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:

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;

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).

. 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. В очень вольном изложении бюллетень звучит так: "Автомобили с двигателями 2AZ выпуска 2005-2014 (список моделей прилагается) оказались подвержены феномену повышенного расхода масла. Это происходит из-за того, что при торможении двигателем высокое разрежение во впускном тракте и в камере сгорания буквально высасывает масло из картера. Мы готовы бесплатно устранить этот дефект. И предоставляем расширенную гарантию: вместо стандартных 5 лет или 100 т.км пробега - 9 лет с момента регистрации автомобиля. Необходимый объем ремонта определяется индивидуально, но мы готовы перепрошить ваш ЭБУ двигателя и заменить поршни, поршневые кольца и масляные форсунки на улучшенные образцы. Просим прощения за беспокойство, но если у вас имеется такая проблема, то запишитесь на прием к ближайшему дилеру Toyota." Estima DBA-ACR50W ACR50-0001004~ACR50-0162345 2005.12-2013.04 Estima DBA-ACR50W ACR50-7000101~ACR50-7118217 2005.12-2013.04 Estima DBA-ACR55W ACR55-0001003~ACR55-0033119 2005.12-2013.04 Estima DBA-ACR55W ACR55-7000101~ACR55-7024253 2005.12-2013.04 RAV4 DBA-ACA31W ACA31-5000018~ACA31-5055123 2005.10-2013.04 RAV4 DBA-ACA36W ACA36-5000008~ACA36-5031438 2005.10-2013.04 Vanguard DBA-ACA33W ACA33-5067611~ACA33-5307553 2007.07-2013.04 Vanguard DBA-ACA38W ACA38-5099356~ACA38-5250071 2007.07-2013.04 Mark X Zio DBA-ANA10 ANA10-0001001~ANA10-0041830 2007.08-2013.04 Mark X Zio DBA-ANA15 ANA15-0001001~ANA15-0008877 2007.08-2013.04 Alphard/Velfire DBA-ANH20W ANH20-8000000~ANH20-8292717 2008.04-2013.07 Alphard/Velfire DBA-ANH25W ANH25-8000005~ANH25-8047472 2008.04-2013.07 Alphard/Velfire DAA-ATH20W ATH20-8000001~ATH20-8046302 2011.07-2014.10 Blade DBA-AZE154H AZE154-1000001~AZE154-1008150 2006.11-2012.04 Blade DBA-AZE156H AZE156-1000001~AZE156-1039425 2006.11-2012.04 Camry DBA-ACV40 ACV40-3000017~ACV40-3213258 2005.12-2011.06 Camry DBA-ACV45 ACV45-0001001~ACV45-0004293 2005.12-2011.06 Estima Hybrid DAA-AHR20W AHR20-7000101~AHR20-7082797 2006.05-2014.10 Estima Hybrid DAA-AHR20W AHR20-0001001~AHR20-0001904 2014.06-2014.10 SAI DAA-AZK10 AZK10-2000102~AZK10-2085536 2009.10-2014.10 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.

- Для некоторых регионов выпускались специфичные модификации под этилированный бензин, лишенные системы VVT-i, без нейтрализатора и сопутствующих элементов системы управления.

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)

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.

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).

Практика

Кроме того, добавляется несколько специфических моментов:

Уже просто как "особенность" воспринимается склонность к появлению заметных вибраций из-за просадки и без того заниженных оборотов холостого хода при минимальных отклонениях от нормы в любом из компонентов системы управления двигателем. Порой ситуация усугубляется до провалов тяги на средних оборотах и общего падения динамики. Зачастую причину не удается установить даже методом последовательных замен, хотя в некоторых случаях помогает очистка датчика расхода воздуха, дроссельной заслонки, привода SCV, замена клапана VVT, замена наконечников катушек зажигания, иногда - глушение линии EGR. Сгладить неприятные ощущения от просадки оборотов частично помогает замена опор двигателя (в первую очередь - гидронаполненных).

