Сегодня популярность Тойота Камри для российских автолюбителей несомненна. Более трёх десятилетий она является лидером продаж. Оно и понятно, комфортабельный и вместительный седан с ценой, как у бюджетного корейца в самой лучшей комплектации, делает такую покупку весьма привлекательной. Да и выпущенный на стыке веков 2.4-литровый движок 2AZ-FE, экономичный и не такой форсированный, дал возможность приблизиться к бизнес-классу.
Особенности двигателя
Дешёвый и технологичный 2AZ-FE имеет открытую рубашку охлаждения и выполнен из алюминиевых сплавов под давлением. Мотор оснащён цепным приводом, впускной распределительный вал оборудован системой VVT-i, отвечающей за своевременную смену фаз. Коллектор впуска изготовлен из пластика и располагается сзади двигателя, что защищает его от сильных деформаций при авариях. Значительно снижают вес мотора пластиковые шестерни балансирного вала вкупе с пластиковым впускным коллектором.
Масляный насос двигателя FE имеет отдельный цепной привод, что позволяет ему мгновенно создавать нужное давление при запуске.
Такие особенности мотора 2AZ-FE при его небольшой мощности способствуют выравниванию тяговых характеристик и экономичному расходу топлива – порядка 11.5 литров в городском цикле.
Характерные неисправности силового агрегата
На то, что мотор 2AZ-FE скоро выйдет из строя, указывают следующие факторы:
- Плавающие холостые обороты с последующей остановкой двигателя.
- Переходные режимы с характерными провалами мощности.
- Ухудшающийся запуск с многократными попытками.
- Появление в расширительном бачке запаха выхлопных газов.
- Обнаружение течи антифриза под впускным коллектором.
- Искривление посадочной плоскости ГБЦ вследствие растягивания болтов крепления.
Причины всех этих последствий – выработка ресурса расходников, досрочные неисправности узлов и деталей двигателя серии 2AZ и обидный конструктивный просчёт инженеров фирмы Тойота. Перечислим самые характерные из них:
- Выработка звёздочки впускного распредвала (привода механизма VVT-i).
- Выход из строя помпы охлаждающей жидкости.
- Отказ обгонной муфты генератора при выработке ресурса.
- Залегание колец и выработка поршней.
- Выработка ресурса поршневых колец и маслосъёмных колпачков.
- Конструктивный просчёт инженеров – тонкие болты крепления ГБЦ Toyota Camry и, как следствие, их вытягивание и коробление плоскости головки.
Если первые пять причин – это выработка ресурса различных узлов и деталей двигателя FE, что вполне допустимо и объяснимо, то шестая причина требует дорогостоящего ремонта двигателя.
Ремонт головки блока
После установления причины частично разбираем движок: снимаем шкивы, клапанную крышку, отсоединяем впускной и выпускной коллекторы. Разбираем механизм газораспределения совместно с его приводом. На распредвалах видна эмульсия (смесь антифриза и масла), образовавшаяся в результате вытягивания болтов. Откручиваем болты крепления головки мотора 2AZ-FE и снимаем головку с блока. Проверяем плоскость прилегания. Если её повело, то отдаём в мастерскую, где на специальных шлифовальных станках деталь выравнивают.
После восстановления геометрии ГБЦ есть два способа улучшения крепления головки блока. Первый – рассверлить отверстия, нарезать в них резьбу и вкрутить шпильки, на которых будет закреплена головка, в этом случае гайки для надёжности ставят с граверами. Второй – поставить ремонтный комплект, который выпущен компанией Тойота после признания своего конструктивного просчёта.
Он состоит из резьбовых втулок с более длинной резьбой, и, представьте себе, после установки комплекта дефект больше не проявлялся. Тогда у Toyota Camry выпуска после 2004 года удлинили резьбу в ГБЦ на 6 мм, и «срыва головок» больше не происходило.
Вернёмся к нашему ремонту двигателя – после восстановления крепления промываем ГБЦ, клапаны тщательно притираем и производим замену маслосъемных колпачков. Ставим головку на своё место в моторе 2AZ-FE с новой прокладкой и затягиваем крепление с моментом, указанным в инструкции. Распределительные валы вставляем в головку и затягиваем посадочные места, после чего собираем газораспределительный механизм. Соединяем с головкой впускной и выпускной коллекторы, ставим клапанную крышку.
