная презентация силового агрегата заводской серии 2ZR-FAE объемом 1.6 литра (1598 см³) на 16 клапанов с инновационным механизмом Dual VVT-i ValveMatic, разработанного японскими инженерами компании Toyota, официально состоялась в октябре 2006 года на международном токийском автосалоне под видом штатного двс автомобиля Тойота Аурис в кузове Е150. Первоначально обозреваемый бензомотор был предназначен для внутреннего рынка, в рамках масштабного обновления семейств моделей Аурис, Королла и Аллион. С конца 2007 года начался массовый серийный выпуск международной версии 1.6-ти литровых двигателей 1ZR-FAE оснащенных сразу двумя высокотехнологичными механизмами газораспределения Valvematic и Dual VVT-i.
Двигатели Toyota 1ZR-FAE и 2ZR-FXE были разработаны одним из крупнейших мировых концернов Toyota Motor Manufacturing в 2007 году. Компания много лет специализируется на выпуске моторов как для автомобилей, так и для другой техники. Серия двигателей ZR заменила предшествующую версию ZZ, которая была не очень удачным творением концерна. Моторы серии ZR сегодня устанавливаются на большое количество автомобилей марки Toyota.
Мотор серии ФАЕ оснащен системой Dual-VVTi в сочетании с Valvematic, благодаря чему двигатель имеет мощность 132 л. с., а степень сжатия увеличена до 10,7. Аппарат отличается надежностью и долговечностью. Двигатель имеет объем 1598 см3, что обеспечивает небольшой расход топлива как на трассе, так и в черте города. Расход бензина 100 км. колеблется от 5,6 до 7,1 литров. Каждый цилиндр имеет размер 80,5 мм. и оснащен четырьмя клапанами. Ход поршня составляет 78,5-87,5 мм., благодаря чему обеспечивается высокий КПД двигателя.
В двигателе установлены гидрокомпенсаторы, которые устраняют необходимость проводить регулировку клапанов. Мотор по описаниям водителей высоко ценится автовладельцами имеет рейтинговую оценку 4.
Рассматриваемый в обзоре силовой узел многие автоэксперты называют точной копией достаточно востребованного на рынке двс серии 1ZR-FE объемом 1.6 литра, правда на него не устанавливают инновационную систему газораспределения Valvematic. На сегодняшний день сбыт двигателей Toyota серии 1ZR-FAE осуществляется по всему миру, однако основной упор сделан на рынки стран Северной Америки, Азии, а также Западной и Южной Европы (на российском рынке этот мотор хорошо себя зарекомендовал на Тойота Авенсис Т270 и Тойота Аурис Е150). На момент написания статьи силовой агрегат 1ZR-FAE 1.6 являлся штатным узлом для такой популярной модели, как Toyota Corolla в разных вариантах исполнения. Кроме того, на рынке сегодня можно встретить и спецверсию обозреваемого узла, функционирующего на биоэтаноле (заводской индекс: 1ZR-FBE).
Обозреваемый тойотовский 1.6-ти литровый двигатель построен на базе легкосплавного четырёхцилиндрового алюминиевого гильзованного блока (схема расположения цилиндров “R4”), который оснащен открытой рубашкой охлаждения, что свойственно для всего семейства "Toyota ZR-Series". Гильзы у мотора вплавлены в блок, а их специальная неровная внешняя поверхность способствует максимально прочному соединению и улучшенному теплоотводу. Толщина стенок между цилиндрами составляет 7 миллиметров, капитальный ремонт двигателя производителем не конструктивно предусмотрен. И хотя обстоятельства порой заставляют энтузиастов выполнять расточку/перегильзовку одноразовых тойотовских блоков, однако итоговый результат подобной процедуры не будет полноценной “Тойотой”.
Коленвал в японском моторе установлен с восьмимиллиметровым дезаксажем. Это означает, что оси цилиндров не пересекаются с продольной осью коленчатого вала, благодаря чему снижаются нагрузки в паре поршень-гильза, когда в цилиндрах создается максимальное давление. Стоит сказать, что подобное конструкторское решение уже применялось на двигателях линеек “Toyota AZ-Series” и “Toyota NZ-Series”, однако отсутствовало в силовых агрегата семейства “Toyota ZZ-Series”. Поршни в бензомоторе серии 1ZR-FAE идут легкосплавные, компактного T-образного формата с рудиментарной юбкой. Канавка верхнего компрессионного кольца имеет анодированное покрытие, а кромки верхнего маслосъемного и компрессионного колец имеют противоизносное покрытие. В свою очередь отметим, что поршни соединяются с шатунами при помощи плавающих пальцев.