Непосредственный впрыск и система управления на моторах AZ уже не имеют таких критических недостатков, как в D-4 первого поколения, и требуют куда меньшего внимания. При работах с топливной системой рекомендуется крайне осторожно обращаться с хрупкими пластиковыми элементами форсунок (~$300 за штуку), замена форсунок может потребоваться и при изменении характеристик их обмоток в процессе работы. Нередко замены требует электронасос низкого давления и, конечно, топливный фильтр в баке. Из официальных отзывных кампаний стоит отметить замену топливной трубки и обратного клапана ТНВД для Avensis 250 первого года выпуска.

Применение системы EGR неизбежно приводит к сильному (но все же меньшему, чем в случае 3S-FSE) нагарообразованию по всему впускному тракту - от дроссельной заслонки до SCV и клапанов, и, соответственно, требует регулярной механической и химической очистки (обрабатывать же дроссельную заслонку желательно при каждом плановом ТО). В противном случае для начала стоит ожидать просадки оборотов и проблем с холодным запуском. На двигателях #AZ-FSE для внешнего рынка система EGR отсутствует, однако это не отменяет полностью необходимость очистки впускного тракта от маслянистого шлама.

Итоги

Спустя более чем десяток лет с момента появления на рынке первых двигателей AZ можно подвести некоторую черту под опытом эксплуатации этой серии.

Характеристики. По удельной мощности и крутящему моменту AZ для своего времени вполне соответствовали среднему уровню массовых азиатских аналогов, и в большинстве случаев обеспечивали достаточную тяговооруженность (за исключением разве что полноразмерных паркетников и вэнов).

Непосредственный впрыск. Применение D-4 на AZ не давало значимого прироста характеристик или радикального улучшения экономичности в сравнении с обычными моторами серии, а служило главным образом "экологическим" целям. Зато увеличение материальных и физических затрат на техническое обслуживание и ремонт "лишних" компонентов прослеживается достаточно четко, чтобы в очередной раз убедиться в никчемности и вредности использования непосредственного впрыска на нефорсированных атмосферных двигателях. И хотя #AZ-FSE оказались гораздо более пригодными к эксплуатации, чем поистине ужасные во всех отношениях 3S-FSE, обыкновенные #AZ-FE с распределенным впрыском доставляют явно меньше проблем. Не говоря уже о том, что из-за неизлечимой и массовой болезни заниженных оборотов холостого хода (с сопутствующими вибрациями) эксплуатация автомобилей с такими моторами попросту дискомфортна. И небольшая ремарка - в 2008-м известный дальневосточный диагност писал: "но прогресс не стоит на месте и обычный впрыск постепенно вытесняется", однако на деле судьба тойотовского D-4 сложилась несколько иначе .

Ремонтопригодность. С точки зрения производителя AZ считаются "одноразовыми", как и все современные тойотовские моторы, и понятие "ремонтный размер" к ним не применимо. Разумеется, что от безысходности эти двигатели подвергаются более или менее тщательному капремонту, с перегильзовкой блоков, с использованием неоригинальных запчастей или подобранных аналогов от других марок. Минимальная стоимость таких работ, как обычно, сопоставима с ценой контрактного двигателя - $1.5-2.0k, тогда как в известных топ-сервисах полный капремонт оценивается в $4-5k. Что касается других аспектов ремонтопригодности, то здесь дела обстоят неплохо - двигатели 2AZ-FE и 1AZ-FSE поставлялись и на европейский, и на внутренний рынки, что сняло массу проблем с запасными частями, дубликатом, информацией и предложением контрактных моторов.

Надежность. По совокупности, двигатели серии AZ можно было бы считать не самыми плохими представителями моторов "третьей волны", но всего один критический дефект с ГБЦ навсегда перечеркнул их репутацию, став врожденным пороком целых поколений популярнейших моделей (Camry 30, RAV4 20, Highlander 20...), и подорвал доверие даже к модифицированным версиям на моделях поздних выпусков.

Серия двигателей Toyota AZ — осуществляет свое функционирование на бензиновом топливе. В двигатель 1AZ-FE применено большое количество современных технологий: камеры сгорания наклонного типа «Squish», система VVT-i, Кованный коленвал из стали, балансировка которого производилась с помощью восьми противовесов и поддерживающийся по средствам пяти подшипников. Размеры двигателя: 626*608*681 мм.