Что касается моторесурса двигателя Toyota Camry 2.4, то дилеры обещают, что 400 тысяч километров машина спокойно выдержит, но точный пробег до капитального ремонта пока неизвестен.
Заключение
Тойота Камри – очень надёжный автомобиль и после ремонта двигателя прослужит ещё длительное время. Зависит всё не только от машины, а в большей степени от личных качеств владельца: как от манеры вождения, так и от степени ухода за автомобилем.
Серия двигателей AZ от компании Toyota разрабатывалась в новом тысячелетии. Высокие технологии, сложная конструкция и, как следствие, высокие требования к качеству топлива и условиям эксплуатации. Мнение об агрегатах этой серии двоякое. В США проблем с агрегатами не замечалось, а вот наши водители один за другим публикуют жалобы на двигатель 2AZ-FE и его родственников.
2AZ-FE и его возможности
ВНИМАНИЕ! Найден совершенно простой способ сократить расход топлива! Не верите? Автомеханик с 15-летним стажем тоже не верил, пока не попробовал. А теперь он экономит на бензине 35 000 рублей в год!
Примечательным для всех силовых агрегатов этой серии было увеличение длины хода поршня. В данном двигателе это показатель составил 96 миллиметров. С одной стороны, это обеспечивали экономичность, но вторая сторона медали пророчила быстрый износ деталей мотора. У двигателя 2AZ-FE характеристики говорят о максимально широком охвате транспортных средств корпорации:
| Объем | 2.4 литра |
| Количество цилиндров | 4 |
| Количество клапанов | 16 |
| Максимальная мощность | 160 лошадиных сил или 114 кВт при 5600 об/мин |
| Крутящий момент | 220 Н*м при 4000 оборотов |
| Диаметр цилиндра | 88.5 мм |
| Ход поршня | 96.0 мм |
| Степень сжатия | 9.6:1 |
| Октановое число бензина | 95 и выше |
Эти характеристики оказались универсальными и позволили внедрять агрегат как в массовые автомобили с доступной стоимостью, так и в мировые флагманы корпорации. С внедрением новых технологий двигатели Toyota 2AZ-FE утратили главное преимущество, которым концерн добился уважения во всем мире. Это простота конструкции. Наличие множества технологических новинок сделали двигатель экономичным и экологически чистым, но его ремонт стал дорогим и сложным процессом.
Основные недостатки агрегата 2AZ-FE в России
Многие владельцы автомобилей, на которых установлен двигатель 2AZ-FE, жалуются на постепенный перегрев агрегата. Происходит это при дальних поездках. Способствует перегреву конструкция двигателя, которая не любит длительных поездок на высоких оборотах. Следующим промахом инженеров является невозможность осуществить ремонт 2AZ-FE с малыми финансовыми потерями. При залегании колец, что часто наблюдалось в этой серии силовых агрегатов, меняется блок цилиндров в сборе. Это слишком затратная процедура. Пластиковый впускной коллектор не придает уверенности в надежности двигателя. Система VVT-i оправдала себя только в средней полосе США, где подобные агрегаты проходят до миллиона километров без заметных проблем.
Самым большим разочарованием для владельца авто с 2AZ-FE может стать отсутствие ремонтных размеров. При износе деталей двигателя из-за некачественного топлива или несоблюдения режимов эксплуатации агрегат меняется в сборе. Тонкостенный блок цилиндров просто не позволяет использовать ремонтные детали. Большинство наших соотечественников прибегают к поиску контрактного двигателя.
Сфера использования двигателя
Универсальность агрегата 2AZ-FE стала причиной его установки на многие модели концерна Toyota:
| Модель | Года |
|---|---|
| Camry | 2002–2011 |
| Matrix S | 2009–2011 |
| Corolla XRS | 2009–2010 |
| Camry Solara | 2002–2008 |
| RAV4 | 2004–2007 |
| Highlander, Kluger, Harrier | 2001–2007 |
| Estima, Ipsum, Previa , Tarago | |
| Alphard | |
| Blade | |
| Avensis | |
| Scion tC | 2005–2010 |
| Scion xB | 2008–2012 |
| Toyota MarkX Zio | 2007-2013 |
Также агрегат использовали для легендарного Pontiac Vibe, но не слишком успешно.
