Toyota 1ZZ FE - серия рядных, шестнадцатиклапанных, четырехцилиндровых бензиновых ДВС, для переднеприводных машин, производимых в период с 1998 до конца 2007 года в г. Кембридж Канадской провинции Онтарио. Данными моторами агрегатировались ТОЙОТЫ - RUNX, Allex, Corolla, Allion, Premio, Vista, Will, Caldina, CelicaGT, MatrixXR, Avensis, Opa, Isis, RAV4, Wish; а также Понтиак VIBE, Шевроле Prizm, Lotus Elise.
Технические характеристики и информация
- Объем - 1794 см 3 .
- Мощность - 120 л.с. при 5,6 тыс. об/мин. и при крутящем моменте 165 Нм.
- Диаметр поршней - 79 мм.
- Рабочий ход поршня - 91,5 мм.
- Степень сжатия 10:1.
Система ГРМ
- Количество клапанов - 16.
- Привод распределительных валов - однорядная цепь.
- Интеллектуально регулируемые фазы газораспределения с помощью системы VVT-i (V ariable V alve T imingwith i ntelligence).
- Cистема подачи топлива - MPFI (многоточечный распределенный впрыск).
- Система зажигания DIS-4
Конструкция двигателя
После серии MZ, второй раз в своей практике, Тойота изготовила с помощью литья под давлением, легкосплавный (алюминиевый) блок цилиндров на двигатель серии 1ZZ FE. В процессе производства в блок вплавлялись чугунные, тонкостенные гильзы.
Для максимальной прочности соединения и улучшения отвода тепла, наружная поверхность гильз изготавливалась шероховатой. В итоге, двигатель 1ZZ стал весить около ста килограмм, легче аналогичных агрегатов примерно на 30 кг.
Для упрощения производства и для того что бы было возможно применять пресс-формы при отливке блока, применили открытую рубашку охлаждения цилиндров. Если смотреть на отливку сверху, то между телом блока цилиндров и гильзой, по всему их периметру, имеется зазор, глубиной до нижней мертвой точки днища поршня. Преимущество такой конструкции в том, что она проще и дешевле в серийном производстве. Отрицательный момент заключается в потере жесткости и прочности.
Также, такие моторы считаются одноразовыми из-за невозможности расточки или перегильзовки цилиндров. Хотя, можно найти кустарную мастерскую, или автосервис готовых осуществить капитальный ремонт двигателя 1ZZ FE, заменив гильзы на неоригинальные или подходящие от других производителей запасные части.
Поддон легкосплавного картера также выполнен особым образом. Линия его прилегания к блоку, совпадает с осью коленчатого вала и стальные крышки коренных подшипниковинтегрированы в его корпус. За счет такой конструкции увеличена жесткость всего блока цилиндров, но возникают проблемы с подбором вкладышей,чтобы произвести капитальный ремонт 1ZZ.
Номер двигателя модели 1ZZ FE нанесен вертикально, в верхней части блока, рядом с выпускным коллектором, со стороны коробки передач. Для удобства, лучше всего воспользоваться зеркалом.
Кривошипно-шатунный механизм
За счет увеличенного хода поршня, улучшено тяговое усилие на малых оборотах и снижены потери тепла через стенки камеры сгорания, которая имеет размер, меньший по сравнению с обычной. Но, из-за того, что поршень движется быстрее обычного, возникла проблема со снятием масла со стенок, поэтому к кольцам на двигатель серии 1ZZ FE, стали предъявляется более серьёзные требования.
Для большей компактности и уменьшения трения длину и диаметр шеек коленвала уменьшили, соответственно, возросли нагрузки и ускорился износ. На коленвале установлен шкив, приводящий в действие ремень вспомогательных механизмов.
Юбки поршней сделаны меньшей высоты, чтобы также уменьшить потери на сопротивление трению, но это отрицательно отразилось на способности к охлаждению. Поршни создали Т-образными, и они начали стучать гораздо раньше при перекладке в ВМТ, по сравнению с предшествующими моделями. С шатунами поршни соединены с помощью плавающих пальцев, а крышки садятся на болты вкручивающихся непосредственно в нижнюю часть шатуна.
ГБЦ
Мотор серии 1ZZ FE головка блока цилиндров также выполнена из легких сплавов. Форма камеры сгорания конической формы что бы при приближении поршня к ВМТ, в районе свечи зажигания формируется завихрение горючей смеси, помогая ей сгорать более эффективно и меньшим риском возникновения детонации, тем самым улучшая технические характеристики.
Седла клапанов изготовлены с помощью лазерного напыления, в отличие от впрессованных. Они обладают меньшей толщиной и лучше отводят тепло от клапанов в тело ГБЦ через тарелку, а не только через стержень. За счет малой толщины напыления и более тонкого стержня клапана, стало возможным увеличить диаметр седел, следовательно, увеличить поток всасываемого воздуха и выпускаемых отработавших газов.
Как следствие, из-за отсутствия запрессованных седел, ремонт головки 1ZZ невозможен.
Клапана стали легче и для их работы стало требоваться меньше усилий пружинного механизма, что вместе с более узкими кулачками-толкателями также снизило потери на преодоление сопротивления.
Двигатель серии 1ZZ FE, не регулируется шайбами, их заменили регулировочными толкателями разной толщины, что сильно усложнило процесс регулировки.Из-за возникновения трудностей в регулировке и удорожания проведения данной процедуры автовладельцы стали отказываться от такой процедуры, что также ни к чему хорошему не привело.
Система смазки
Рекомендованное производителем масло с SAE 5W30. Циркуляция масла обеспечивается шестеренчатым насосом, с приводом напрямую от коленвала и расположен на передней крышке ГРМ. Фильтр расположен вертикально, креплением вверх, внизу двигателя. Такое расположение фильтрующего элемента, помогает справиться с проблемой масляного голодания двигателя во время пуска.
Охлаждающая система
В моторе модели 1ZZ FE антифриз прокачивается через блок цилиндров по кругу с помощью водяного насоса, приводом которого является ремень, также работающий и на другие вспомогательные механизмы. Температура включения термостата находится в районе 83°С.
Привод ГРМ
Привод механизма газораспределения стал осуществляться с помощью цепи в один ряд, с восьмимиллиметровым шагом и регулировкой при помощи гидронатяжителя. По идее, цепной привод ГРМ надежнее, чем ремень и нет необходимости в частой замене. Но в данном случае, судя по отзывам автовладельцев и автомехаников, решение получилось не совсем удачным:
- Двигатель 1ZZ получился слишком шумным, цепь гремит сильнее, чем ремень, это первый минус.
