Двигатель 1ZZ-FE

ДВС Toyota 1ZZ-FE – первый образец высокотехнологичных японских моторов с индексом «ZZ», которые в 1998-2000 годах пришли на смену надежным силовым установкам серии «A». 1ZZ-FE представляет собой классическую рядную 16-клапанную «четверку» объемом 1.8 литра. В ГБЦ присутствуют два распредвала, приводимые в движение цепью, и интеллектуальная система регулировки фаз VVTi на впуске. В качестве топливной системы используется распределенный электронный впрыск EFI. Двигатель изначально предназначен для установки только на переднеприводные легковые автомобили.

При проектировании и разработке мотора конструкторами преследовались следующие основные цели, которые и предопределили впоследствии все достоинств и недостатки силового агрегата:

• Снижение массы двигателя и его габаритов;
• Уменьшение потерь мощности в многочисленных парах трения двигателя;
• Улучшение топливной экономичности;
• Обеспечение требований повышенных экологических стандартов;
• Уменьшение затрат, связанных с дополнительной механической обработкой БЦ, отливаемых в разовых формах.

В итоге двигатель 1ZZ-FE получил множество технологических и конструктивных новшеств, которые позволили решить поставленные разработчиками задачи, но при этом потерял высокие позиции в таких важных для потребителя категориях как надежность, долговечность и ремонтопригодность.

Все это не помешало двигателю занять свою достойную нишу под капотами переднеприводных автомобилей Toyota С- и D-классов на пяти континентах и стать одним из самых массовых серийных моторов за всю историю двигателестроения. Перечень моделей Toyota, оснащаемых ДВС 1ZZ-FE, впечатляет:

• Avensis 220/250;
• Caldina 240;
• Celica 230;
• Corolla 110/120/130/140;
• Corolla Allex/Fielder/Runx/Spacio/Verso 120;
• Corolla Matrix 130;
• Corolla Altis 140;
• Isis 10;
• MR2 30;
• MR-S 30;
• Opa 10;
• Premio/Allion 240/245;
• RAV4 25/26;
• Vista/ Vista Ardeo 50;
• Voltz 136/138;
• Wish 10/14;
• Will VS 127/129.

Помимо компании Toyota силовые установки 1ZZ использовали в своих моделях и другие автопроизводители: английская фирма Lotus на автомобиле Elise и американская General Motors на Chevrolet Prizm и Pontiac Vibe.

Модификации двигателя 1ZZ:

• 1ZZ-FED — модель производилась на заводе Shimoyama Plant, имела мощность 140 л.с., от 1ZZ-FE отличалась наличием в конструкции облегченных кованых шатунов;
• 1ZZ-FBE – модель, предназначенная для авторынка Бразилии, адаптирована к потреблению биотоплива.

Мотор 1ZZ-FE явился базовой платформой для разработки других образцов серии «ZZ»: спортивного агрегата 2ZZ-GE, 1.6-л 3ZZ-FE, 1.4-л 4ZZ-FE. Ему на смену в 2007 году пришел более современный агрегат 2ZR-FE.

Особенности конструкции и технические параметры

1ZZ-FE под капотом Toyota Premio

Двигатель 1ZZ имеет много новых конструктивных решений, которые ранее не применялись компанией Toyota при производстве моторов. Они относятся как к механической части двигателя, так и к его электронной оснастке. Среди таких решений необходимо выделить следующие:

• БЦ изготовлен из легкого алюминиевого сплава (метод литья под давлением), а чугунные тонкостенные гильзы вплавлены в тело блока. Внешняя поверхность гильз имеет специальные неровности для максимально прочного соединения и лучшего теплоотвода. Такая технология дает около 30 кг выигрыша в массе ДВС;
• БЦ отливается в пресс-формах, поэтому рубашка охлаждения сверху является открытой. Это уменьшает жесткость и надежность блока, но зато позволяет понизить стоимость изготовления детали и значительно сократить геометрические допуски;
• Мотор имеет длинный ход поршня, что обеспечивает лучшую тягу на низах и уменьшает тепловые потери через стенки камеры сгорания за счет ее компактности. Но при этом ухудшаются условия для съема масла со стенок цилиндра из-за его высокой средней скорости поршня, то есть повышаются требования к кольцам;
• Диаметр и длина шеек коленвала снижены для сокращения трения и достижения максимальной компактности. Это ведет к возрастанию удельных нагрузок на эти элементы и ускорению их износа;
• Юбка поршня уменьшена для снижения потерь на трение. При этом ухудшились параметры охлаждения поршня;
• Седла клапанов изготовлены по технологии «лазерного напыления» и значительно отличаются от традиционных стальных. Они тоньше в 4 раза, это оказывает положительное влияние на их охлаждение. Также увеличены диаметры впускных и выпускных портов и уменьшен диаметр стержня, что улучшает течение воздуха через порты. Минус – вся конструкция абсолютно неремонтопригодна;
• В ГРМ применена однорядная цепь малого шага в 8 мм с гидронатяжителем. Тем самым повышена надежность устройства. Из недостатков – шумность, критичность к состоянию и качеству масла и ускоренный износ натяжителя и успокоителя цепи.
• Муфта VVTi установлена только на впускной распредвал клапанов, предел изменения ее фаз составляет 40°. Работой интеллектуальной системы управляет датчик VVTi;
• В системе смазки применен насос циклоидного типа, встроенный в крышку цепи ГРМ. В движение он приводится от коленвала. Масляный фильтр находится под двигателем и расположен отверстием вверх для решения проблемы недостаточного давления масла при запуске ДВС.