В семействе AZ силовых приводов Toyota двигатель 2AZ FE имеет самые большие объемы камер сгорания 2,4 л. Его создавали для производства, как в самой Японии (Шимаяма и Камиго), так и на сторонних площадках производителя – американского завода в Кентукки и изготовителем в Китае.
Для серии движков AZ характерен цепной ГРМ привод, схема DOHC и алюминиевый не восстанавливаемый блок цилиндров, чугунные гильзы которых залиты внутри него, стальной кованный коленвал, VVTi система и наклонные камеры сгорания Squish.
Сама версия 2AZ-FE отличается степенью сжатия 9,6 – 9,8, мощностью 160 л. с. и крутящим моментом 220 Нм, нагнетателем TRD (только на китайских Scion до 2009 года).
Проблемы у концерна Toyota с этим ДВС начались с 2011 года из-за возгорания смазки после пробега 40 – 45 тысяч км. Это обусловлено недоработанной конструкцией поршневых колец.
Однако вместо отзыва партии машин с рынка руководство корпорации ограничилось впуском новой карты ТО с более частыми сроками замены масла. За исключением Северной Америки, подобных неполадок на азиатском и европейском рынках выявлено не было.
Технические характеристики 2AZ FE 2,4 л/160 л. с.
Заложено конструкторами Toyota в двигателе 2AZ-FE рядное расположение 4 цилиндров, двухвальная ГБЦ для управления 16 клапанами по схеме DOHC. Дополнена схема двигателя распределенным впрыском, балансирными валами, несъемными гильзами цилиндров, наклонными камерами сгорания, системой VVTi для сдвига фаз газораспределения и цепным приводом впускного распредвала.
Несмотря на это, для некоторых автомобилей линейного ряда Toyota имеющихся параметров оказалось недостаточно. Производителем рекомендовано создание еще двух модификаций: гибридного типа 2AZ-FXE и с непосредственным впрыском для степени сжатия 11 единиц 2AZ-FSE.
Для базового силового агрегата технические характеристики 2AZ FE выглядят следующим образом:
| Изготовитель | Shimoyama Plant, Kamigo Plant, Toyota Motor Manufacturing Kentucky |
| Марка ДВС | 2AZ FE |
| Годы производства | 2000 – … |
| Объем | 2362 см3 (2,4 л) |
| Мощность | 117,7 кВт (170 л. с.) |
| Момент крутящий | 224 Нм (на 4000 об/мин) |
| Вес | 138 кг |
| Степень сжатия | 9,8 |
| Питание | инжектор |
| Тип мотора | рядный бензиновый |
| Зажигание | DIS-2 |
| Число цилиндров | 4 |
| Местонахождение первого цилиндра | ТВЕ |
| Число клапанов на каждом цилиндре | 4 |
| Материал ГБЦ | сплав алюминиевый |
| пластиковый | |
| Выпускной коллектор | со встроенным каталитическим нейтрализатором |
| Распредвал | 2 шт. DOHC |
| Материал блока цилиндров | алюминий, чугунные гильзы отлиты внутри |
| Диаметр цилиндра | 88,5 мм |
| Поршни | алюминий, юбка с полимерным покрытием, на днище клиновые вытеснители |
| стальной, галтели накатаны, 8 противовесов, 5 опор | |
| Ход поршня | 96 мм |
| Горючее | АИ-92/95 |
| Нормативы экологии | Евро-4 |
| Расход топлива | трасса – 5,3 л/100 км смешанный цикл 6,6 л/100 км город – 8,9 л/100 км |
| Расход масла | максимум 0,6 л/1000 км |
| Какое масло лить в двигатель по вязкости | 0W20 – 5W50 |
| Какое масло лучше для двигателя по производителю | Liqui Moly, ЛукОйл, Febi, Shell |
| Масло для 2AZ FE по составу | синтетика, полусинтетика |
| Объем масла моторного | 5,9 л |
| Температура рабочая | 95° |
| Ресурс ДВС | заявленный 150000 км реальный 250000 км |
| Регулировка клапанов | механические толкатели, требуется периодическая регулировка |
| Система охлаждения | принудительная, антифриз |
| Объем ОЖ | 7,3 л |
| Помпа | GMB GWT119A |