- Появилась дополнительная деталь - гидронатяжитель, не очень надежный на Тойотах, по сравнению роликом натягивающий ремень.
- Также появились быстро изнашиваемые компоненты - успокоитель и башмак натяжителя
- Экономичность обслуживания цепного привода по сравнению с тем как часто необходимо менятьремень, является спорным вопросом. Обычно, по регламенту цепь подлежит замене по достижению двухсот тысяч километров пробега, но если она в хорошем состоянии и не растянута, то можно и продлить срок её эксплуатации. Но случается, что к пробегу в 150 000 км, растяжение цепи может достигнуть критического уровня, она начинает греметь и может нарушить фазы газораспределения из-за смещения правильного положения коленвала и распредвалов друг относительно друга. Причем, при замене цепи, на двигатель модели 1ZZ FE, рекомендовано установить новые компоненты привода - гидронатяжитель, успокоитель и звездочки, т.к. детали с наработкой могут привести к ускоренному износу новой цепи. Не подлежит замене звездочка распределительного вала, управляющего впускными клапанами, потому что она совмещена с приводом VVT-i, краткое описание которого приведено ниже.
Первые производимые двигателя, были без функции регулировки фаз газораспределения. Но примерно через год сначала производства, двигатель 1ZZ оснастили этой полезной функцией.
VVT-i
Разработка корпорации Тойота система регулировки фаз газораспределения - VVT-i, плавно поворачивает распредвал по отношению к приводной звездочке в зависимости от режима работы мотора. Максимальный поворот осуществляется на 60°. Сам привод представляет собой ротор с лопастями. До запуска, специальный стопор фиксирует вал в положении максимально позднего зажигания, для обеспечения оптимальных условий запуска.
Электромагнитный клапан, по команде контроллера, управляет потоком масла поступающего в полости механизма, обеспечивая задержку, либо опережения фаз. Контроллер же в свою очередь считывает информацию с датчиков, контролирующих положения распределительных валов.
Впускной и выпускной коллекторы
Если сравнивать с предыдущими моторами, изменилось расположение коллекторов. В двигателе модели 1ZZ FE, впускной коллектор размещен спереди, а выпускной сзади. Таким образом планировалось обеспечить быстрый нагрев нейтрализатора в холодное время, теплом поступающим от двигателя, для соблюдения норм экологичности.
Но, из-за стесненного пространства под капотом, близкое расположение раскаленного двигателя отрицательно сказывалось на нейтрализатор и его переместили дальше, под днище машины.
Удлиненный впускной коллектор помогает улучшить отдачу на средних и низких оборотах. Но, при расположении его спереди, его практически невозможно сделать длинным. В связи с этим, убран полностью литой коллектор, а вместо него, на начальных версиях его производили в виде четырех воздуховодов из алюминия, приваренных к единому фланцу.
Отрицательным свойством такой конструкции является ненадежность сварных соединений. Положительным - алюминиевая поверхность воздуховодов более гладкая по сравнению с литьем.
С началом двухтысячных годов, впускной коллектор сделали проще. Его заменили на пластиковые патрубки, удешевив производство и уменьшив нагрев всасываемого воздуха.
Пришло время более-менее обстоятельно поговорить о тойотовских двигателях нового поколения и в первую очередь - об 1ZZ-FE, наиболее распространенном из них. С каждым днем в страну приходит все больше автомобилей с такими агрегатами, а информации по ним по-прежнему удручающе мало. Дополним данные заокеанских коллег нашим местным опытом.Итак, двигатель Toyota 1ZZ-FE, первый представитель совершенно нового семейства, был запущен в серийное производство в 1998 году. Практически одновременно он дебютировал на модели Corolla для внешнего рынка и на Vista 50 для внутреннего, и с тех пор устанавливается на большое количество моделей классов C и D.
Формально ему надлежало заменить собой 7A-FE STD, агрегат предыдущего поколения, заметно превосходя его по мощности и не уступая по топливной экономичности. Однако, устанавливаемый на топ-версии моделей, он фактически занял и место заслуженного ветерана 3S-FE, немногим уступая ему по характеристикам.
Двигатель 7A-FE 3S-FE 1ZZ-FE
Рабочий объем, см3 1762 1998 1794
Мощность, л.с. 110-115/5800 SAE
115-120/6000 JIS 128-132/5400 DIN
135-140/6000 JIS 120-140/5600 SAE
130-140/6000 JIS
Крутящий момент, Нм 154/4400 SAE
157/4400 JIS 178/4400 DIN
186/4400 JIS 172/4400 SAE
171/4000 JIS
Степень сжатия 9,5 9,5 10,0
Диаметр цилиндра, мм 81 86 79
Ход поршня, мм 85,5 86 91,5А теперь подробнее рассмотрим конструкцию этого двигателя, отметив ее особенности, основные достоинства и недостатки.
Цилиндро-поршневая группа
Блок цилиндров - изготовлен из алюминиевого сплава методом литья под давлением, в цилиндрах установлены чугунные гильзы. Это стало вторым, после серии MZ, опытом Toyota по внедрению массовых "легкосплавных двигателей". Отличительная особенность моторов нового поколения - открытая сверху рубашка охлаждения, что негативным образом отражается на жесткости блока и всей конструкции. Безусловным преимуществом схемы стало снижение массы (в целом двигатель стал весить ~100 кг против 130 кг у предшественника), а главное - технологическая возможность изготавливать блок в пресс-формах. Традиционные блоки с закрытыми рубашками охлаждения прочнее и надежнее, но, изготавливаемые литьем в разовые формы, более трудоемки на стадии подготовки форм (в которых, к тому же, при подготовке к заливке смесь имеет склонность разрушаться), имеют бóльшие допуски и требуют, соответственно, бóльшего объема последующей механической обработки прилегающих поверхностей и постелей подшипников.
Другая особенность блока цилиндров - картер, объединяющий опоры коленчатого вала. Линия разъема блока и картера проходит по оси коленвала. Алюминиевый (точнее, легкосплавный) картер выполнен как одно целое с залитыми в него стальными крышками коренных подшипников и сам по себе дополнительно увеличивает жесткость блока цилиндров.