В конструкцию двигателя входят следующие основные элементы:

• 4 цилиндра, расположенных рядно;
• Алюминиевый блок цилиндров;
• Гильзы из чугуна;
• Головка цилиндров из алюминия;
• Два распределительных вала.

Моторные установки сменили серию S в производстве автомобилей компании Toyota. На данный момент, линейку AZ планируют заменить на AR.

Подробнее о 1AZ FE

Объем двигателя 1AZ-FE составляет 2 литра. Параметр мощности находится на уровне 145 л.с., а крутящего момента 190 Нм для мотора, который устанавливают в Camry/Aurion. Моторные установки для RAV4 и Ipsum способны развивать мощность 150 л.с. и крутящий момент 193 Нм. Компрессионная степень составляет 9,6:1. Показатели диаметра цилиндра и хода поршня одинаковы и равны 86 мм.

Установка силовой установки осуществлялась на следующие авто:

1. Toyota Camry (С 2006 по 2009 г.).
2. Toyota RAV4 (С 2001 по 2003 г.).
3. Toyota RAV4 Второе поколение(С 2003 по 2006 г.).
4. Toyota Picnic /Avensis-Verso (С 2001 по 2009 г.).

Неисправности и ремонт двигателя 1AZ-FE/FSE

Линейка моторных установок AZ, от автоконцерна Toyota, появилась на свет в 2000 году. Сменила она серию S, которая была очень популярна в автомобильном мире и зарекомендовала себя как семейство надежных и простых в обслуживании двигателей. Новая линейка выделялась наличием легкого алюминиевого блока цилиндров, системой распределения газов VVT-i, расположенной на поверхности выпускного вала, системой непосредственного впрыска топливной жидкости, снижающий нагрузку на гильзы, а также смещением оси цилиндров по отношению к оси коленчатого вала.

Также осуществлено применение электронной дроссельной заслонки. Двигатель с маркировкой 1AZ-FE/FSE создавался для замены популярного мотора 3S-FE/FSE. Однако, в отличии от него, 1AZ-FE/FSE имеет небольшое количество вариантов исполнения.

Модификации двигателя Toyota 1AZ

1. 1AZ-FE — данный мотор является базовым, выпуск которого начался в 2000 году. Показатель компрессионной степени может составлять от 9,6 до 9,8. Развиваемая мощность достигает отметки 150 л.с.
2. 1AZ-FSE — Вторая модификация. Данный двигатель является аналогом 1AZ-FE, однако в нем применена система непосредственного впрыска топлива. Разные модификации обладают различными степенями сжатия: 9.8, 10.5 и 11. Он способен развить мощность от 150 до 155 лошадиных сил..

Неисправности 1AZ и их причины

1. Срыв резьбового соединения, с помощью которого осуществляется крепление ГБЦ к блоку цилиндров. Это является основной проблемой всех моторных установок из линейки AZ. Признаки данной неисправности: задняя стенка блока цилиндров загрязнена антифризом, значительный перегрев двигателя, геометрия потеряна. Этот дефект был устранен в 2007 году, когда произошел рестайлинг данной версии, поэтому владельцам старых агрегатов достаточно заменить старый блок цилиндров на обновленный.
2. Вибрация во время работе мотора на холостых оборотах. Появление данного недостатка наблюдается, когда вращения двигателя составляет 500-600 оборотов в минуту. Это не дает спокойно жить автовладельцам. Полностью вибрацию устранить невозможно. Замена форсунок, дроссельной заслонки, датчика массового расхода воздушной смеси, системы EGR(при наличии) а также чистка и проверка и клапана холостого хода являются практически бесполезными операциями.
3. Моторная установка 1AZ дергается. Необходимо прочистить блок, где расположена дроссельная заслонка, убрать нагар с поверхностей впускного коллектора и его заслонок. В целом силовая установка подвержена образованию нагара на всех поверхностях, поэтому чистка всех элементов способна помочь при наличии толчков двигателя. Если после устранения нагара неисправность осталась, то нужно смотреть работу системы VVTI и лямбда зонд. Данные двигатели оснащались системой EGR, в полостях которой также возможно образование нагара, вследствие чего начинают плавать обороты, теряется мощность и в целом двигатель начинает долго реагировать на сигналы с органов управления.