| Свечи на 2AZ FE | BKR6EYA-11 от NGK или K20R-U11 Denso |
| Зазор свечи | 1,1 мм |
| Цепь ГРМ | роликовая, шаг звена 9,525 мм |
| Порядок работы цилиндров | 1-3-4-2 |
| Воздушный фильтр | Champion CAF100942P, Bosch F00E164607, Filtron AP144/1, Fiaam PA7252 |
| Масляный фильтр | VIC 110, VIC 113 |
| Маховик | облегченный, 8 крепежных отверстий |
| Болты крепления маховика | М12х1,25 мм, длина 26 мм |
| Маслосъемные колпачки | производитель Goetze |
| Компрессия | 12 – 13 бар, разница в соседних цилиндрах максимум 1 бар |
| Обороты ХХ | 750 – 800 мин-1 |
| Усилие затягивания резьбовых соединений | свеча – 25 Нм маховик – 80 Нм болт сцепления – 64 Нм крышка подшипника – 40 Нм + 90° (коренной) и 24,5 Нм + 90° (шатунный) головка цилиндров – 78,5 Нм + 90° |
Традиционно для производителя Тойота вместе с движком идет мануал, в котором он рекомендует правильные сроки обслуживания, и приводит описание операций обслуживания/ремонта, которые можно выполнить своими руками. Однако капитальный ремонт этих моторов невозможен в принципе.
Особенности конструкции
Несмотря на недоработки, двигатель 2AZ FE по большей части имеет оригинальную конструкцию:
- блок цилиндров – чугунные гильзы, не просто вплавлены в алюминиевое тело блока, но и имеют высокую адгезию за счет неровной поверхности (ласточкин хвост);
- коленвал – стальная поковка на 5 опорах с 8 противовесами, ось смещена на 10 мм относительно цилиндров для снижения износа, полимерные шестерни для привода балансирных валов закреплены на нем неподвижно;
- поршни – имеют умеренно облегченную юбку с покрытием, пальцы плавающего типа;
- ГБЦ – впускные порты расположены ближе к вертикали, крышка создана из алюмо-магниевого сплава;
- VVTi – только на впускном распредвалу, изменение фазы в пределах 50 градусов;
- регулировка тепловых зазоров клапанов – толкатели без шайб;
- навесное оборудование – маслонасос внутри картера, трохоидный тип;
- охлаждение поршней – форсунки в блоке;
- расположение коллекторов – впереди выпускной тракт, сзади впускной ресивер;
Важной для пользователя особенностью стал тот факт, что капремонт блока цилиндров физически невозможен из-за неразборной конструкции гильз. В топливной системе отсутствует возвратная линия. Кислородные датчики устанавливаются по 4 схемам (парные, одиночные, перед каталитическим нейтрализатором либо после него в разных вариациях).
Перечень модификаций ДВС
Дважды в конструкцию базового силового агрегата вносились изменения, в результате которых возникли две модификации:
- 2AZ FSE – форсировка мощности до 163 л. с за счет непосредственного впрыска, мотор выпускался до 2010 года, имел степень сжатия 11 единиц;
- 2AZ FXE – модернизация по типу Аткинса, гибридный мотор со степенью сжатия 12,5, мощностью 130 л. с или 150 л. с., использованы распредвалы с оригинальной формой кулачков.
Соответственно, головка блока цилиндров в этих версиях не взаимозаменяемая, зато используется то же самое навесное оборудование, что и в базовой модели 2AZ-FE. Движок с непосредственным впрыском преимущественно устанавливался в Toyota Avensis. Гибридный мотор применялся в авто Lexus HS 250h в период 2010 – 2012 г., Toyota Sai, Camry AHV40, Estima, Previa и Alphard.
Плюсы и минусы
Помимо того, что при обрыве и перескакивании цепи ГРМ поршень гнет клапана, существует еще один неприятный момент эксплуатации. Во время торможения движком внутри впускного коллектора образуется вакуум, и в картера засасываются пары смазки, повышается ее расход.