Двигатель 1ZZ-FE относится к "длинноходным" моторам - диаметр цилиндра 79 мм, ход поршня 91,5 мм. Это означает лучшие тяговые характеристики на низах, что для массовых моделей намного важнее, нежели повышенная мощность на высоких оборотах. Заодно улучшается и топливная экономичность (физика - меньше тепловые потери через стенки более компактной камеры сгорания). Кроме того, при проектировании движка стала преобладающей идея снижения трения и максимальной компактности, что выразилось, кроме прочего, в уменьшении диаметра и длины шеек коленчатого вала - а значит, неизбежно возросли нагрузки на них и износ.
Примечателен поршень новой формы, немного напоминающей деталь дизеля ("с камерой в поршне"). Чтобы уменьшить потери на трение при значительном рабочем ходе, была уменьшена юбка поршня - для его охлаждения это не лучшее решение. Кроме того, Т-образные в проекции поршни на свежих тойотах начинают стучать при перекладке значительно раньше, чем их классические предшественники.
Но самым значительным недостатком новых тойотовских движков стала их "одноразовость". В самом деле, оказался предусмотрен лишь один ремонтный размер коленчатого вала для 1ZZ-FE (и то - японского производства), а вот капремонт цилиндро-поршневой оказался невозможен в принципе (и перегильзовать блок тоже не выйдет).
А зря, потому как в ходе эксплуатации вскрылась очень неприятная особенность двигателей первых лет выпуска (а таких у нас было и в ближайшие несколько лет будет большинство) - повышенный расход масла на угар, вызванный износом и залеганием поршневых колец (требования к их состоянию у ZZ тем выше, чем больше ход поршня, а значит и его скорость). Подробнее вопрос рассмотрен в этом материале. Лечение одно - переборка с установкой новых колец, а в случае сильного износа гильзы - контрактный движок.
"Проблемы были с движками до 2001 года, потом их исправили и теперь все в порядке"
Увы, дела обстоят не так хорошо. После ноября 2001 двигатели серий ZZ и NZ стали комплектоваться "доработанными" кольцами, в том же году был несколько изменен блок цилиндров ZZ. Но во-первых, это никак не отразилось на выпущенных ранее двигателях - разве что появилась возможность установить при переборке "правильные" кольца. А второе и главное - проблема не исчезла: более чем достаточно случаев, когда переборки или замены двигателя потребовали в том числе и гарантийные машины выпуска 2002-2005 годов с пробегами от 40 до 110 тысяч км.Головка блока цилиндров
Сама головка блока, естественно, легкосплавная. Камеры сгорания - конического типа, при подходе поршня к верхней мертвой точке, рабочая смесь направляется к центру камеры и формирует в районе свечи зажигания вихрь, способствуя наиболее быстрому и полному сгоранию топлива. Компактный размер камеры и кольцевой выступ днища поршня (улучшающий наполнение и по-своему формирующий потоки смеси в пристеночной области - на ранней стадии сгорания давление нарастает равномернее, а на поздней - увеличивается скорость горения) способствовали снижению вероятности детонации.
Степень сжатия у 1ZZ-FE - около 10:1, однако двигатель допускает использование обычного бензина (87-й по SAE, Regular в Японии, 92-й у нас). По заявлениям производителя, увеличение октанового числа не приводит к росту мощностных показателей, а лишь уменьшает вероятность детонации. Что касается других представителей семейства (3ZZ-FE, 4ZZ-FE) - то в них степень сжатия больше, поэтому к топливной всеядности стоит относиться аккуратнее.
Интересна новая конструкция седел клапанов. Вместо традиционных стальных запрессовываемых, на двигателях ZZ применены т.н. "лазерно-напыляемые" легкосплавные седла. Они в четыре раза тоньше обычных и способствуют лучшему охлаждению клапанов, позволяя отдавать тепло в тело головки блока не только через стержень, но и в значительной степени через тарелку клапана. Заодно, несмотря на небольшой диаметр камеры сгорания, увеличился диаметр впускных и выпускных портов, а также уменьшился диаметр стержня (с 6 до 5,5 мм) - это улучшило течение воздуха через порт. Но, естественно, конструкция также получилась абсолютно неремонтопригодной.
Газораспределительный механизм - традиционный 16-клапанный DOHC. Ранний вариант для внешнего рынка имел фиксированные фазы, но основная масса движков получила затем систему VVT-i (изменения фаз газораспределения) - отличная вещь для достижения баланса между тягой на низах и мощностью на верхах, но требующая внимательного отношения к качеству и состоянию масла.
Снижение массы клапана позволило уменьшить усилие клапанных пружин, заодно сократилась ширина кулачков распределительного вала (менее 15 мм) - опять снижение потерь на трение с одной стороны и увеличение износа - с другой. Кроме того, Toyota отказалась от регулировки зазора в клапанах с помощью шайб в пользу, если можно так сказать, "регулировочных толкателей" различной толщины, стаканчики которых совмещают функции прежнего толкателя и шайбы (для высокооборотистого форсированного движка это имело бы смысл, но в данном случае - сделало регулировку зазора максимально сложной и дорогой; хорошо, что этой процедурой приходится заниматься крайне редко).
Очередное радикальное нововведение - в приводе ГРМ теперь используется однорядная цепь с малым шагом (8 мм). С одной стороны - это плюс к надежности (не порвется), в теории отсутствует необходимость относительно частой замены, требуется только изредка проверять натяжение. Но... Опять но - у цепи есть свои существенные недостатки. О шумности говорить, наверное, не стоит - разве что в основном по этой причине цепь сделана однорядной (в минус долговечности). Но в случае с цепью обязательно появляется гидронатяжитель - во-первых, это дополнительные требования к качеству и чистоте масла, во-вторых, даже тойотовские натяжители не отличаются абсолютной надежностью, раньше или позже начиная пропускать и ослабляться (предусмотренная японцами собачка выполняет свои функции отнюдь не всегда). Что такое отпущенная в свободное плавание цепь - объяснять не надо. Второй подверженный износу элемент - успокоитель, это хоть и не "чудо" производства ЗМЗ, но принципы износа у них общие.
