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.
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).
 |
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.
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.
|
. Что же касается постепенного увеличения расхода масла с "возрастом" (условно - на второй сотне тысяч пробега и далее)... 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), при более существенном или растущем угаре необходимо вскрытие. В самом лучшем случае вопрос может быть решен только переборкой с заменой поршневых колец и маслосъемных колпачков. Но если помимо угара масла работа двигателя сопровождается повышенным шумом (стук при перекладке поршней), то стоит заранее приготовится к большому капремонту - на серии AZ отмечаются случаи ухода на эллипс цилиндров без признаков выработки, но гораздо чаще на относительно пожилых моторах происходит сильный износ гильз.
- Для некоторых регионов выпускались специфичные модификации под этилированный бензин, лишенные системы VVT-i, без нейтрализатора и сопутствующих элементов системы управления.
| 1AZ-FSE (2.0 D-4) / 2AZ-FSE (2.4 D-4) |
 |
1AZ-FSE, 2AZ-FSE - поперечного расположения, с непосредственным впрыском, для исходно-переднеприводных легковых автомобилей, вэнов и паркетников. Устанавливались на модели: Allion/Premio 240, Avensis 220..250, Caldina 240, Gaia, Isis, Nadia, Noah/Voxy 60, Opa, RAV4 20, Vista 50, Wish 10.
К 2009-му сняты с производства, а их место в линейке заняли двигатели серии ZR с традиционным впрыском (и системой Valvematic).
В механической части двигатели с непосредственным впрыском имеют ряд отличий от традиционных.
- Более высокая степень сжатия.
- В головке блока располагается форсунка непосредственного впрыска.
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)
 |
Двигатели 1AZ-FSE первых выпусков имели систему управления типа D-type (с датчиком абсолютного давления), однако на Avensis 250 и ряде модификаций внутреннего рынка после 2004 внедрена система L-type с датчиком расхода воздуха.
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.
 |
NO-нейтрализатор (модели внутреннего рынка). В выпускном тракте японских моделей устанавливался нейтрализатор NOx. При работе в режиме LeanBurn, который сопровождается повышенным выделением NOx, оксид азота взаимодействует с кислородом отработавших газов (O2) и продукты реакции накапливаются на адсорбирующем материале нейтрализатора в форме нитратов (NO2). В режиме однородного смесеобразования, при достаточно обогащенной смеси, в отработавших газах повышается содержание CO и CH и при их участии в присутствии платины диоксид азота восстанавливается до N2. Параллельно с накоплением оксидов азота, нейтрализатор также активно улавливает серу, которая занимает полезный объем адсорбирующего слоя, поэтому нормально функционировать эта схема могла только при использовании низкосернистого бензина.
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).
 |
Отличия тип "2004 от базовой версии: система управления типа L-type с датчиком расхода воздуха, привод ETCS с датчиком положения дроссельной заслонки на эффекте Холла, отказ от отдельного NO-нейтрализатора.
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.
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.
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.
Легкий и выносливый двигатель серии 2AZ появился в линейке Тойота в 2000 году. Он стал заменой уже изрядно пожившей , а на конвейере пробыл почти 10 лет в массовом производстве. Основная линейка была представлена мотором с обозначением FE. Но сегодня мы поговорим о двух его модификациях. Это 2AZ-FSE и 2AZ-FXE. Традиционная для этого времени разработки конструкция и довольно сложная электроника сделала моторы вполне надежными, но прибавила ряд недостатков.
Японские разработчики выжали из легких алюминиевых блоков практически все, что можно было выжать в данных условиях. Учитывая отсутствие турбонаддува, ресурс для значительного тюнинга остается. Интересно, что данные моторы являются одноразовыми, алюминиевый блок цилиндров не растачивается. Впрочем, двигатели служат без проблем 300 000 км пробега, в ряде автомобилей фиксировался пробег в 400 000 км.
Технические характеристики двигателей 2AZ-FSE и 2AZ-FXE
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!
Данные агрегаты стали специализированными доработками версии FE и получили свои особые характеристики. В частности, была увеличена компрессия в цилиндрах, несколько изменена конструкция впрыска.