К остальным минусам мотора и его модификаций можно отнести:
- блок абсолютно не ремонтопригоден, его невозможно ни расточить, ни загильзовать;
- резьба внутри блока для крепежных болтов ГБЦ то вытягивается, то срезается начисто;
- при залегании колец поршней возможно заклинивание без возможности восстановления;
- приводные шестерни балансирных валов обладают низким ресурсом, так как сделаны из полимера;
- ресурс пластиковой крыльчатки помпы максимум 60 000 км;
- слабая обгонная муфта шкива генератора требует замены каждые 100 тысяч пробега.
Достоинствами являются высокий ресурс от 300 000 км. и неприхотливость к качеству рабочих жидкостей, топлива.
Список моделей авто, в которых устанавливался
Применялся мотор 2AZ FE для оснащения тяжелых автомобилей D, D+ и E класса производителя Toyota:
- Mark 2 – 2007 – 2013, седан;
- Avensis – универсал, лифтбэк, седан;
- Highlander/Harrier/Kluger – 2001 – 2007, кроссовер;
- Blade – с 2006 года, семейный хетчбэк;
- Alphard – с 2002 года, минивэн;
- Estima – с 1990 года, минивэн;
- Tarago – с 1990 года для Японии, минивэн;
- Previa – с 1990 года, минивэн для внутреннего рынка;
- Ipsum – 1995 – 2009, компактвэн;
- RAV4 – 2004 – 2007, кроссовер;
- Camry – 2002 – 2011, крупногабаритный семейный седан;
- Corolla XRS – 2009 – 2010, для Мексики 2011 – 2013, крупноразмерный седан;
- Camry Solara – 2002 – 2008, двухдверный кабриолет;
- Matrix S/XR/XRS – 2009 – 2011, гибрид хетчбэка и кроссовера;
- Rukus – минивэн Королла серии.
Уникальные характеристики двигателя позволили комплектовать им автомобили:
- Pontiac Vibe – 2009 – 2010, американский кроссовер;
- Scion xB – 2008 – 2015, хетчбэк для Америки;
- Scion tC – 2005 – 2010, купе для американского рынка
- Scion Vanguard – кроссовер экспортного варианта.
Для кроссоверов, микроавтобусов и тяжелых переднеприводных авто мотор 2AZ FE обеспечивает ресурс от 350 тысяч пробега.
Регламент обслуживания 2AZ FE 2,4 л/160 л. с.
В регламент ТО на двигатель 2AZ FE входят следующие операции:
- после 50000 км замена антифриза, так как охлаждающая жидкость к этому времени теряет свойства;
- через 10000 пробега необходимо менять масло и соответствующий фильтр;
- на рубеже 20000 км приходят в негодность свечи, воздушный фильтр и засоряется вентиляция картера;
- после 30000 пробега следует заменить топливный фильтр и проверить топливопровод;
- аккумулятор служит около 5 лет в зависимости от конструкции;
- выпускной коллектор обычно начинает прогорать после 50000 км;
- цепь ГРМ рассчитана на 150 – 200 тысяч пробега.
Помимо этого устройство ДВС требует регулярной регулировки тепловых зазоров клапанов (примерно на рубеже 30000 км).
Обзор неисправностей и способы их ремонта
В автомобилях Toyota и Scion мотор 2AZ FE выявил следующие неисправности, характерные исключительно для его конструкции:
Изначально движок подвержен образованию нагара, что приводит к потере мощности и плавающим оборотам.
Варианты тюнинга мотора
Изначально двигатель 2AZ FE невозможно чиповать, то есть, даже после доработки впускного коллектора и выпускного тракта придется, как минимум, параллельно к штатному бортовому компьютеру устанавливать тюнинговый контроллер.
Из-за этого же невозможен тюнинг за счет замены распредвалов, облегчения ШПГ и маховика. Кроме того, блок цилиндров здесь одноразовый, то есть механический тюнинг не получится выполнить физически – гильзы не меняются, а сам блок не растачивается.