Ну и основная проблема - растяжение, тем большее, чем длиннее сама цепь. Лучше всего дело с этим обстоит в нижневальном движке, где цепь короткая, но при обычном расположении распределительных валов в головке блока она существенно удлиняется. Часть производителей борется с этим, вводя промежуточную звездочку и делая уже две цепи. Заодно этим удается уменьшить диаметр ведомых звездочек - при приводе обоих валов единой цепью расстояние между ними и ширина головки получаются слишком большими. Но при наличии промежуточных цепей увеличивается шумность передачи, количество элементов (как минимум, два натяжителя), да и с надежным креплением дополнительной звездочки возникают некоторые проблемы. Посмотрим же на ГРМ 1ZZ-FE - цепь здесь вызывающе длинная.
Хотя применение цепи и подразумевало уменьшение затрат на техобслуживание, но на деле произошло скорее обратное, так что средний срок службы цепи составляет ~150 тысяч км, а затем ее постоянный грохот заставляет владельцев принимать меры.
Впуск и выпуск
Бросается в глаза расположение впускного коллектора - теперь он находится спереди (ранее практически всегда на поперечно-расположенных двигателях он находился со стороны моторного щита). Выпускной коллектор также переместился на противоположную сторону. В значительной степени это было вызвано традиционным экологическим помешательством - необходимо сделать катализатор как можно быстрее прогревающимся после запуска, а значит нужно разместить его максимально близко к двигателю. Но если устанавливать его сразу за выпускным коллектором, сильно (и совершенно напрасно) перегревается подкапотное пространство, дополнительно греется радиатор и т.д. Поэтому на ZZ выпуск ушел назад, а катализатор - под днище, при этом второй вариант борьбы за сертификаты (малый пре-катализатор за коллектором) не потребовался.
Длинный впускной тракт способствует увеличению отдачи на низких и средних оборотах, однако при переднем расположении впускного коллектора сделать его достаточно протяженным затруднительно. Поэтому вместо традиционного цельнолитого коллектора с 4-мя "параллельными" патрубками, на первом 1ZZ-FE появился новый "паук", похожий на выпускной, с четырьмя алюминиевыми трубчатыми воздуховодами равной длины, ввареными в общий литой фланец. Плюс - изготовливемые прокатом воздуховоды имеют намного более гладкую поверхность, чем литые, минус - не всегда безупречная сварка фланца и труб.
Но позднее японцы все-таки заменили металлический коллектор пластиковым. Во-первых - экономия цветного металла и упрощение технологии, во-вторых - снижение нагрева воздуха на впуске из-за меньшей теплопроводности пластмассы. В пассиве - сомнительная долговечность и чувствительность к перепадам температур.
Привод навесных агрегатов. Здесь тойотовцы проделали примерно то же, что и с цепью. Генератор, насос ГУР, кондиционер и помпа приводятся единым ремнем. В плюс компактности (один шкив на коленвалу), но в минус надежности - значительно больше нагрузка на ремень, не особо надежен гидронатяжитель, а в случае чего - из-за насоса системы охлаждения не удастся сбросить ремешок заклинившего устройства и ковылять дальше... Навесное для серии ZZ, кстати, тоже получилось эндемичное - из-за сильно усовершенствованных креплений.
Фильтры. Наконец-то тойотовские инженеры смогли грамотно (хотя и менее удобно для обслуживания) расположить масляный фильтр - отверстием вверх, так что традиционные проблемы с давлением масла после запуска отчасти решаются. А вот поменять топливный фильтр теперь так просто не получится - он помещен в бак, располагаясь на одном кронштейне с насосом.
Система охлаждения. Теперь поток охлаждающей жидкости проходит через блок по U-образному маршруту, охватывая цилиндры с обеих сторон и существенно улучшая охлаждение.
Топливная система. Здесь также произошли заметные изменения. Чтобы уменьшить испарение топлива в магистралях и баке, Toyota отказалась от схемы с линией возврата топлива и вакуумным регулятором (при этом бензин постоянно циркулирует между баком и двигателем, нагреваясь в подкапотном пространстве). На двигателе 1ZZ-FE применен регулятор давления, встроенный в погружной топливный насос. Использованы новые форсунки с "многодырочным" торцевым распылителем, установленные не на коллекторе, а в головке блока цилиндров.
Схема системы впрыска (1ZZ-FE для USA). 1 - электропневмоклапан системы улавливания паров топлива, 2 - адсорбер, 3 - аккумулятор, 4 - датчик температуры воздуха на впуске, 5 - воздушный фильтр, 6 - электропневмоклапан продувки адсорбера, 7 - датчик давления паров топлива, 8 - регулятор давления топлива, 9 - реле топливного насоса, 10 - датчик положения дроссельной заслонки, 11 - клапан ISCV, 12 - электронный блок управления, 13 - индикатор "CHECK ENGINE", 14 - выключатель запрещения запуска, 15 - усилитель кондиционера, 16 - датчик скорости, 17 - выключатель стартера, 18 - разъем DLC3, 19 - датчик абсолютного давления во впускном коллекторе, 20 - форсунка, 21 - катушка зажигания, 22 - датчик положения распределительного вала, 23 - датчик детонации, 24 - датчик температуры охлаждающей жидкости, 25 - датчик положения коленчатого вала, 26 - кислородный датчик B1S1, 27 - кислородный датчик B1S2 (только внешний рынок), 28 - катализатор.
Система зажигания. На ранней версии использовалась бестрамблерная схема DIS-2 (одна катушка на две свечи), а затем все двигатели получили систему DIS-4 - отдельные катушки, расположенные в свечном наконечнике (свечи, кстати, на 1ZZ-FE используются самые обыкновенные). Плюсы - точность определения момента подачи искры, отсутствие высоковольтных линий и механических вращающихся деталей (не считая роторов датчиков), меньше количество циклов работы каждой отдельной катушки, да и мода такая, в конце концов. Минусы - катушки (да еще и совмещенные с коммутаторами) в колодцах головки блока сильно перегреваются, зажигание нельзя подрегулировать вручную, больше чувствительность к свечам, обрастающим "красной смертью" от местного бензина, и, главное, статистика и практика - если при традиционной трамблерной системе катушка (особенно выносная) практически не фигурировала среди выходящих из строя деталей, то в DIS любого производителя их замена (в т.ч. в виде "узлов зажигания", "модулей зажигания"...) стала обычным делом.