Можно выделить ряд общих технически характеристик для моторов:
| Рабочий объем | 2.4 л |
| Количество цилиндров | 4 |
| Количество клапанов | 16 |
| Впрыск топлива | D-4 (непосредственный впрыск); EFI (инжектор) |
| Мощность двигателя | 148-177 л.с. |
| Крутящий момент | 200-220 Н*м |
| Топливо | бензин 95 |
| Расход топлива (FSE) в городе | 8-13 л /100 км |
| Расход топлива (FXE гибрид) | 3.5-5 л / 100 км |
| Блок цилиндров | алюминий |
| Степень сжатия | 11-12.5 |
| Ресурс | 300-350 тысяч км |
Проблема в том, что FXE устанавливали на большой ряд автомобилей, и в каждом варианте были свои характеристики. Также за время выпуска мотора компания провела не менее четырех крупных модификаций, в которых игралась со степенью сжатия и мощностью двигателей. Поэтому заявлять более точно о характеристиках можно только при осмотре конкретного экземпляра силового агрегата.
На какие автомобили ставили 2AZ?
Модель FSE была специально спроектирована и доработана для автомобиля . Больше ни на одно авто этот агрегат не ставили. А вот FXE создали для применения в гибридных установках, поэтому спектр использования агрегата оказался гораздо шире:
- Toyota Alphard гибрид.
- Toyota Estima гибрид.
- Lexus HS 250h (2010-2012).
- Toyota Sai (2009).
Проблемы и типичные неполадки моторов линейки 2AZ
Особые серии этого двигателя не показывали каких-либо серьезных неполадок в течение своего усредненного ресурса в 300 000 км. Затем разваливается весь мотор постепенно, и проводить капитальный ремонт нет никакой возможности. Начало проблем считается лучшим временем для поиска мотора для свапа.
Есть несколько важных особенностей работы двигателя:
- на холостых оборотах агрегат вибрирует, это конструктивная особенность модели;
- при движении часто наблюдается эффект тряски, особенно на малых оборотах;
- форсунки с удовольствием засоряются, чистка стоит довольно дорого;
- электронная дроссельная заслонка нередко требует обслуживания на сервисе;
- мотор троит на холодную, это лечится только реставрацией топливной системы;
- приходится регулярно менять маслосъемные кольца (колпачки), чтобы избежать перебоев в работе.
И если подергивания на холостых являются просто конструктивной особенностью, то остальные минусы можно назвать недоработкой инженеров. Не очень надежная система ТНВД, простой, но дорогой в обслуживании VVT-i – все это усложняет ремонт и эксплуатацию. К тому же, цена запчастей высокая. Замена форсунок, к примеру, станет неподъемной задачей для многих владельцев Авенсис.
Главные преимущества агрегатов FSE и FXE серии 2AZ
Судя по отзывам, многие проблемы можно вылечить, благодаря наличию на рынке аналоговых запчастей. К примеру, можно поискать подушки ДВС, которые будут более мягкими, чем заводские. Это решает вопрос вибрации и делает поездку более комфортной.
Среди преимуществ также можно назвать систему охлаждения. При рабочей температуре в районе 95 градусов антифриз никогда не перегревается. Можно ехать на высоких оборотах и в сложных условиях, не опасаясь губительного перегрева мотора.
Менять масло можно 1 раз в 10 000 км, нет необходимости лить свежую смазку раньше. Алюминиевые блоки ходят долго, практически не изнашиваются. Поэтому срок службы при таком режиме обслуживания будет достойным.
Есть жалобы на лямбда-зонд, который сильно увеличивает расход топлива при поломке. Просто посмотрите заводской каталожный номер лямбда-зонда именно для вашей модификации и купите оригинальную деталь от Тойота. Любые аналоги не будут работать так, как оригинал.
Выводы про двигатели 2AZ FXE и FSE от Тойота
Это отличные силовые агрегаты, отзывы о которых подтверждают их высокое качество и оптимальный технический арсенал. Долговечная эксплуатация, отсутствие серьезных детских болезней и хорошие характеристики создают базу для удачной эксплуатации двигателя в течение многих лет. При покупке б/у агрегата для свапа проверьте пробег, иначе вы можете купить умирающий двигатель.
Существуют готовые комплекты для тюнинга мотора. К примеру, набор T04E способен дать двигателю турбину и около 300 л.с. мощности. Правда, ресурс в таком случае сильно уменьшается. Массовость данных агрегатов сделала доступными подержанные запчасти, а также различные недорогие аналоги.
Двигатель Toyota 2AZ-FE/FSE/FXE 2.4 л.