Двигатели серии AZ появились на автомобилях Toyota с 2000 года - они постепенно заменили легендарные моторы серии S и в течение десяти лет оставались основными "среднеобъемниками" компании. Устанавливались на большое количество исходно-переднеприводных моделей классов "C", "D", "E", вэнов, средне- и полноразмерных паркетников.
| Двигатель | Рабочий объем, см 3 | Диаметр цилиндра x Ход поршня, мм | Степень сжатия | Мощность, л.с. | Крутящий момент, Нм | RON | Масса, кг | EMS | Стандарт | Модель | Год |
| 1AZ-FE | 1998 | 86.0 x 86.0 | 9.8 | 147 / 6000 | 192 / 4000 | 95 | 117 | EFI-L | EEC | AZT250 | 2003 |
| 9.8 | 152 / 6000 | 194 / 4000 | 95 | 131 | EFI-L | EEC | ACA30 | 2006 | |||
| 9.5 | 137 / 5600 | 190 / 4000 | 95 | 112 | LG | EEC | AZT250 | 2003 | |||
| 1AZ-FSE | 1998 | 86.0 x 86.0 | 9.8 | 152 / 6000 | 200 / 4000 | 91 | - | D-4 | JIS | AZT240 | 2000 |
| 10.5 | 155 / 6000 | 192 / 4000 | 91 | - | D-4 | JIS | AZT240 | 2004 | |||
| 11.0 | 147 / 5700 | 196 / 4000 | 95 | 124 | D-4 | EEC | AZT250 | 2003 | |||
| 11.0 | 149 / 5700 | 200 / 4000 | 95 | - | D-4 | EEC | AZT220 | 2000 | |||
| 2AZ-FE | 2362 | 88.5 x 96.0 | 9.6 | 160 / 5600 | 221 / 4000 | 91 | - | EFI-L | JIS | ACM21 | 2002 |
| 9.8 | 170 / 6000 | 224 / 4000 | 91 | 138 | EFI-L | JIS | ANH20 | 2008 | |||
| 2AZ-FSE | 2362 | 88.5 x 96.0 | 11.0 | 163 / 5800 | 230 / 3800 | 95 | - | D-4 | JIS | AZT250 | 2006 |
| 2AZ-FXE | 2362 | 88.5 x 96.0 | 12.5 | 131 / 5600 | 190 / 4000 | 91 | - | EFI-L | JIS | ATH10 | 2007 |
| 12.5 | 150 / 6000 | 190 / 4000 | 91 | - | EFI-L | JIS | AHR20 | 2009 | |||
| 3AZ-FXE | 2362 | 88.5 x 96.0 | 12.5 | 150 / 6000 | 187 / 4400 | - | - | EFI-L | CHN | AHV40 | 2010 |
| 2AZ-FE (2.4 EFI) |
2AZ-FE - поперечного расположения, с распределенным впрыском, для исходно-переднеприводных легковых автомобилей, вэнов и паркетников. Устанавливался на модели: Alphard 10..20, Avensis Verso 20, Blade 150, Camry 30..40, Corolla/Matrix 140, ES 40, Estima 30/40..50, Harrier 10..30, Highlander 20, Ipsum 20, Kluger, Mark X Zio, Previa 30..50, RAV4 20..30, Rukus 150, Scion TC 10, Solara 20..30, Vanguard 30.
В начале 2010-х постепенно замещался двигателями серий ZR и AR.
Модификации:
- 2AZ-FXE - с распределенным впрыском, для исходно-переднеприводных легковых автомобилей с гибридной силовой установкой (Alphard Hybrid 20, Camry Hybrid 40, Estima Hybrid 10..20, HS250h, Previa Hybrid 20, SAI).
- 3AZ-FXE - для легковых автомобилей с гибридной силовой установкой (Camry Hybrid 40 CHN).
Блок цилиндров
В двигателе применяется алюминиевый (легкосплавный) блок цилиндров с тонкостенными чугунными гильзами и открытой рубашкой охлаждения. Гильзы вплавлены в материал блока, а их специальная неровная внешняя поверхность способствует максимально прочному соединению и улучшенному теплоотводу. Капитальный ремонт двигателя производителем не предусматривается по определению.
Как принято на тойотовских "четверках" рабочим объемом более двух литров - непосредственно от коленчатого вала приводится балансирный механизм с полимерными (для уменьшения шумности) шестернями. К сожалению, кроме улучшения комфорта, он создает еще одно потенциально слабое место механической части двигателя.
На тип "2006 в рубашке охлаждения появилась проставка, благодаря которой охлаждающая жидкость более интенсивно циркулирует в зоне верхней части цилиндров, что улучшает теплоотвод и способствует более равномерному термонагружению.