Так что же в итоге? Тойотовцы создали современный, мощный и достаточно экономичный двигатель с хорошими перспективами модернизации и развития - наверное, идеальный для нового автомобиля. Но нас больше волнует, как ведут себя движки на второй-третьей сотне тысяч, как переносят не самые щадящие условия эксплуатации, насколько поддаются местному ремонту. И здесь нужно признать - борьба между технологичностью и надежностью, в которой Toyota раньше практически всегда стояла на стороне потребителя, закончилась победой hi-tech"а над долговечностью. И жаль, что альтернативы двигателям нового поколения больше нет...
Двигатель Toyota 1ZZ-FE 1.8 л.
Характеристики двигателя Тойота 1ZZ
Производство | Tianjin FAW Toyota Engines Plant No. 1 Toyota Motor Manufacturing West Virginia Shimoyama Plant |
Марка двигателя | Toyota 1ZZ |
Годы выпуска | 1998-2007 |
Материал блока цилиндров | алюминий |
Система питания | инжектор |
Тип | рядный |
Количество цилиндров | 4 |
Клапанов на цилиндр | 4 |
Ход поршня, мм | 91.5 |
Диаметр цилиндра, мм | 79 |
Степень сжатия | 10 |
Объем двигателя, куб.см | 1794 |
Мощность двигателя, л.с./об.мин | 120/5600
140/6400 143/6400 |
Крутящий момент, Нм/об.мин | 165/4400
171/4200 171/4200 |
Топливо | 92 |
Экологические нормы | Евро 4 |
Вес двигателя, кг | 135 |
Расход топлива, л/100 км (для Celica)
- город - трасса - смешан. |
10.3 6.2 7.7 |
Расход масла, гр./1000 км | до 1000 |
Масло в двигатель | 5W-30
10W-30 |
Сколько масла в двигателе | 3.7 |
Замена масла проводится, км | 10000
(лучше 5000) |
Рабочая температура двигателя, град. | ~95 |
Ресурс двигателя, тыс. км
- по данным завода - на практике |
н.д. ~200 |
Тюнинг
- потенциал - без потери ресурса |
250+ н.д. |
Двигатель устанавливался | Toyota Allion Toyota MR2 Toyota Opa Toyota Isis Toyota Wish Lotus Elise Toyota WiLL VS Chevrolet Prizm Pontiac Vibe |
Неисправности и ремонт двигателя 1ZZ-FE
Серия двигателей ZZ появилась в 1998 году и призвана была заменить популярные, но пожилые двигатели A семейства. Первым и самым популярным ZZ мотором стал 1ZZ, пришедший на замену , из новшеств мы можем обнаружить легкий алюминиевый блок цилиндров с чугунными гильзами, в приводе ГРМ ремень был заменен на цепь, все движки теперь оснащены системой изменения фаз газораспределения на впуск VVTi, используются кованые шатуны, облегченные клапана, сам мотор стал длинноходным, а значит низовым, здесь есть как свои плюсы так и минусы, но так как моторы ориентировались на североамериканский рынок, то упор делался на момент.
В отличие от предыдущих А моторов, движки семейства ZZ не получили прежнюю россыпь модификаций, но некоторые вариации, все же, производились.
Модификации двигателя Toyota 1ZZ
1. 1ZZ-FE - основной и самый массовый двигатель, производился на заводе Toyota Motor Manufacturing West Virginia. Мощность от 120 до 140 л.с. Выпускалась с 1998 по 2007 год.
2. 1ZZ-FED - аналог 1ZZ-FE, собирался на
Shimoyama Plant и отличался облегченными коваными шатунами, мощность 140 л.с.
3. 1ZZ-FBE - двигатель 1ZZ-FE адаптированный к биотопливу и производившийся для рынка Бразилии.
Неисправности, проблемы 1ZZ и их причины
1. Высокий расход масла. Обычное дело для моторов до 2002 года выпуска, причина в маслосъемных кольцах, меняете кольца на выпущенные после 2005 года (именно в 2005-м проблема жора масла была полностью решена), доливаете масло в двигатель до 4.2 л и проблемы как не бывало. Раскоксовка и прочие движения положение не изменят.
2. Стук двигателя 1ZZ, шум. В большинстве случаев, проблема заключается в растяжении цепи ГРМ, случается это после 150 тыс. км., проблема решается заменой. Если же цепь в порядке, тогда смотрите натяжитель приводного ремня.
Клапана на 1ZZ стучат очень редко и часто регулировать их не приходится.
3. Плавают обороты. Вопрос решается промывкой блока дроссельной заслонки и клапана холостого хода.
4. Вибрация 1ZZ. Проверяйте заднюю подушку двигателя, если все в порядке и мотор полностью исправен тогда смиритесь, это особенность 1ZZ.
Помимо всего прочего, 1ZZ боится перегрева и подобные явления легко приводят к потере геометрии и замене блока цилиндров. По официальным данным 1ZZ не подлежит ремонту, т.е. одноразовый, конечно, некоторые сервисы предлагают услуги по гильзовке или расточке, но это неофициальные процедуры, прибавим к этому низкий ресурс двигателя, около 200 тыс.км и становится ясно, почему же народ не в восторге от серии ZZ и считает ее проблемной. Если же ваш ДВС выпущен в 2005+ году, эксплуатировался спокойно и исправно обслуживался, тогда переживать нечего, ездить будет долго.
Впоследствии на базе 1ZZ были разработаны другие моторы: спортивный , 1.6 литровый и 1.4 литровый .
В 2007 году появился новый, более совершенный двигатель - , который и заменил 1ZZ-FE.
Тюнинг двигателя Toyota 1ZZ-FE
Чип-тюнинг. Атмо
Как правильно доработать 1ZZ без турбин и прочих наддувов, вариантов не очень много, но кое-что есть… холодный забор воздуха, распредвалы Monkey Wrench Racing Stage 2 фаза 272, подъем 10мм, выхлоп прямоточный с пауком 4-2-1, это барахло даст до 30 л.с., а также более злой и приятный характер мотора. Дальше лезть нет смысла.
Турбина на 1ZZ-FE
Приобретается турбокит на базе Garrett GT28, с коллектором, мидпайпом, даунпайпом, интеркулером, блоуоффом, вместе с этим берутся форсунки 440сс, насос Walbro 255, мозги Apexi Power FC, дуем 0.5 бар, получаем 200 л.с. на стоковой поршневой. Чтоб задуть больше нужно снижать степень сжатия путем установки кованых шатунов и поршней под сж 8.5, заменить форсунки на 550сс/630сс, не лишним будет сделать портинг ГБЦ, варить выхлоп на 2.5 дюймовой трубе и дуть 300+ л.с. пока не развалится.