Характеристики двигателя Тойота 2AZ
| Производство | Toyota Motor Manufacturing Kentucky, Inc. Kamigo Plant Shimoyama Plant |
| Марка двигателя | Toyota 2AZ |
| Годы выпуска | 2000-наши дни |
| Материал блока цилиндров | алюминий |
| Система питания | инжектор |
| Тип | рядный |
| Количество цилиндров | 4 |
| Клапанов на цилиндр | 4 |
| Ход поршня, мм | 96 |
| Диаметр цилиндра, мм | 88.5 |
| Степень сжатия | 9.6 9.8 11 12.5 (см. описание) |
| Объем двигателя, куб.см | 2362 |
| Мощность двигателя, л.с./об.мин | 149/6000
160/5600 162/5600 170/6000 (см. описание) |
| Крутящий момент, Нм/об.мин | 187/4400
218/3800 220/4000 224/4000 (см. описание) |
| Топливо | 95 |
| Экологические нормы | Евро 5 |
| Вес двигателя, кг | 138 |
| Расход топлива, л/100 км (для RAV4 XA20)
- город - трасса - смешан. |
13.0 8.6 10.8 |
| Расход масла, гр./1000 км | до 1000 |
| Масло в двигатель | 5W-30
10W-30 |
| Сколько масла в двигателе | 4.3 (2AZ-FE) 3.8 (2AZ-FSE) |
| Замена масла проводится, км | 10000
(лучше 5000) |
| Рабочая температура двигателя, град. | ~95 |
| Ресурс двигателя, тыс. км
- по данным завода - на практике |
н.д. 300+ |
| Тюнинг
- потенциал - без потери ресурса |
400+ н.д. |
| Двигатель устанавливался | Toyota Camry Solara Toyota Ipsum Toyota Alphard Toyota Blade Toyota Mark X Zio Toyota Sai Lexus HS 250h Scion tC Scion xB Pontiac Vibe |
Неисправности и ремонт двигателя 2AZ-FE/FSE/FXE
Двигатель 2AZ появившийся в 2000 году, пришел на замену 2.2 литровому , и представляет собой , с расточенными цилиндрами до диаметра 88.5 мм (было 86 мм) и длинноходным коленвалом (96 мм против 86 мм). В картере располагается уравновешивающий механизм в виде двух балансирных валов, для снижения вибраций и плавности работы. В остальном перед нами такой же 1AZ с алюминиевым блоком, одинарным VVTi, электронной дроссельной заслонкой и прочим.
Модификации двигателя Toyota 2AZ
1. 2AZ-FE - базовый мотор, степень сжатия 9.6. Мощность от 160 л.с. В 2008 году в мотор внесли коррективы, заменили распредвалы на чуть более агрессивные, степень сжатия выросла до 9.8, мощность составила 166 л.с.
2. 2AZ-FSE - аналог 2AZ-FE, используется непосредственный впрыск топлива, степень сжатия увеличена до 11, мощность 163 л.с. Выпуск мотора прекращен в 2009 году
3. 2AZ-FXE - двигатель для гибридов, работает по циклу Аткинсона. Отличается другими распредвалами, поршнями и высокой степенью сжатия - 12.5. Мощность мотора 130 и 150 л.с.
Неисправности, проблемы 2AZ и их причины
Проблемы моторов 2AZ в точности повторяют таковые в движке ибо конструкция двс одна: типичный для AZ срыв резьбы в блоке, вибрация, дерганность и прочее. Двигатель 2AZ, как и 1AZ, несмотря на неремонтопригодный блок цилиндров, при нормальном уходе и своевременной замене масла, с удовольствием откатает более 300 тыс. км, что весьма недурно для современного мотора. В 2008 году, на смену 2AZ, пришел новый современный мотор, выпускающийся и сегодня - 2AR .
Тюнинг двигателя Toyota 2AZ-FE/FSE/FXE
Турбина на 2AZ-FE/FSE/FXE
На двигатель 2AZ в продаже имеются готовые решения по увеличению мощности двигателя до 300 л.с. и более. Наиболее распространены турбо киты на базе T04E. Покупаем этот турбо кит с интеркулером, коллектором, пайпами, форсунками, насосом, маслосливом и маслоподачей, блоу-офом, вестгейтом, ECU и прочим. К этому добавим толстую прокладку ГБЦ, надуваем 0.7 бар и ездим пока не развалится, после чего есть два варианта.
1. Купить кованую поршневую под низкую степень сжатия и увеличить давление наддува.
2. Купить .