Привод ГРМ
Газораспределительный механизм - 16-клапанный DOHC, привод осуществляется однорядной роликовой цепью (шаг звеньев 8 мм), для натяжения цепи используется гидронатяжитель с храповым механизмом, для смазки - отдельная масляная форсунка.
 |
На распределительном валу впускных клапанов установлена звездочка привода VVT (системы изменения фаз газораспределения), предел изменения фаз - 50° (тип "2006 - 40°). Отдельное описание принципов работы системы Toyota VVT-i приведено по ссылке
Зазор в приводе клапанов регулируется при помощи набора толкателей, без использования шайб или гидрокомпенсаторов. Поэтому от ставшей чрезмерно сложной и дорогой процедуры регулировки владельцы, как правило, воздерживаются.
.
 |
Предсказать ресурс цепи довольно сложно - в редких случаях она не требует замен вплоть до 300 тыс. км пробега, но порой критически удлиняется и к 150 тыс. км (что проявляется шумом в работе, особенно после запуска, и ошибками по фазам газораспределения). При ее замене целесообразно было бы одновременно заменить и все прочие элементы привода (звездочки, натяжитель, направляющую), поскольку бывшие в эксплуатации элементы способствуют быстрому "старению" и новой цепи, но поскольку звездочка впускного распредвала идет в сборе с приводом VVT (~$120), то этой рекомендации следуют не все. Относительно частых замен требует гидронатяжитель цепи, однако эта операция выполняется снаружи, без снятия крышки цепи.
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.
Практика
| . 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. Что же касается постепенного увеличения расхода масла с "возрастом" (условно - на второй сотне тысяч пробега и далее), то здесь серия AZ не слишком отличается от классических тойотовских двигателей. Не прогрессирующий угар в пределах 200-300 мл / 1000 км при нормальной эксплуатации можно считать приемлемым (хотя при длительной езде с высокими оборотами возможны одномоментные скачки расхода до литра и более). При более заметном или растущем угаре вопрос зачастую может быть решен переборкой двигателя с заменой поршневых колец и маслосъемных колачков (нельзя только забывать о проверке геометрии блока - именно на AZ отмечались случаи ухода не имеющих признаков выработки цилиндров на эллипс). |
В этой статье я постараюсь описать проблему на двигателях 1AZ-FE и 2AZ-FE - на автомобилях Тойота Camri, Rav 4, Previa и тд. Проблема связанна, как не странно, с технологической недоработкой конструкции самого блока. А точнее - слабостью резьбового крепления болтов ГБЦ к блоку цилиндров. При незначительном перегреве двигателя структурные характеристики алюминиевого сплава блока цилиндров падают и резьбу болтов ГБЦ вытягивает из блока. Есть несколько факторов, которые на это влияют - это длина резьбового соединения, диаметр болта и шаг резьбы Первые два показателя прямо увеличивают площадь соприкосновении болта с блоком и увеличивают его надежность. Третий показатель тоже имеет значение, но на оригинальных болтах резьба - М11 с шагом резьбы1.5 мм, что для болта такого диаметра не мало. А диаметр М11 вполне достаточен. Встречается много 4-рех цилиндровых с диаметром М10 и ниже, у которых такой практики не наблюдается. Таким образом, слабым местом данного двигателя является длина резьбового соединения, которая не выдерживает натяг болта ГБЦ при термической нагрузке и резьбу вытягивает.
Как видно на фото из официальной документации, длину резьбового соединения увеличили с 24 мм в старых версиях на 30 мм в новой версии, таким образом устранив недочет в серийном производстве с 2005 по 2006 года. Но что же делать, если автомобиль выпуском до 2006 года? Не менять же из-за этого целиком мотор или автомобиль? В народе используют много вариантов, которые усиливают резьбу, но какой же из них все-таки более надежный и технологически правильный? Теперь по-порядку о каждом из них.
Первый - это установка болтов более большого диаметра, с родного М11 на М13 или 14. В данном варианте резьба нарезается от верхней кромки ГБЦ до начала старой резьбы. Отверстия в головке блока тоже увеличиваются. Вариант не плохой, но есть несколько минусов - длина болта уменьшается, увеличение толщины болта. Оба этих показателя увеличивают жесткость болта и увеличивают вероятность повторного выхода из строя при перегреве двигателя.