Компрессор на 1ZZ-FE
Берем компрессор Toyota SC14, интеркулер, блоуофф, на впуск холодный забор воздуха, форсунки 440сс, насос Walbro 255 lph, настройка Greddy E-manage Ultimate, на стандарной поршневой выдаст около 200 л.с.
Бензиновый двигатель 1ZZ-FE с электронным впрыском топлива (АИ-95) имеет объём 1.8 л, изначально разрабатывался для Тойоты Королла. Производился с 1998 по 2007 гг. Модификация движка имеет пять различных моделей отличающихся по мощности и крутящему моменту.
Модификации двигателя 1ZZ-FE :
- 130 л.с./6000 об. мин., 171/4000 Нм, выпускался в 1998 г.;
- 136 л.с./6000 об. мин., 171/4200 Нм, выпускался в 2000 г.;
- 129 л.с./6000 об. мин., 170/4200 Нм выпускался в 2000 г.;
- 125 л.с./6000 об. мин., 161/4200 Нм выпускался в 2003 г.;
- 140 л.с./6400 об. мин., 171/4400 Нм выпускался в 2004 г.;
- 132 л.с./6000 об. мин., 170/4200 Нм выпускался в 2007 г.
С двигателем 1ZZ-FE производились автомобили:
- Тойота Королла CE/LE/S/VE, Филдер, Ранкс;
- Тойота Аллион;
- Тойота Премио;
- Тойота Виста и Виста Ардео;
- Тойота Вилл ВС;
- Тойота Калдина;
- Тойота РАВ4;
- Тойота Селика GT;
- Тойота Матрикс XR;
- Тойота Авенсис;
- Тойота Опа;
- Тойота Изис;
- Тойота Виш;
- Шевроле Призм;
- Понтиак Вайб.
Слабые места двигателя 1ZZ-FE
- Блок цилиндров;
- Головка блока цилиндров.
Слабые места более двигателя 1ZZ-FE подробно…
Блок цилиндров
Блок цилиндров для уменьшения затрат и облегчения производства имеет открытую рубашку охлаждения, соответственно это привело к снижению жесткости его конструкции.
Цилиндро-поршневая группа
У двигателя 1ZZ-FE вследствие уменьшения диаметра и длины шеек коленчатого вала увеличилась их нагруженность и износ. Масло необходимо менять пораньше, иначе неизбежно закоксовывание поршневых колец. Кольца имеют Т-образную форму, может быть поэтому они начинают стучать раньше.
Головка блока цилиндров
Можно забыть про замену седел, клапанов из-за одноразовой конструкции головки. Регулировать тепловые зазоры в клапанах тоже не получится, разве что у официальных дилеров. Регулировка клапанов возможна только точным подбором размеров толкателей для обеспечения зазора. Большинство автовладельцев при выявлении проблем с головкой вместо регулировки клапанов у дилера продают свое авто.
Недостатки двигателя 1ZZ-FE
- Двигатель с проблемой ремонта;
- Увеличенный расход масла.
Недостатки мотора 1ZZ-FE подробно…
Двигатель с проблемой ремонта
Чуть что случится с поршнем и кольцами у официальных дилеров на гарантийных автомобилях меняют блок. Всему виной конструкция мотора рассчитана на ресурс без проведения капитального ремонта. В жизненном цикле двигателя капитальный ремонт отсутствует. То есть гильзы не растачивают. По этой причине у официальных дилеров двигателей детали с ремонтными размерами можно и не спрашивать. Я не сказал, что ремонт невозможен, ремонтировать можно заменой на новые детали и сборочные единицы. Например, коленвал в сборе, блок цилиндров с поршнями в сборе, которые имеют размеры согласно чертежам для вновь изготовленных двигателей.
Увеличенный расход масла
Недостаток вызван конструктивной особенностью мотора и качества отечественного бензина. Причиной повышенного расхода является залегание маслосъёмных колец, разжижение масла в картере бензином.
Дело выбора автомобиля всегда нелегкое. Не спешите с покупкой авто, сначала изучите тактико-техническую характеристику двигателя, его особенности, недостатки и слабые места. Первым делом надо учитывать отработанную часть ресурса двигателя. Для двигателя 1ZZ-FE заложенный ресурс безотказной работы двигателя составляет примерно 200 тыс. км., после меняют цепь ГРМ и кольца новыми (по отзывам), после чего мотор спокойно работает до 500 тыс.км.
P.S. Уважаемые владельцы тойот с двигателем 1ZZ-FE! Прошу вас писать о своих практических выводах при эксплуатации машин с этим движком.
Силовой агрегат Toyota 1ZZ — FE, был первым в полностью новой линейке четырехцилиндровых моторов. Он был разработан и выпущен на конвейер в 1998 г. Почти в это же время была выпущенная на внешний рынок Toyota Corolla и Vista 50 на внутренний. После дебюта двигателя 1ZZ — FE на выше указанных моделях, он устанавливался на большое количество автомобилей C и D классов.
По задумке, данный мотор должен прийти на смену 7A-FE STD, но мотор не превосходил предшественника по производительности и экономичности. Исходя из этого, он пришел на смену уже хорошо знакомому 3S-FE хоть и был немного слабее по многим параметрам. Несмотря на это им были оснащены многие модели в своих максимальных комплектациях. Далее мы подробно разберем конструкцию двигателя, его достоинства и недочеты.
Технические характеристики двигателя
- Диаметр цилиндров составлял в 79 мм.
- Ход поршня 91.5 мм.
- Объем ДВС был 1,8 л.
- Мощность — от 120 л. с. до 140.
- Двигатель имел алюминиевый блок.
- Цилиндры выполнены из чугуна, блок гильзованый.
Силовой агрегат 1ZZ был оснащен многоточечной системой впрыска топлива. Новая форма форсунок и топливных каналов позитивно влияла на расход топлива на холостых оборотах. Хоть мотор и обладал хорошей экономичность, но и имел приятную тягу на верхах. Одной из отличительных черт мотора, стоит отметить использование кованых шатунов, полностью литой колевнал и впускной коллектор выполненный полностью из пластика. Для нашего региона данный мотор хорошо знаком и не является чем-то редким.