Для устранения данного дефекта необходимо установить заглушку данного клапана. Перегрев мотора может привести к серьезным последствиям, вследствие которых придется производить замену на контрактный двигатель. Также в этом случае теряется геометрия. При использовании некачественного топлива очень большая вероятность того, что владельцам FSE (D4) придется заменить топливный насос высокого давления и форсунки.

• стоимость данных запасных частей очень велика. Газораспределительный механизм силовой установки надежен. В среднем его ресурс составляет 200 тыс. км, без осуществления ремонтных работ. Силовая установка в большинстве случаев преодолевает отметку в 300 тыс. км без капитального ремонта, несмотря на то, что блок является одноразовым;
• двигатель может хорошо служить владельцу, при осуществлении хорошего обслуживания и использовании качественных расходных материалов. Данный мотор стал примером, для создания двигателя 2AZ с большим объемом, равным 2,4 литра. Серия ZT начала применяться в 2007 году. Версия 3ZR постепенно вытеснила мотор 1AZ.

Тюнинг двигателя Toyota 1AZ-FE

Возможно осуществления модификации двигателя в 2,4-литровый агрегат 2AZ. Однако данная операция потребует очень больших денежных вложений. Рассмотрим осуществление наиболее актуального варианта увеличения мощностных характеристик — турбонаддув.

Компрессор

Производство готовых компрессоров, для двигателей AZ, осуществляют компании Blitz и TRD. Поэтому владельцу достаточно осуществить покупку и установку компрессора. Также для его нормального функционирования, конструкция должна быть дополнена следующими элементами:

• интеркуллер;
• блоуофф;
• толстая прогладка ГБЦ;
• форсунки, производительность которых 440cc;
• насос Walbro 255.

Также необходимо удалить катализатор или заменить его на выхлоп прямоточного типа, с диаметром 63 мм. После этого необходимо произвести настройку Greddy E-manageUltimate для получения мощности в 200 л.с. не изменяя поршневую систему. Возможно оставить родную систему управления двигателем, однако динамические показатели будут гораздо хуже.

Предлагаем вашему вниманию прайс на контрактный двигатель(без пробега по РФ)1AZ-FE

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

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:

1. 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.
2. 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.
3. Своими руками отрегулировать клапана трудно, потому что для этого нужен специальный станок.
4. 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.

Eugenio,77 [email protected]

С окончанием прошлого века завершилась и двадцатилетняя история развития двигателей серии S - веяния времени заставили тойотовцев создать замену легендарному ветерану.

Примененные на серии AZ конструктивные решения стандартны для двигателей "третьей волны", их мы уже рассматривали в статье "1ZZ-FE. Без права на ошибку", поэтому здесь кратко отметим общие черты и подробнее остановимся на различиях.

Конструкция механической части здесь та же самая - легкосплавный блок с "сухими" чугунными гильзами и открытой рубашкой охлаждения, монолитный картер с интегрированными в него опорами коленвала, штампованный поддон.
Из необычных решений стоит отметить новую компоновку блока - теперь ось цилиндра не перескается с продольной осью двигателя (коленчатого вала) - т.н. дезаксаж, ради того, чтобы немного снизить интенсивный износ пары поршень-гильза. По сравнению с ZZ относительная высота юбки поршня заметно больше, что должно положительно отразиться на износостойкости и шумности.

Привод ГРМ осуществляет такой же длинной однорядной цепью мелкого шага. На впускном распредвале установлен шкив системы VVT-i, обязательной для моторов третьей волны. Угол развала клапанов получился 27,5°, что очень неплохо для "твинкама" с приводом обоих валов цепью. Зазор в клапанах изменяется "регулировочными толкателями". Седла клапанов, в отличие от ZZ, классические запрессовываемые - это явный плюс.

Масляный насос на AZ установлен не на передней части блока, а в картере (так легче всасывать масло из поддона и можно быстрее создать давление при запуске). Приводится он не напрямую от коленвала, а через еще одну цепь - это стандартный подход, но увы, не повышающий надежность.