Силовая установка 1ZR-FAE 1.6 MPI располагается под капотом автомобиля вертикально (без завала в сторону моторного щита), не затрудняя доступ к основным узлам, что упрощает его обслуживание. Рассматриваемый двигатель крепится к кузову при помощи четырех опор, правая верхняя из которых является "маслонаполненной". Все двигатели линейки “Toyota ZR-Series” имеют одинаковый диаметр цилиндров и различаются между собой лишь разными рабочими ходами поршней. Атмосферный мотор 1ZR-FAE 1.6 у японцев получился длинноходным, благодаря чему, средняя скорость перемещения поршня в режиме номинальной мощности составляет 22 м/с, что некогда считалось за верхним пределом и для спортивных версий двс. Даже несмотря на облегченные поршни и пресловутые инновационные технологии, это не есть хорошо в плане долговечности особенно для стокового гражданского силового агрегата. Да и часть проблем, связанная хроническим масложором (повышенным расходом масла на угар) также непосредственно связана с длинным ходом поршней и их специфической конструкцией.
Как отмечают специалисты, в отличие от двигателей предыдущих серий, распредвалы у мотора 1ZR-FAE устанавливаются в отдельный корпус, который затем монтируется на головку блока, что позволило упростить конструкцию и технологию обработки ГБЦ. Вместо регулировочных толкателей (“стаканчиков”) повсеместно используются гидравлические компенсаторы клапанных зазоров и роликовые толкатели/рокеры. Угол развала впускных и выпускных клапанов составляет 29°, что по тойотовским меркам не так уж и мало. Легкосплавная крышка головки получила магистраль подвода масла к рокерам. На двигателях с системой Valvematic от задней части распределительного вала выпускных клапанов приводится лопастной вакуумный насос, необходимый для работы усилителя тормозов.
Привод газораспределительного механизма осуществляется однорядной цепью мелкого шага (8 миллиметров). Гидронатяжитель цепи имеет стопорный механизм, выполнен легкосъемным и установлен с внешней стороны крышки. Усложнилась конструкция литой алюминиевой крышки цепи привода ГРМ — в нее устанавливается помпа системы охлаждения и масляная магистраль для форсунки смазки цепи. Приводы изменения фаз газораспределения устанавливаются на распределительных валах и впускных, и выпускных клапанов (DVVT — Dual Variable Valve Timing). Фазы изменяются в пределах 55° для впуска и 40° для выпуска.
Стоит сказать, что каждый из моторов линейки “Toyota ZR-Series” получил модификацию с системой бесступенчатого изменения высоты подъема впускных клапанов - Valvematic. Опыт показывает, что для японских силовых агрегатов критичное вытягивание цепи ГРМ и, соответственно, необходимость ее замены наступает после 150 тысяч километров пробега. Хотя здесь имеется нюанс — при замене цепи следовало бы менять и прочие элементы привода ГРМ (звездочки, башмак натяжителя, направляющую), поскольку уже затронутые износом звездочки быстро “съедают” новую цепь. К сожалению, звездочки тойотовских распредвалов объединены с недешевыми приводами VVT-iи отдельно не меняются, поэтому реальный эффект от простой установки новой цепи оказывается недостаточным.
Шестеренный поршневой (трохоидный) масляный насос установлен в картере и приводится в работу коленвалом при помощи отдельной короткой цепи (аналогично моторам линейки “Toyota AZ-Series”). Это решение существенно улучшило функционирование систем при запуске двигателя в зимних условиях, однако усложнило его конструкцию. Также заметим, что на самых современных версиях двигателя серии 1ZR-FAE с Valvematic устанавливается маслонасос с механическим перепускным клапаном, который позволяет нелинейно регулировать расход и давление масла в зависимости от частоты вращения коленчатого вала.
Масляный фильтр у обозреваемого двигателя установлен довольно неудобно (с задней стороны двс), да еще и горизонтально - в отличие от предыдущих серий, где фильтрующий компонент располагался вертикально отверстиями вверх, что само по себе не позволяло смазки стекать из фильтра в поддон при стоянке и способствовало быстрому нагнетанию необходимого давления после запуска мотора. С середины 2008 года японские инженеры начали устанавливать на двигатель 1ZR-FAE так называемые “экономичные” - разборные фильтры со сменными картриджами.
Система охлаждения у обозреваемого мотора реализована без новомодных решений, вроде электропривода насоса или подогрева термостата. Водяная помпа у японского “атмосферника” вращается от внешней стороны общего ременного привода навесных агрегатов, термостат - механический, а корпус дроссельной заслонки по-прежнему обогревается жидкостью для противодействия обмерзанию. Зато у вентилятора радиатора двигателей, которые оснащены системами Valvematic имеется отдельный блок управления электродвигателем, позволяющий бесступенчато регулировать его скорость в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, давления хладагента кондиционера, скорости автомобиля и частоты вращения коленчатого вала.