Технические характеристики:

Параметр	Значение
Компания-производитель	Toyota Motor Corporation
Модель и тип ДВС	1ZZ-FE, бензиновый
Годы производства	1997-2007*
Конфигурация и количество цилиндров	Рядный четырехцилиндровый (R4)
Рабочий объем, см3	1794
Диаметр цилиндра/ Ход поршня, мм	79,0 / 91,5
Степень сжатия	10,0
Количество клапанов на цилиндр	4 (2 на впуск и 2 на выпуск)
Механизм газораспределения	Цепь, два верхних распредвала (DOHC) и система VVTi
Макс. мощность, л.с. / об.мин.	125-140 / 6000-6400
Макс. крут. Момент, Н·м / об.мин.	161-171 / 4000-4400
Система питания	Распределенный электронный впрыск топлива (EFI)
Система зажигания	До 2000 г. – DIS-2 (одна катушка зажигания на 2 цилиндра, после 2000 г. – DIS-4 (индивидуальная катушка на каждый цилиндр)
Система смазки	Комбинированная
Система охлаждения	Жидкостная
Рекомендованное октановое число бензина	Неэтилированный бензин АИ-92
Соответствие экологическим нормам	ЕВРО 4
Типы агрегатируемых с ДВС трансмиссий	5-ст., 6-ст. МКП / 3-ст., 4-ст. АКП
Материал БЦ / ГБЦ	Литой алюминий с чугунными гильзами / Алюминиевый сплав
Вес двигателя (примерный), кг	135
Расход топлива в разных режимах, л/100 км	10.3 (город) / 6.2 (шоссе) / 7.7 (смешанный цикл)
Расход моторного масла на угар, г/1000 км	До 1000
Ресурс двигателя (примерный), тыс. км	200-250

* В 2007 году компания Toyota официально прекратила выпуск двигателей 1ZZ-FE на своих заводах, но на лицензированных предприятиях Азии и Южной Америки их производство продолжается до настоящего времени. Они используются для оснащения выпускаемых там же автомобилей Corolla и Corolla Altis в 140-м кузове.

Рекомендации по обслуживанию

Двигатель 1ZZ-FE наиболее критичен к чистоте и качеству моторного масла. Пренебрежение этим условием приводит к тому, что очень быстро засоряется клапан VVTi и нарушается режим работы всей цилиндро-поршневой группы. Регламент технического обслуживания устанавливает периодичность замены масла в 10000 км, но для беззаботной эксплуатации автомобиля на всем сроке службы этот промежуток лучше сократить до 5-7 тыс. км. Моторное масло для 1ZZ-FE: допуск по SAE — 5W20 (0W20), допуск по API — SL/GF-3. Объем полной заливки 3.7 л, в масляный фильтр (оригинальный номер 90915-10003) входит 0.2 л.

Теория ДВС: Двигатель Toyota 1ZZ-FE (обзор конструкции)

Свечи зажигания меняются через каждые 20 тыс. км пробега. В двигателе используются свечи под оригинальным номером 90919-01164 (Denso K16R-U11). Своевременное проведение этой операции избавит от необходимости замены индивидуальных катушек зажигания, ресурс которых напрямую зависит от состояния свечей.

Проблемы при эксплуатации

Отзывы автолюбителей, имеющих автомобили с моторами 1ZZ-FE, позволяют составить перечень основных неисправностей, которые возникают в двигателе в процессе эксплуатации, установить причины их проявления и предложить возможные варианты устранения дефектов.

1. Повышенный расход моторного масла. Наиболее часто встречающаяся в отзывах автовладельцев жалоба по 1ZZ – «жрет масло». Этот дефект характерен для большинства двигателей, выпускавшихся до 2005 года, и обусловлен ускоренным износом «залеганием» маслосъемных колец. Необходимо учитывать, что «раскоксовка» старых колец проблемы не решает. Помогает исключительно замена маслосъемных колец на новые, произведенные после 2005 года.
2. Стуки и посторонние шумы в ДВС. Обычно обусловлены растяжением цепи ГРМ после 150 тысяч км пробега. Такая ранняя замена цепи ГРМ – плата за компактность двигателя и увеличенный ход поршня. При установке новой цепи обязательно должны быть совмещены метки ГРМ. Причиной шумов может являться и натяжитель цепи. Регулировка клапанов на этом двигателе – достаточно редкое явление, они надежны и практически никогда не являются причиной стука.
3. Нестабильность оборотов ДВС. Обычно для устранения проблемы требуется чистка дроссельной заслонки и промывка клапана холостого хода.
4. Сильная вибрация двигателя при работе. Может вызываться разрушением задней подушки ДВС. Но вообще слабая виброустойчивость является характерной особенностью 1ZZ.

Резюме

1ZZ-FE – это вполне современный, высокотехнологичный, достаточно мощный и экономичный двигатель. Если мотор новый, выпущен после 2005 года, обслуживается и эксплуатируется в полном соответствии с техническим руководством, проблем владельцу он доставлять не будет и честно отходит 200-250 тыс. км. Единственный, но очень серьезный, его недостаток – это одноразовость мотора (очень слабая ремонтопригодность). При возникновении серьезных проблем во внутренностях двигателя самый разумный вариант — приобретение контрактного изделия.