Оригинальное решение - пластмассовый впускной коллектор, интересно, как он будет показывать себя зимой через несколько лет. Кстати, расположение коллекторов здесь традиционное - впуск сзади, выпуск спереди. Но, вместе с новомодными "экологическими" приблудами вроде выпускного "паука" и сдвоенного катализатора, это способствует чрезмерному перегреву подкапотного пространства.

В традициях японского автомобилестроения 4-х цилиндровому двигателю объемом более двух литров полагается иметь балансирные валы, и 2AZ-FE не стал исключением. Конструктивное исполнение аналогично предыдущему двигателю 5S-FE, то есть компактный механизм установлен в картере под блоком цилиндров и приводится шестерней на коленчатом валу. Любой балансирный механизм снижает общую надежность мотора, но, по крайней мере, здесь нет ременного привода. Вот только для уменьшения шума тойотовцы "догадались" применить в приводе пластиковые шестерни.

Наверное, лишним будет говорить о том, что ремонтопригодность двигателя практически нулевая. Ремонтных размеров ни для поршней, ни для вкладышей не предусмотрено, перегильзовать блок тоже не представляется возможным, максимум - "освежить" поршневые кольца. На сегодняшний день можно сказать, что проблема двигателей серии ZZ с угаром масла на малых пробегах, в целом не характерна для AZ.

Система впрыска традиционная, разве что новые форсунки с мелкодисперным распылителем устанавливаются непосредственно в головку блока цилиндров. Неплохо, что для всех двигателей серии номинальным является 92-й бензин. Зажигание - тоже в духе времени, типа DIS-4 с отдельными катушками.

Увы, обычный двигатель 1AZ-FE поставляется только на внешний рынок, а все японские, да и большинство европейских двухлитровых версий оснащены D-4. Глобальные проблемы непосредственного впрыска описывались уже неоднократно, наш материал на эту тему - "Эссе о D-4". Принцип работы и возникающие неприятности здесь аналогичны двигателю 3S-FSE, остается лишь сказать по ценам на основные узлы: оригинальный новый ТНВД ~800$, каждая из форсунок ~500$, узел ETCS (блок дроссельной заслонки) ~600$. Для информации - новый движок в сборе без навесного оборудования - более 6000$.
В свою очередь, пока только на внешний рынок поставляется еще один двигатель D-4 - 2AZ-FSE, по счастью, не слишком распространенный.
И должно быть обидно, что в данном случае применение непосредственного впрыска вообще не дало преимуществ по характеристикам, разве что немного снизились в японском лабораторном тесте выбросы "страшного CO2". Хотя надо отметить, что AZ в варианте D-4 оказался гораздо более пригодным к эксплуатации, чем кошмарный 3S-FSE.

Примечание . Специально для "отсталых" стран выпускается упрощенная модификация двигателя - без VVT-i, дефорсированная и рассчитанная под этилированный бензин. Однако для нас она практического интереса не представляет.

Обладатели модификаций с продвинутой системой снижения токсичности - два датчика состава смеси (а не простых и дешевых лямбда-зонда) перед сдвоенным катализатором и два кислородных датчика за ним, непременно увидят некстати загоревшийся "CHECK ENGINE" (коды неисправности будут указывать на лямбда-зонды или "недостаточную эффективность катализатора"). Проблема эта целиком лежит на совести "эколохов", вынудивших внедрить чрезмерно чувствительную систему, которая не предназначена для сколь-нибудь длительной реальной эксплуатции ни в штатах, ни, тем более, у нас. Увы, наиболее экономичным и разумным выходом будет смириться с горящим индикатором.

Резюме

Придется повторить, что у японцев получился технологичный двигатель нового поколения, вполне перспективный (для Тойоты). Относительно легкий, с приличной мощностью при умеренной форсировке, с неплохим расходом бензина, притом низкооктанового - это уже на пользу владельцу. Жаль что "одноразовый", да еще с ущербным вариантом D-4. Эх, вот если бы некоторыми его решениями, да улучшить старый добрый 3S-FE - цены бы тому не было...