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 см3.
- 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 (Variable Valve Timingwith intelligence).
- 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.