Технические характеристики мотора
Производство | Tianjin FAW Toyota Engines Plant No. 1 Toyota Motor Manufacturing West Virginia Shimoyama Plant |
Марка двигателя | Toyota 1ZZ |
Годы выпуска | 1998-2007 |
Материал блока цилиндров | алюминий |
Система питания | инжектор |
Тип | рядный |
Количество цилиндров | 4 |
Клапанов на цилиндр | 4 |
Ход поршня, мм | 91.5 |
Диаметр цилиндра, мм | 79 |
Степень сжатия | 10 |
Объем двигателя, куб.см | 1794 |
Мощность двигателя, л.с./об.мин | 120/5600 140/6400 143/6400 |
Крутящий момент, Нм/об.мин | 165/4400 171/4200 171/4200 |
Топливо | 92 |
Экологические нормы | Евро 4 |
Вес двигателя, кг | 135 |
Расход топлива, л/100 км (для Celica) - город - трасса - смешан. |
10.3 6.2 7.7 |
Расход масла, гр./1000 км | до 1000 |
Масло в двигатель | 5W-30 10W-30 |
Сколько масла в двигателе | 3.7 |
Замена масла проводится, км | 10000 (лучше 5000) |
Рабочая температура двигателя, град. | ~95 |
Ресурс двигателя, тыс. км - по данным завода - на практике |
н.д. ~200 |
Тюнинг - потенциал - без потери ресурса |
250+ н.д. |
Двигатель устанавливался | Toyota Corolla Toyota Avensis Toyota Caldina Toyota Vista Toyota Premio Toyota Celica Toyota Matrix XR Toyota Allion Toyota MR2 Toyota Opa Toyota Isis Toyota Wish Lotus Elise Toyota WiLL VS Chevrolet Prizm Pontiac Vibe |
На какие авто устанавливался?
- Toyota Allex;
- Toyota Allion;
- Toyota Avensis;
- Toyota Caldina;
- Toyota Celica;
- Toyota Corolla;
- Toyota Corolla Fielder;
- Toyota Corolla Runx;
- Toyota Corolla Spacio;
- Toyota Corolla Verso;
- Toyota Isis;
- Toyota Matrix;
- Toyota MR-S;
- Toyota Opa;
- Toyota Premio;
- Toyota RAV4;
- Toyota Vista;
- Toyota Vista Ardeo;
- Toyota Voltz;
- Toyota WiLL VS;
- Toyota Wish.
Модификации двигателя
- 1ZZ-FE – является самой распространенной моделью силового агрегата данной серии. Выпускался данный мотор на конвейерах Toyota Motor Manufacturing West Virginia. Производительность двигателя от 120 -140 л.с. Годы производства с 1998г.-2007г.
- 1ZZ-FED – является аналогом 1ZZ-FE. Но производился он на мощностях Shimoyama Plant. Основным отличием была большая мощность (140л.с.) за счет облегченных, кованых шатунов.
- 1ZZ-FBE – тот же мотор, что и 1ZZ-FE. Отличие было в том, что мотор был переделан под работу на биотопливе. Выпускалась данная версия на бразильский рынок.
Конструкция мотора
Серия моторов 1ZZ – FE была второй серией после MZ, которые выпускались по технологии литья алюминиевых блоков под давлением. После чего в блок вплавлялись тонкие, чугунные гильзы. Для повышения ресурсности и повышения теплоотдачи, внешняя часть гильзы изготовлена с шероховатостью. В результате чего мотор стал весить приблизительно 100 килограмм. Данная технология производства блоков помогла сэкономить около 30 кг.
Для того чтоб упростить технологическое производство системы охлаждения блоков были применено литье с помощью пресс-форм. Система охлаждения была выполнена по принципу открытой рубашки. Конструктивно это выглядит следующим образом: между основным телом блока и поверхностью цилиндров имеется зазор на глубину всего блока. Основным плюсом такой конструкции является то, что при массовом производстве данная технология в разы проще и дешевле. Но как и достоинства, есть и недостатки. Данная конструкция блока не обладает высокой жесткостью. Из этого следует то, что тюнинговать мотор на основе такого блока особого смысла нет.
Данные моторы являются одноразовыми из-за невозможности расточки или перегильзовки блока.
Несмотря на сложность капитального ремонта, реально найти подрядчика готового взяться за такую работу. Выполнить ее качественно практически невозможно. Оригинальные гильзы найти практически невозможно, а не оригинальные проходят недолго. Аналоги можно найти от других производителей.
Особую конструкцию имеет и поддон картера. Выполнен он достаточно хорошо и как и все в моторе имеет легкосплавную конструкцию. Особенностью является интересный факт того, что уровень прилегания картера находится на одном уровне с центром вращения колевала и осью коренных подшипников (установленных в корпусе). В результате такой конструкции получилось добиться хороших показателей в жесткости блока цилиндров. Но как и с гильзами есть проблема с поиском вкладышей. Исходя из этого всего, капитальный ремонт мотора достаточно проблематичный и дорогостоящий процесс в данном случае.
Что касается индекса двигателя, то его можно найти в верхней части блока не далеко от выпускного коллектора, со стороны трансмиссии. Место не из самых легкодоступных, но и не так уж часто сверяют индексы и номера моторов. Для того чтоб было легче до него добраться стоит использовать зеркало.
Параметры масла
Производитель рекомендует масла типа SAE 5W30. Подача масла реализована с помощью помпы шестеренчатого типа. Насос приводится в движение от коленчатого вала, который расположен с фронатльной стороны крышки ГРМ. Масленый фильтр имеет вертикальное расположение. Креплениями вверх, снизу от мотора. Данный вариант расположения фильтра помогает избегать масляного голодания ДВС во время старта.
ГРМ
Механизм газораспределения имеет цепной привод. Цепь однорядная, но это не влияет на ресурс. Шаг звена – 8 миллиметров. Регулировка натяжения осуществляется при помощи натяжителей гидравлического типа. Зачастую цепной привод имеет большую надежность, нежели ременной, но конкретно в этой серии ресурс немногим меньше привычного. Конструкция оказалась не такой удачной, как это обычно бывает с тойотой.
Минусы серии 1ZZ
- Мотор данной серии оказался шумнее ожидаемого. Причиной этого стала цепь ГРМ, которая издает в разы больше шума, чем ремень.