Как и во всей линейке моторов прошлого поколения “Toyota ZZ-Series”, у рассматриваемого двигателя серии 1ZR-FAE 1.6 спереди двс устанавливается пластиковый впускной коллектор, а выпускной коллектор изготавливается из стали (располагается со стороны моторного щита). За коллектором в выпускном тракте стоит предварительный каталитический нейтрализатор выхлопных газов, несколько дальше - второй катализатор, объединенный с основным глушителем. Силовые установки с системами газораспределения Valvematic оснащаются впускным коллектором, в который устанавливается механизм ACIS, позволяющий эффективно изменять длину впускного тракта с целью повышения мощности двс. Так, например, на низких/средних частотах вращения и высокой нагрузке клапан ACIS закрывается, а воздух к цилиндрам поступает по длинному каналу, в других же рабочих диапазонах клапан открывается и воздух попадает в цилиндры по наиболее короткому пути.
Обозреваемый бензомотор имеет традиционный впрыск топлива - распределенный MPI (справочно: в нормальных условиях работы двс - секвентальный, при низких температурах и небольшой частоте вращения может использоваться групповой и попарный впрыск). Датчик массового расхода воздуха, он же ДМРВ или MAF имеет тип “Hot Wire” и совмещен с датчиком температуры воздуха на впуске. Дроссельная заслонка - электронно управляемая. Также отметим, что японский мотор оснащен механизмом ETCS, который управляет частотой вращения холостого хода (ISC) и противобуксовочной системой (TRC). Кроме того, на ETCS частично возложены функции системы стабилизации (VSC) и круиз-контроля.
Топливные форсунки в двигателе серии 1ZR-FAE объемом 1.6 литра устанавливаются в головку блока цилиндров (ГБЦ) и имеют удлиненные распылители, благодаря чему горючее впрыскивается максимально близко к впускным клапанам. Это дает мизерный вклад в “экологичность”, однако при существенных отрицательных температурах бензин порой не успевает в достаточной степени испариться. Топливная магистраль идет без линии возврата, а в топливный коллектор встроен демпфер пульсаций давления. Кроме регулятора давления и датчика уровня, в баке в единый узел с топливным насосом объединен и адсорбер системы улавливания паров топлива (EVAP).
На моторах серии 1ZR-FAE объемом 1.6 литра с системой Valvematic непрерывная зарядка аккумулятора осуществляется при замедлении автомобиля, а в установившихся режимах движения циклы зарядки и разрядки батареи чередуются для максимальной экономичности. Более сложное управление потребовало использовать в системе датчик температуры батареи и датчик силы тока. Система запуска - традиционная, а стартеры компонуются планетарным редуктором мощностью 0,8-1,1 кВт. Привод навесных агрегатов приводится в работу единым ремнем, который не имеет отдельного натяжителя (справочно: регулируется натяжение при помощи перемещения генератора).
Недостатки двигателя 1ZR-FAE 1.6 MPI ValveMatic
Основным минусом движков является их невозможность ремонта. Корпус выполнен из алюминия, который не поддается восстановлению после вскрытия. Также отсутствуют схемы ремонта двигателя. Среди слабых мест моторов следует отметить:
- Высокий расход масла. Проблема решается заменой смазывающей жидкости на более вязкую. Наиболее оптимальным маслом для заливки в мотор модели 1 ЗР и 2 ЗР является серия 10W-30.
- Посторонние звуки и стук на средних оборотах. Чаще всего причиной является послабление цепи ГРМ либо непригодность приводного ремня генератора. При выявлении причины следует произвести подтяжку либо замену ремней.
- Плаванье оборотов на холостом ходу. Чаще всего причина неисправности кроется в дроссельной заслонки. Нередко причиной становится ее загрязнение, но иногда помимо чистки может понадобиться проверка датчиков.
- Нередко спустя 50-70 тыс. км. пробега начинает подтекать помпа. В таком случае деталь стоит заменить в кратчайшие сроки, так как возможен выход из строя термостата из-за чего мотор перестает прогреваться до нужной температуры и происходит заклинивание клапанов.
Двигатели прекрасно справляются со своей задачей на протяжении всего срока службы. Обычно ресурс мотора составляет 250-270 тысяч километров, но при должном уходе пробег может быть значительно больше. Для того, чтобы определить модификацию мотора, необходимо его внимательно осмотреть и найти табличку, на которой указаны все данные. Также серию можно определить по VIN коду, но необходимо внимательно читать метки, указанные на нем.
ИСТОЧНИК МАТЕРИАЛА АВТОМОБИЛЬНЫЙ САЙТ AUTBAR.RU: https://autbar.ru/toyo1zrfaevalve.html
БЛАГОДАРИМ ЗА ВНИМАНИЕ И ЖЕЛАЕМ ВАМ УДАЧИ НА ДОРОГАХ!