Второй вариант - это установка футорок с заменой болтов на короткие. Этот способ более надежен, потому что болты более упруги на растяжение. Но вызывает сомнение длина болта. Короткие болты, как правило, устанавливают на чугунных блоках. В ряде вариантов эти болты берутся от Фольксвагена 14-32045-01 или от двигателя 3S-FE, у которых чугунные блоки.
Как видно на фото, верхнее крепление болтов в алюминиевом блоке создает чрезмерное напряжение и, как следствие, не равномерное распределение прижимной силы болта крепления ГБЦ. Это может привести к деформации поверхность, что выведет конструкцию из строя.
В алюминиевых блоках используют болты большей длины. Делается это из-за разного коэффициента расширения металлов и разной прочности металлов, для равномерного распределения прижимной силы болтов ГБЦ. Алюминий расширяется больше, чем железо, и двигатель, прогреваясь, создает дополнительную нагрузку на болты крепления ГБЦ, поэтому болты должны быть более длинными и мягкими на растяжку. Иначе при нагреве в критический момент давление расширяющегося блока пересилит возможности резьбового соединения и вытянет или деформирует его или его посадочное место. Поэтому должен соблюдаться баланс диаметра и длины болта до резьбового соединения.
Теперь непосредственно от теории к практике.
На практике мы рассмотрим проблему на автомобиле Тойота Превиа, на которой тоже стоит двигатель 2AZ-FE. Характерными признаками проявления проблемы является течь охлаждающей жидкости в районе впускного коллектора, возникшая после повышения рабочей температуры двигателя. Даже если оно было кратковременным и не значительным, для ремонта двигателя, в совокупности с несколькими проблемами, было принято решение о снятии двигателя.
Для снятия двигателя нужно отсоединить от двигателя все патрубки и соединяющие шланги.
Демонтируем радиатор охлаждения двигателя, чтобы не повредить его при снятии и установке, вытаскиваем косу электропроводки из салона - и мотор готов к спуску.
Отпускаем двигатель вместе с подрамником и коробкой передач на стол. Отсоединяем двигатель от КПП и устанавливаем двигатель на стенд.
На фото отчетливо видно место утечки антифриза из-под головки блока цилиндров. Место утечки вымыто антифризом и чище.
Демонтируем клапанную и переднюю крышки. По оттенку внутренней поверхности двигателя видно, что двигатель своевременно обслуживался - отсутствует нагар и отложения. Снимаем успокоители цепи и саму цепь ГРМ.
Перед снятием распредвалов проверяем зазоры клапанов, так как отчетливо слышалось "цоканье". После замера зазоров стаканы метят и снимают.
При откручивании болтов головки блока цилиндров три центральных болта задней стенки блока, именно в месте утечки антифриза, открутились очень легко. Это подтверждает повреждение резьбы в блоке. После снятия головки блока цилиндров видно, что стенки цилиндров находятся в хорошем состоянии и не требуют дополнительной обработки. Переворачиваем двигатель, снимаем масляный насос и балансировочные валы.
После снятия поддона демонтируем коленвал и поршневую группу. После чего блок цилиндров готов к ремонтным работам.
Все десять резьбовых соединений подлежат ремонту в обязательном порядке. Ввертыши устанавливаются на первоначальную глубину болтов крепления ГБЦ. После установки ввертышей плоскость блока фрезеруется, чтобы исключить возможные деформации при перегреве двигателя.
Плоскость головки блока цилиндров тоже подлежит фрезеровке. После фрезеровки ГБЦ отмывают, очищают и притирают клапана, меняют маслосъемные колпачки и собирают. Перед установкой регулируют зазоры клапанов в стыке кулачка распредвала и толкателем клапана.
Притирка клапанов требует тщательности.
Вымытый и отремонтированный блок устанавливаем на стенд и устанавливаем коренные вкладыши. Затем устанавливаем коленвал и притягиваем его.
Устанавливаем поршневую группу, предварительно почистив ее и установив новые поршневые кольца. Следом устанавливаем большой поддон и балансировочные валы. Следом масляный насос.