- Были использованы гидронатяжители, нельзя назвать деталь проблемной, но и особой надежностью она не отличается. Классический ролик в разы надежнее.
- Вторая проблема, связанная с натяжителем – башмак. Данный элемент имел непривычно малый ресурс.
- Экономичнее ли ремень в плане обслуживания сравнительно с цепью вопрос спорный. Цепь ходит дольше, а ремень существенно дешевле. Во многих моторах тойота замену необходимо производить на пробегах около 200 000 км. Если же ездить спокойно и следить за общим состоянием мотора, пройдет она и больше. Но не в данном случае. 1ZZ потребует замену цепи уже на 150 000 км. Не раз было замечено, к такому пробегу цепь полностью приходит в негодность. При достижении такого износа, цепь издает большое количество посторонних звуков. Но это не самая большая проблема. Куда хуже, если начнется смещение фаз распределения газов. Стоит отметить, тот факт, что на данном моторе при замене цепи стоит заменить и другие компоненты относящиеся к этому узлу, такие как: гидравлический натяжитель, звезды, успокоитель. Делать это стоит, потому что детали с износом ускорят износ цепи. Не менять можно только звезду распредвала, которая управляет впуском. Делать это не стоит потому, что она приводит в движение VVT-i. Сокращенный принцип работы данной системы описан далее.
Изначально, самые первые образцы данной серии не были оснащены регулируемыми фазами распределения газов. Но менее чем через 12 месяцев производства мотора, его оборудовали такой опцией.
Муфта VVT-i
Данная технология была разработана компанией тойота с целью корректировки фаз распределения газов. Суть системы заключается в том, что муфта VVT-i постепенно вращает распределительный вал вокруг звезды. Осуществляется это исходя из режима работы мотора. 60 градусов – предельный угол поворота. Сам же привод имеет форму ротора с лопастями. Во время пуска мотора, стопорный механизм фиксирует положение вала в таком положении, чтоб сделать зажигание максимально поздним. Это делается для того, чтоб сделать запуск максимально быстрым и простым.
Клапан электромагнитного типа при помощи специального контроллера обеспечивает необходимый поток масла в полость муфты. В свою очередь, она корректирует зажигание в одну (позднее зажигание) или другую (ранее зажигание) сторону. В свою очередь для определения правильных углов контроллер получает информацию с датчиков находящихся на распредвалах.
Поломки и проблемы
- Одним из первых недостатков стоит отметить, сравнительно, большой расход масла. Для моторов 2002 г. Данная проблема является нормальным состоянием. Причиной этого являются маслосъемные кольца. Они имели заводской недочет. В 2005 году он был исправлен. После чего жор масла полностью исчез. Если же проблему не решать, то просто лейте масло в мотор и на проблему можно не обращать внимание. Объем масла при этом должен составлять около 4.2 литров. Методы раскоксования мотора и другие процедуры никак не повлияют на ситуацию.
- Повышенное количество шума и стука мотора практически всегда связанно с износом цепи. Зачастую эти проблемы проявляются на пробегах 150 тыс. км и более. Данный вопрос решается при помощи замены цепи ГРМ и ее натяжителя. Возможно вопрос в нятяжители ремня. Так же решается его заменой. Ошибочно суждение о том, что нужно часто регулировать клапана. На 1ZZ данная процедура выполняется крайне редко.
- Сравнительно часто можно встретить проблему с «плавающими» оборотами. Данный вопрос решается несколькими операциями: промывкой всего дросселя, промывкой и настройкой клапана холостого хода.
- Ввиду того, что мотор четырехцилиндровый – он имеет повышенную вибронагруженность. В случае если появилась лишняя вибрация необходимо продиагностировать состояние подушек двигателя. Достаточно часто выходят из строя именно те, которые находятся сзади мотора. Если же они находятся в хорошем состоянии, не стоит обращать внимание. Отнеситесь к этому как к конструктивным особенностями модели.
- Кроме всего этого стоит помнить, что данный мотор очень боится перегрева. Такого рода проблемы запросто приводят к деформации блока цилиндров без возможности какого-либо ремонта. По заявлению завода-производителя мотор не подлежит капитальному ремонту (одноразовый) . Исходя из официальных данных ресурс силового агрегата составляет около 200 000 км. Для обычного мотора это вполне приемлемый показатель, но не для тойоты с ее привычными 400 000ами км до капиталки и столько же после. Поэтому в народе особо-то и не любят серию моторов ZZ. Существенно лучше мотор стал после 2005 года. Если же он эксплуатировался бережно и спокойно – он прослужит еще долго верой и правдой.
В последующие годы на основе двигателя 1ZZ выпущены и другие силовые агрегаты: гоночный мотор 2ZZ-GE, 3ZZ-FE объемом 1.6л и 4ZZ-FE объемом 1.4л. Ближе к 2007 году на свет был выпущен переработанный мотор - 2ZR-FE, в свою очередь сменивший первую серию.
Чиповка мотора и другие доработки
Чиповать мотор смысла нет. Без турбокомпрессоров выжать с мотора хорошие показатели не получится. Даже при серьезной доработки кастомными валами по типу Monkey Wrench Racing Stage 2 фаза 272, подъем 10мм и доработанном выпускном коллекторе, прямым выхлопом мотор получит прирост не более 30 л.с. Но зато получит приятный, более резвый характер. Дальнейшие доработки смысла не имеют в виду слабого блока.
Турбина
Для того, чтоб турбировать данную серию моторов, самым простыми способом будет покупка болт-он кита Garrett GT28. Также к нему понадобиться стандартный набор более производительных форсунок (440сс), насос (Walbro 255) и блоки управления (Apexi Power FC). При наддуве в 0.5 атмосферы мотор выдаст около двухсот сил на заводской поршневой группе. Для повышения наддува необходимо снизить показатели компрессии путем установки ковки. Компрессия понизится до 8.5. Форсунки нужны будут с еще большей производительностью (550сс/630сс) При таких доработках мотор выдаст чуть более 300сил. Далее, скорее всего, блок просто не выдержит.
Механический нагнетатель
С компрессорным китом все проще: Toyota SC14, интеркулер, блоуофф. Форсунки 440сс, Насос такой же как и в турбо-ките. Настройку можно использовать от Greddy E-manage Ultimate. На стоковой поршневой производительность достигнет 200сил.
Предлагаем вашему вниманию прайс на контрактный двигатель(без пробега по РФ) 1ZZ-FE